Question

【題目】為探究Ag+與Fe3+氧化性的相關問題，某小組同學進行如下實驗：

已知：相關物質的溶解度（20℃）AgCl：1．5×10-4g Ag2SO4：0．796 g

（1）甲同學的實驗如下：

序號	操作	現象
實驗Ⅰ	將2 mL 1 mol/L AgNO3溶液加入到1 mL 1 mol/L FeSO4溶液中	產生白色沉淀，隨后有黑色固體產生
	取上層清液，滴加KSCN 溶液	溶液變紅

注：經檢驗黑色固體為Ag

① 白色沉淀的化學式是_____________。

② 甲同學得出Ag+氧化了Fe2+的依據是_______________。

（2）乙同學為探究Ag+和Fe2+反應的程度，進行實驗Ⅱ。

a．按右圖連接裝置并加入藥品（鹽橋中的物質不參與反應），發現電壓表指針偏移。偏移的方向表明：電子由石墨經導線流向銀。放置一段時間后，指針偏移減小。

ｂ．隨后向甲燒杯中逐漸加入濃Fe2(SO4)3溶液，發現電壓表指針的變化依次為：偏移減小→回到零點→逆向偏移。

① a中甲燒杯里的電極反應式是___________。

② b中電壓表指針逆向偏移后，銀為_________極（填“正”或“負”）。

③ 由實驗得出Ag+和Fe2+反應的離子方程式是___________。

（3）為進一步驗證乙同學的結論，丙同學又進行了如下實驗：

序號	操作	現象
實驗Ⅲ	將2 mL 2 mol/L Fe(NO3)3溶液加入有銀鏡的試管中	銀鏡消失
實驗Ⅳ	將2 mL1 mol/L Fe2(SO4)3溶液加入有銀鏡的試管中	銀鏡減少，未消失
實驗Ⅴ	將2 mL 2 mol/L FeCl3溶液加入有銀鏡的試管中	銀鏡消失

① 實驗Ⅲ___________（填“能”或“不能”）證明Fe3+氧化了Ag，理由是_____________。

② 用化學反應原理解釋實驗Ⅳ與Ⅴ的現象有所不同的原因：_____________。

Answer 1

【答案】Ag2SO4 有黑色固體（Ag ）生成，加入KSCN 溶液后變紅 Fe2+－e-＝Fe3+ 負 Fe2+＋Ag+Fe3+＋Ag 不能 因為Fe(NO3)3溶液呈酸性，酸性條件下NO3-也可能氧化Ag 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+濃度，所以實驗Ⅴ比實驗Ⅳ正向進行的程度更大（或促使平衡正向移動，銀鏡溶解）。

【解析】

（1）將2mL 1mol/L AgNO3溶液加入到1mL 1mol/L FeSO4溶液中發生復分解反應會生成硫酸銀白色沉淀，銀離子具有強氧化性會氧化Fe2+為Fe3+，銀離子被還原為黑色固體金屬單質銀；取上層清液，滴加KSCN溶液溶液變紅說明有鐵離子生成；

①上述分析可知白色沉淀為硫酸銀，它的化學式是Ag2SO4，故答案為Ag2SO4；

②甲同學得出Ag+氧化了Fe2+的依據是實驗現象中，銀離子被還原為黑色固體金屬單質銀，取上層清液，滴加KSCN溶液溶液變紅說明有鐵離子生成，故答案為有黑色固體（Ag）生成，加入KSCN溶液后變紅；

（2）①實驗過程中電壓表指針偏移，偏移的方向表明：電子由石墨經導線流向銀，依據原電池原理可知銀做原電池正極，石墨做原電池負極，負極是甲池溶液中亞鐵離子失電子發生氧化反應生成鐵離子，a中甲燒杯里的電極反應式是Fe2+-e-=Fe3+；故答案為Fe2+-e-=Fe3+；

②隨后向甲燒杯中逐漸加入濃Fe2（SO4）3溶液，和乙池組成原電池，發現電壓表指針的變化依次為，偏移減小→回到零點→逆向偏移，依據電子流向可知乙池中銀做原電池負極，發生的反應為鐵離子氧化為銀生成亞鐵離子；故答案為負；

③由實驗現象得出，Ag+和Fe2+反應生成鐵離子和金屬銀，反應的離子方程式是Fe2++Ag+Fe3++Ag；故答案為Fe2++Ag+Fe3++Ag；

（3）①將2mL 2mol/L Fe（NO3）3溶液加入有銀鏡的試管中銀鏡消失，說明銀杯氧化，可能是溶液中鐵離子的氧化性，也可能是鐵離子水解顯酸性的溶液中，硝酸根離子在酸溶液中具有了強氧化性，稀硝酸溶解銀，所以實驗Ⅲ不能證明Fe3+氧化了Ag，故答案為不能；因為Fe（NO3）3溶液呈酸性，酸性條件下NO3-也可能氧化Ag；

②將2mL1mol/L Fe2（SO4）3溶液加入有銀鏡的試管中銀鏡減少，未消失說明部分溶解，將2mL 2mol/L FeCl3溶液加入有銀鏡的試管中銀鏡消失，說明銀溶解完全，依據上述現象可知，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+濃度，所以實驗Ⅴ比實驗Ⅳ正向進行的程度更大，故答案為溶液中存在平衡：Fe3++AgFe2++Ag+，且 AgCl比Ag2SO4溶解度更小，Cl-比SO42-更有利于降低Ag+濃度，所以實驗Ⅴ比實驗Ⅳ正向進行的程度更大。