Question

7．某学生对Na₂SO₃与AgNO₃在不同的pH下反应进行探究．
（1）测得Na₂SO₃溶液pH=10，AgNO₃溶液pH=5，二者水解的离子分别是SO₃^2-、Ag⁺．
（2）调节pH，实验记录如下：

实验	pH	现   象
a	10	产生白色沉淀，稍后溶解，溶液澄清
b	6	产生白色沉淀，一段时间后，沉淀未溶解
c	2	产生大量白色沉淀，一段时间后，产生海绵状棕黑色物质X

查阅资料得知：
ⅰ．Ag₂SO₃：白色，难溶于水，溶于过量的Na₂SO₃溶液
ⅱ．Ag₂O：棕黑色，不溶于水，能和酸反应
①推测a中白色沉淀为Ag₂SO₃，离子方程式是2Ag⁺+SO₃^2-=Ag₂SO₃↓．
②推测a中白色沉淀为Ag₂SO₄，推测的依据是SO₃^2-有还原性，可能被氧化为SO₄^2-，与Ag⁺反应生成Ag₂SO₄白色沉淀．
（3）取b、c中白色沉淀，置于Na₂SO₃溶液中，沉淀溶解．该同学设计实验确认了白色沉淀不是Ag₂SO₄，实验方法是：另取Ag₂SO₄固体置于Na₂SO₃溶液中，未溶解．
（4）将c中X滤出、洗净，为确认其组成，实验如下：
Ⅰ．向X中滴加稀盐酸，无明显变化
Ⅱ．向X中加入过量浓HNO₃，产生红棕色气体
Ⅲ．用Ba（NO₃）₂、BaCl₂检验Ⅱ中反应后的溶液，前者无变化，后者产生白色沉淀
①实验Ⅰ的目的是检验X是否为Ag₂O．
②根据上述现象，分析X的性质和元素组成是有还原性； 含有Ag元素，不含S元素．
③Ⅱ中反应的化学方程式是Ag+2HNO₃（浓）═AgNO₃+NO₂↑+H₂O．
（5）该同学综合以上实验，分析X产生的原因，认为随着酸性的增强，体系还原性增强．通过进一步实验确认了这种可能性，实验如下：
①气体Y是SO₂．
②白色沉淀转化为X的化学方程式是Ag₂SO₃+H₂O=2Ag+H₂SO₄．

Answer 1

分析 （1）Na₂SO₃为强碱弱酸盐，在溶液中水解显碱性，AgNO₃为强酸弱碱盐，在溶液中水解显酸性；
（2）①推测a中白色沉淀为Ag₂SO₃，Ag⁺与SO₃^2-反应生成Ag₂SO₃，Ag₂SO₃溶于过量的Na₂SO₃溶液；
②推测a中白色沉淀为Ag₂SO₄，SO₃^2-有还原性，可能被氧化为SO₄^2-，与Ag⁺反应生成Ag₂SO₄白色沉淀；
（3）设计实验确认白色沉淀是否为Ag₂SO₄，根据Ag₂SO₃白色，难溶于水，溶于过量Na₂SO₃的溶液分析，设计对照试验；
（4）①亚硫酸银能分解生成氧化银，溶液的pH=2，产生大量白色沉淀，一段时间后，产生海绵状棕黑色物质X，向X中滴加稀盐酸，无明显变化，说明X不是Ag₂O，因氧化银和盐酸生成白色氯化银沉淀和水；
②向X中加入过量浓HNO₃，产生红棕色气体为NO₂，说明为银和硝酸的反应，分析X是银；
③银和硝酸反应生成硝酸银、二氧化氮、水；
（5）①溶液的酸性增强，+4价硫的还原性增强，能被+1价银氧化，+4价硫的氧化物为二氧化硫；
②酸性增强，+4价硫的亚硫酸银，被+1价银氧化生成银和硫酸．

解答 解：（1）Na₂SO₃为强碱弱酸盐，在溶液中水解显碱性，则溶液的pH=10，其水解离子方程为：SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-，AgNO₃为强酸弱碱盐，在溶液中pH=5，其水解离子方程为：Ag⁺+H₂O?H⁺+AgOH，
故答案为：SO₃^2-、Ag⁺；
（2）①推测a中白色沉淀为Ag₂SO₃，Ag⁺与SO₃^2-反应生成Ag₂SO₃，Ag₂SO₃溶于过量的Na₂SO₃溶液，生成沉淀的离子方程式为：2Ag⁺+SO₃^2-=Ag₂SO₃↓，
故答案为：2Ag⁺+SO₃^2-=Ag₂SO₃↓；
②推测a中白色沉淀为Ag₂SO₄，其依据为：SO₃^2-有还原性，可能被氧化为SO₄^2-，与Ag⁺反应生成Ag₂SO₄白色沉淀，
故答案为：SO₃^2-有还原性，可能被氧化为SO₄^2-，与Ag⁺反应生成Ag₂SO₄白色沉淀；
（3）Ag₂SO₃白色，难溶于水，溶于过量Na₂SO₃的溶液，取B、C中白色沉淀，置于Na₂SO₃溶液中，沉淀溶解，说明B、C中白色沉淀为Ag₂SO₃，另取Ag₂SO₄固体，同样条件置于足量Na₂SO₃溶液中，进行对照试验，发现沉淀不溶解，
故答案为：Na₂SO₃；
（4）①氧化银能和盐酸生成白色氯化银沉淀和水，溶液的pH=2，产生大量白色沉淀，一段时间后，产生海绵状棕黑色物质X，向X中滴加稀盐酸，无明显变化，说明X不是Ag₂O，
故答案为：检验X是否为Ag₂O；
②向X中加入过量浓HNO₃，产生红棕色气体为NO₂，X与浓硝酸发生氧化还原反应，X具有还原性，X只能为金属单质，只能为银，含有Ag元素，不含S元素，
故答案为：有还原性； 含有Ag元素，不含S元素；
③向X中加入过量浓HNO₃，产生红棕色气体为NO₂，银和硝酸反应，氮元素从+5变为+4价，同时生成硝酸银和水，反应方程式为：Ag+2HNO₃（浓）═AgNO₃+NO₂↑+H₂O，
故答案为：Ag+2HNO₃（浓）═AgNO₃+NO₂↑+H₂O；
（5）①海绵状棕黑色物质X为Ag，产生Ag的原因，可能为随着酸性的增强．+4价硫的还原性增强，能被+1价银氧化，实验确认，可通+4价硫的氧化物二氧化硫进行实验确认，通入二氧化硫后，瓶中白色沉淀Ag₂SO₃转化为棕黑色Ag，
故答案为：SO₂；
②X为Ag，白色沉淀转化为X，为在酸性条件下，亚硫酸银中+4价的硫，被+1价银氧化生成银和硫酸，反应为：Ag₂SO₃+H₂O=2Ag+H₂SO₄，
故答案为：Ag₂SO₃+H₂O=2Ag+H₂SO₄．

点评 本题考查物质组成的探究实验，侧重于学生的分析能力的考查，熟练掌握元素化合物及氧化还原反应知识，题目难度中等．