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为探究Ag+与Fe3+氧化性的相关问题,某小组同学进行如下实验: 已知:相关物质...

为探究Ag+Fe3+氧化性的相关问题,某小组同学进行如下实验:

已知:相关物质的溶解度(20℃AgCl15×10-4g  Ag2SO40796 g

1)甲同学的实验如下:

序号

操作

现象

实验

2 mL 1 mol/L AgNO3 溶液加入到1 mL 1 mol/L  FeSO4溶液中

产生白色沉淀,随后有黑色固体产生

取上层清液,滴加KSCN 溶液

溶液变红

注:经检验黑色固体为Ag

白色沉淀的化学式是_____________

甲同学得出Ag+氧化了Fe2+的依据是_______________

2)乙同学为探究Ag+Fe2+反应的程度,进行实验

a.按右图连接装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应),发现电压表指针偏移。偏移的方向表明:电子由石墨经导线流向银。放置一段时间后,指针偏移减小。

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b.随后向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2(SO4)3溶液,发现电压表指针的变化依次为:偏移减小回到零点逆向偏移。

a中甲烧杯里的电极反应式是___________

b中电压表指针逆向偏移后,银为_________极(填)。

由实验得出Ag+Fe2+反应的离子方程式是___________

3)为进一步验证乙同学的结论,丙同学又进行了如下实验:

序号

操作

现象

实验

2 mL 2 mol/L Fe(NO3)3溶液加入有银镜的试管中

银镜消失

实验

2 mL1 mol/L Fe2(SO4)3溶液加入有银镜的试管中

银镜减少,未消失

实验

2 mL 2 mol/L FeCl3溶液加入有银镜的试管中

银镜消失

实验Ⅲ___________(填不能)证明Fe3+氧化了Ag,理由是_____________

用化学反应原理解释实验的现象有所不同的原因:_____________

 

(1)①Ag2SO4;② 有黑色固体(Ag )生成,加入KSCN 溶液后变红; (2)①Fe2+-e-=Fe3+ ;② 负;③Fe2+ +Ag+Fe3+ +Ag; (3)① 不能;因为Fe(NO3 ) 3溶液呈酸性,酸性条件下NO3-也可能氧化Ag; ② 溶液中存在平衡:Fe3+ +AgFe2+ +Ag+,且 AgCl比Ag2SO4溶解度更小,Cl-比SO42-更有利于降低Ag+ 浓度,所以实验Ⅴ比实验Ⅳ正向进行的程度更大(或促使平衡正向移动,银镜溶解)。 【解析】 试题分析:(1)将2mL 1mol/L AgNO3溶液加入到1mL 1mol/L FeSO4溶液中分数复分解反应会生成硫酸银白色沉淀,银离子具有强氧化性会氧化Fe2+为Fe3+,银离子被还原为黑色固体金属单质银;取上层清液,滴加KSCN溶液溶液变红说明有铁离子生成; ①上述分析可知白色沉淀为硫酸银,它的化学式是Ag2SO4,故答案为:Ag2SO4; ②甲同学得出Ag+氧化了Fe2+的依据是实验现象中,银离子被还原为黑色固体金属单质银,取上层清液,滴加KSCN溶液溶液变红说明有铁离子生成,故答案为:有黑色固体(Ag)生成,加入KSCN溶液后变红; (2)①实验过程中电压表指针偏移,偏移的方向表明:电子由石墨经导线流向银,依据原电池原理可知银做原电池正极,石墨做原电池负极,负极是甲池溶液中亚铁离子失电子发生氧化反应生成铁离子,a中甲烧杯里的电极反应式是Fe2+-e-=Fe3+;故答案为:Fe2+-e-=Fe3+; ②随后向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2(SO4)3溶液,和乙池组成原电池,发现电压表指针的变化依次为,偏移减小→回到零点→逆向偏移,依据电子流向可知乙池中银做原电池负极,发生的反应为铁离子氧化为银生成亚铁离子;故答案为:负; ③由实验现象得出,Ag+和Fe2+反应生成铁离子和金属银,反应的离子方程式是Fe2++Ag+Fe3++Ag;故答案为:Fe2++Ag+Fe3++Ag; (3)①将2mL 2mol/L Fe(NO3)3溶液加入有银镜的试管中银镜消失,说明银杯氧化,可能是溶液中铁离子的氧化性,也可能是铁离子水解显酸性的溶液中,硝酸根离子在酸溶液中具有了强氧化性,稀硝酸溶解银,所以实验Ⅲ不能证明Fe3+氧化了Ag,故答案为:不能;因为Fe(NO3)3溶液呈酸性,酸性条件下NO3-也可能氧化Ag; ②将2mL1mol/L Fe2(SO4)3溶液加入有银镜的试管中银镜减少,未消失说明部分溶解,将2mL 2mol/L FeCl3溶液加入有银镜的试管中银镜消失,说明银溶解完全,依据上述现象可知,溶液中存在平衡:Fe3++AgFe2++Ag+,且AgCl比Ag2SO4溶解度更小,Cl-比SO42-更有利于降低Ag+浓度,所以实验Ⅴ比实验Ⅳ正向进行的程度更大,故答案为:溶液中存在平衡:Fe3++AgFe2++Ag+,且 AgCl比Ag2SO4溶解度更小,Cl-比SO42-更有利于降低Ag+浓度,所以实验Ⅴ比实验Ⅳ正向进行的程度更大。 考点:考查了性质实验方案的设计、铁及其化合物的性质的相关知识。  
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