Question

為了探究AgNO₃的氧化性和熱穩定性，某化學興趣小組設計了如下實驗。 
Ⅰ. AgNO₃的氧化性
將光亮的鐵絲伸入AgNO₃溶液中，一段時間后將鐵絲取出。為檢驗溶液中Fe的氧化產物，將溶液中的Ag⁺除盡后，進行了如下實驗。可選用試劑：KSCN溶液、NaOH溶液、氯水、KMnO₄溶液。
⑴請完成下表：

操作	現象	結論
取少量除盡Ag+后的溶液于試管中，加入        ，振蕩		存在Fe3+
取少量除盡Ag+后的溶液于試管中，加入1~2滴KMnO4溶液，振蕩		存在Fe2+

 
【實驗結論】Fe的氧化產物為存在Fe²⁺和Fe³⁺ 
Ⅱ. AgNO₃的熱穩定性
用下圖所示的實驗裝置A加熱AgNO₃固體，產生紅棕色氣體，在裝置D中收集到無色氣體。當反應結束以后，試管中殘留固體為黑色。

Ⅱ.⑵裝置B的作用是                    。
⑶經小組討論并驗證該無色氣體為O₂，其驗證方法是                             。
⑷【查閱資料】Ag₂O和粉末的Ag均為黑色；Ag₂O可溶于氨水。
【提出假設】試管中殘留的黑色固體可能是：① Ag；② Ag₂O；③ Ag和Ag₂O。
【實驗驗證】該小組為驗證上述設想，分別取少量黑色固體，進行了如下實驗。

實驗編號	操作	現象
a	加入足量氨水，振蕩	黑色固體不溶解
b	加入足量稀硝酸，振蕩	黑色固體溶解，并有氣體產生

 
【實驗評價】根據上述實驗，不能確定固體產物成分的實驗是       （填實驗編號）。
【實驗結論】根據上述實驗結果，得出AgNO₃固體受熱分解的方程式為             。
【實驗拓展】取2.0g AgNO₃樣品充分受熱分解，共收集到標況下氣體的體積為336mL，則樣品中AgNO₃的百分含量為                 。

Answer 1

（1）1~2滴KSCN溶液     溶液變血紅色      紫紅色褪去
（2）安全瓶 （或防止倒吸）
（3）用玻璃片蓋住集氣瓶口并取出，正放在桌面上，然后將帶火星的木條伸入集氣瓶內，若木條復燃則證明是O₂
（4）    b        2AgNO₃  = 2Ag + 2NO₂ ↑ + O₂ ↑       85％ （或0.85）

解析試題分析：Ⅰ. ⑴中第一步操作對應的結論是存在Fe³⁺ ，由此可以知道加入的試劑為能與Fe³⁺ 發生顯色反應的KSCN溶液，現象是溶液變血紅色。而操作2加入高錳酸鉀溶液后，也得出了含有Fe²⁺ 離子的結論，由此可知該現象應該是使高錳酸鉀褪色了。
Ⅱ.⑵A裝置是加熱裝置，C裝置是洗氣裝置，如果AC直接相連，容易發生倒吸產生危險，因此B裝置的作用使起到防倒吸的目的。
⑶要驗證D中收集到的無色氣體為O2，可以充分利用O2助燃的性質進行檢驗，具體操作是：用玻璃片蓋住集氣瓶口并取出，正放在桌面上，然后將帶火星的木條伸入集氣瓶內，若木條復燃則證明是O₂。
⑷ 已知條件中Ag₂O可溶于氨水，因此實驗a加入足量氨水，黑色固體不溶解，說明黑色固體為Ag單質；而實驗b中加入足量稀硝酸，由于兩種固體均能夠溶于稀硝酸，因此固體溶解并長生氣體的現象只能說明含有部分Ag單質，但不能確定是否含有Ag₂O，因此不能確定固體成分是的實驗b。
由上述幾種實驗結果分析可得硝酸銀受熱分解產生了單質Ag、NO2、O2。因此化學方程式為：2AgNO₃  = 2Ag + 2NO₂ ↑ + O₂ ↑。
根據硝酸銀受熱分解的化學方程式可知，n(NO₂)="2/3" n(總氣體)= 2/3×0.336L/22.4L/mol=0.01mol，根據N原子守恒，n(AgNO₃)=n(NO₂)=0.01mol，因此w(AgNO₃)= 0.01mol×170g/mol÷2.0g=0.85。因此硝酸銀的百分含量為85%。
考點：本題考查的是Fe價態、硝酸銀分解產物的探究實驗。