题目内容

【题目】下表是某学生为探究AgCl沉淀转化为Ag2S沉淀的反应所做实验的记录.

Ⅰ.取5mL 0.1mol/L AgNO3与一定体积0.1mol/L NaCl溶液,混合,振荡.

立即产生白色沉淀

Ⅱ.向所得悬浊液中加入2.5mL 0.1mol/L Na2S溶液.

沉淀迅速变为黑色

Ⅲ.将上述黑色浊液,放置在空气中,不断搅拌.

较长时间后,沉淀变为乳白色

Ⅳ.滤出Ⅲ中的乳白色沉淀,加入足量HNO3溶液.

产生红棕色气体,沉淀部分溶解

Ⅴ.过滤得到滤液X和白色沉淀Y;向X中滴加Ba(NO32溶液.

产生白色沉淀


(1)为了证明沉淀变黑是AgCl转化为Ag2S的缘故,步骤I中NaCl溶液的体积范围为
(2)已知:25℃时Ksp(AgCl)=1.8×1010 , Ksp(Ag2S)=6×1030 , 此沉淀转化反应的平衡常数K
(3)步骤V中产生的白色沉淀的化学式为 , 步骤Ⅲ中乳白色沉淀除含有AgCl外,还含有
(4)为了进一步确认步骤Ⅲ中乳白色沉淀产生的原因,设计了如下图所示的对比实验装置. ①装置A中玻璃仪器有圆底烧瓶、导管和 , 试剂W为
②装置C中的试剂为NaCl溶液和Ag2S悬浊液的混合物,B中试剂为
③实验表明:C中沉淀逐渐变为乳白色,B中没有明显变化.
完成C中反应的化学方程式:
Ag2S+NaCl++AgCl+S+
C中NaCl的作用是:

【答案】
(1)≥5mL
(2)5.4×109
(3)BaSO4;S
(4)分液漏斗;过氧化氢溶液;Ag2S悬浊液;2;4;O2;2H2O;4;2;4NaOH;氧气将Ag2S氧化成S时有Ag+产生,NaCl电离的氯离子与银离子结合生成AgCl沉淀,使c(Ag+)减小,有利于氧化还原反应的平衡右移
【解析】解:(1)要证明沉淀变黑是AgCl转化为Ag2S的缘故,则步骤Ⅰ中必须使硝酸银电离出的银离子完全转化成AgCl沉淀,所以加入的NaCl溶液的体积必须≥5mL, 所以答案是:≥5mL;(2)氯化银转化成硫化银的反应为:2AgCl(s)+S2(aq)Ag2S(s)+2Cl(aq),该反应的平衡常数为:K= = = =5.4×109
所以答案是:5.4×109;(3)步骤Ⅲ中较长时间后,沉淀变为乳白色,则黑色的硫化银沉淀转化成氯化银沉淀;
再根据滤出Ⅲ中的乳白色沉淀,加入足量HNO3溶液,产生红棕色气体,沉淀部分溶解,则被氧化的只能为S元素,故乳白色沉淀为AgCl和S的混合物;其中S被稀硝酸氧化成硫酸根离子,则在步骤Ⅴ中向X中滴加Ba(NO32溶液会生成BaSO4沉淀,
所以答案是:BaSO4;S;(4)①根据图示可知,装置A中玻璃仪器有圆底烧瓶、导管和分液漏斗;乳白色沉淀为氯化银和S的混合物,装置A的作用是提供氧气,根据圆底烧瓶中为二氧化锰可知W为过氧化氢溶液,
所以答案是:分液漏斗;过氧化氢溶液;
②进一步确认步骤Ⅲ中乳白色沉淀产生的原因,装置C中的试剂为NaCl溶液和Ag2S悬浊液的混合物,则装置B中应该不含氯化钠溶液,即为Ag2S悬浊液,通过对比反应现象判断生成乳白色沉淀产生的原因,
所以答案是:Ag2S悬浊液;
③装置C中生成的白色沉淀为氯化银和S单质,反应物应该还有氧气,产物中钠离子只能以NaOH形式存在,则未知的反应物为NaOH,再根据H元素守恒可知另一种未知反应物为水,然后根据化合价升降相等配平可得反应方程式:2Ag2S+4NaCl+O2+2H2O4AgCl+2S+4NaOH;
装置C中氯化钠的作用为:氧气将Ag2S氧化成S时有Ag+产生,NaCl电离的氯离子与溶液中银离子结合生成AgCl沉淀,使溶液中c(Ag+)减小,从而有利于氧化还原反应2Ag2S+4NaCl+O2+2H2O4AgCl+2S+4NaOH向右移动,
所以答案是:2Ag2S+4NaCl+O2+2H2O4AgCl+2S+4NaOH;氧气将Ag2S氧化成S时有Ag+产生,NaCl电离的氯离子与银离子结合生成AgCl沉淀,使c(Ag+)减小,有利于氧化还原反应的平衡右移.

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