Question

【題目】某實驗小組同學在探究Fe、Fe3+、Ag+相互間的反應時，設計了如下系列實驗。已知: Ag+與SCN- 生成白色沉淀AgSCN。請按要求回答下列問題。

他們先向硝酸酸化的0.05mol/L AgNO3溶液(pH≈2) 中加入稍過量鐵粉，攪拌后靜置，燒杯底部有黑色固體，溶液呈黃色; 經檢驗未生成其他含氮物質.

（1）由“黑色固體”，甲猜測固體中含有Ag; 他取出少量黑色固體，洗滌后放入試管中,后續操作是_______，發現有白色沉淀產生。

（2）乙取上層清液于試管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產生藍色沉淀。由此得出Fe與Ag+間發生的離子反應之一為___________。

（3）由“溶液呈黃色”，丙猜測溶液中有Fe3+; 而丁認為在鐵粉稍過量充分反應后的溶液中不可能合有Fe3+，其理由是(用離子方程式表示):________。

丙為證實自己的猜測，取上層清液，滴加_______，溶液變紅，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30 min時量少；溶液紅色較30 min時變淺

①“白色沉淀”是_________。

②丙對Fe3+產生的原因分析:

因“未生成其他含氮物質”，故認為Fe2+不是被________氧化的。隨后又提出了如下假設:

假設a：可能是鐵粉表面有氧化層，與H+反應生成Fe3+;

假設b：Fe2+被O2氧化，而產生Fe3+；其對應的高子反應方程式為_________

假設c:__________氧化了Fe2+,而產生Fe3+

③丙為證實假設a、b不是主要原因，又補充了對比實驗: 向硝酸酸化的(pH=2)_____中加入過量鐵粉，攪拌后靜置，不同時間取上層清液清加KSCN溶液，3min時溶液呈淺紅色，30min后溶液幾乎無色。

④戊為證實上述假設c成立，設計了如右圖所示裝置:分別取此電池工作前與工作-段時間電源計指針回至“0”時左池中的溶液，同時分別滴加K3[FeCN)6]溶液，后者藍色沉淀較少；左池再滴加X的濃溶液，指針又有偏轉。則X為________溶液；該電池總反應的離子方程式為:__________。

Answer 1

【答案】 加硝酸，微熱，溶解固體，再滴加稀鹽酸 Fe+2Ag+=Fe2++2Ag Fe+2Fe3+=3Fe2+ KSCN溶液 AgSCN 酸性溶液(pH≈2)中NO3- Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O Ag+ 0.05mol/LNaNO3溶液 FeCl2溶液或FeSO4溶液 Fe2++Ag+Fe3++Ag

【解析】（1）銀與足量硝酸反應生成硝酸銀溶液，再滴加鹽酸，有白色沉淀氯化銀產生；正確答案：加硝酸，微熱，溶解固體，再滴加稀鹽酸；

（2）滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產生藍色沉淀，溶液中含有Fe2+；Fe與Ag+間發生置換反應生成銀；正確答案：Fe+2Ag+=Fe2++2Ag；

（3）鐵與鐵離子可以發生歸中反應，生成Fe2+；正確答案：Fe+2Fe3+=3Fe2+；鐵離子與硫氰化鉀溶液相遇，溶液變紅；白色沉淀為可能為銀離子與硫氰根離子生成了硫氰化銀白色沉淀；①正確答案：AgSCN；②因“未生成其他含氮物質”，也就是說硝酸（或酸性條件下的NO3-）沒有氧化Fe2+；有可能Fe2+是被氧氣在酸性條件下氧化為Fe3+，正確答案：酸性溶液(pH≈2)中NO3-；Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O； 溶液中還含有銀離子，具有一定的氧化性，有可能銀離子氧化亞鐵離子；正確答案：銀離子；

③滿足相同條件下，向硝酸酸化的(pH=2) 0.05mol/L硝酸鈉溶液中加入過量鐵粉，鐵先被硝酸氧化為鐵離子，取上層清液清加KSCN溶液，3min時溶液呈淺紅色，然后生成的鐵離子又被過量的鐵還原為亞鐵離子，30min后溶液幾乎無色。正確答案：0.05mol/L硝酸鈉溶液；

④根據題給信息，左池藍色沉淀較少，說明亞鐵離子濃度減少了；再向左池再滴加的FeCl2濃溶液，指針偏轉，說明反應向生成鐵離子方向進行，證明了銀離子氧化亞鐵離子：Fe2++Ag+Fe3++Ag；正確答案：FeCl2濃溶液或FeSO4濃溶液；Fe2++Ag+Fe3++Ag；