华教网 考试资讯 某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下。

某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下。

某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下。

向硝酸酸化的0.05 mol·L-1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。

(1)检验产物

①取少量黑色固体,洗涤后,加硝酸加热溶解固体,再滴加稀盐酸,产生白色沉淀(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。

②取上层清液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有Fe2+

(2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理是Fe+2Fe3+=3Fe2+(用离子方程式表示)。针对两种观点继续实验:

①取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:

(资料:Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN)

② 对Fe3+产生的原因作出如下假设:

假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+;

假设b:空气中存在O2,由于4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O(用离子方程式表示),可产生Fe3+;

假设c:酸性溶液中NO3-具有氧化性,可产生Fe3+;

假设d:根据加入KSCN溶液后产生白色沉淀现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+。

③ 下列实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。实验Ⅱ可证实假设d成立。

实验Ⅰ:向硝酸酸化的0.05 mol·L-1 NaNO3溶液溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液,3 min时溶液呈浅红色,30 min后溶液几乎无色。

实验Ⅱ:装置如图。其中甲溶液是FeSO4溶液,操作及现象是分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液,同时滴加KSCN溶液,后者红色更深。

(3)根据实验现象,结合方程式推测实验ⅰ~ⅲ中Fe3+浓度变化的原因:溶液中存在反应:①Fe+2Ag+=Fe2++2Ag ,②Ag++Fe2+=Ag+Fe3+,③Fe+2Fe3+=3Fe2+。反应开始时,c(Ag+)大,以反应①②为主,c(Fe3+)增大。约30分钟后,c(Ag+)小,以反应③为主,c(Fe3+)减小。

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