Question

【題目】實驗能力和創新意識是化學學科核心素養的重要內容之一。某研究性學習小組在驗證反應“ Fe”的實驗中檢測到發現和探究過程如下：向硝酸酸化的硝酸銀溶液（）中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，燒杯底部有黑色固體，溶液呈黃色。

(1)檢驗產物：

①檢驗上層清液中所含離子的方法：取上層清液，滴加_________，產生藍色沉淀，說明溶液中含有Fe2+。

②經檢驗黑色固體為Ag，檢驗方法：取出少量黑色固體，洗滌后，加入適量稀硝酸使固體溶解，再滴加__________（填試劑），產生_________（填現象）。

(2)針對“溶液呈黃色”，甲認為溶液中有乙認為鐵粉過量時不可能有，乙依據的原理是______。（用離子方程式表示）o

針對這兩種觀點繼續實驗：取上層清液，滴加KSCN溶液，溶液變紅，證實了甲的猜測。同時發現有白色沉淀產生，且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時間有關，對比實驗記錄如下：

序號	取樣時間/min	現象
I	3	產生大量白色沉淀；溶液呈紅色
II	30	產生白色沉淀，較3 min時量少；溶液紅色較3 min時加深
III	120	產生白色沉淀，較30min時量少；溶液紅色較30min時變淺

（資料： -生成白色沉淀AgSCN）

(3)實驗中溶液變為紅色的離子方程式為_______________，產生白色沉淀說明存在___________（填離子符號）。

(4)對產生的原因做如下假設：

假設a：可能是鐵粉表面有氧化層，能產生

假設b：空氣中存在發生反應產生

假設c：酸性溶液中的NO3-將Fe2+氧化為Fe3+

假設d：溶液存在Ag+將Fe2+氧化為Fe3+

下述實驗可證實假設a、b，c不是產生Fe3+的主要原因，并可證實假設d成立。

①實驗：向硝酸酸化的__________溶液( )中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，不同時間取上層清液滴加KSCN溶液。3min 時溶液呈淺紅色，30min后溶液幾乎無色。

②實驗II的現象說明發生了反應__________（用離子方程式表示）。

(5)實驗Ⅱ中發生的反應可以用下列裝置來驗證。其中甲溶液是___________，分別取電池工作前與工作一段時間后左側燒杯中溶液，同時滴加KSCN溶液，_______ （“前者”或“后者”）紅色更深。

Answer 1

【答案】K3[Fe(CN)6] 稀鹽酸 白色沉淀 2Fe3++Fe=3Fe2+ Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 Ag+ 0.05mol/L的NaNO3溶液 Ag++Fe2+ Ag+Fe3+ FeSO4溶液 后者

【解析】

根據離子檢驗的方法及原理分析解答并書寫相關離子方程式；根據題干信息分析實驗原理是否正確；根據原電池原理分析解答。

(1)①檢驗Fe2+，滴加K3[Fe(CN)6]，產生藍色沉淀；

②Ag與稀硝酸反應生成硝酸銀，檢驗Ag+，可以滴加稀鹽酸，出現白色沉淀；

(2)鐵離子有較強的氧化性，可以與鐵反應，離子方程式為：2Fe3++Fe=3Fe2+；

(3)溶液變為紅色的離子方程式為Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，根據題干信息，白色沉淀是AgSCN，產生白色沉淀說明存在Ag+ ；

(4)①為了驗證Ag+將Fe2+氧化為Fe3+，可將硝酸銀溶液換成0.05mol/L的NaNO3溶液；

②實驗II的現象說明Ag+的量減少、Fe2+向Fe3+轉化，發生反應為：Ag++Fe2+ Ag+Fe3+；

(5)若要驗證銀離子可以氧化亞鐵離子，可以利用原電池原理，需要甲溶液中含有亞鐵離子，所以甲溶液為FeSO4溶液；電池工作一段時間后會生成Fe3+，所以后者顏色深。