Question

8．甲同学向做过银镜反应的试管0.1mol/L的Fe（NO₃）₃溶液（pH=2），发现银镜部分溶解，和大家一起分析原因：
甲同学认为：Fe³⁺具有氧化性，能够溶解单质Ag
乙同学认为：Fe（NO₃）₃溶液显酸性，该条件下NO₃^-也能氧化单质Ag．
丙同学认为：Fe³⁺和NO₃^-均能把Ag氧化而溶解．
（1）生成银镜反应过程中银氨溶液发生还原 （氧化、还原）反应．
（2）为得出正确结论，只需设计两个实验验证即可．
实验Ⅰ：向溶解了银镜的Fe（NO₃）₃的溶液中加入②（填序号，①KSCN溶液、②K₃[Fe（CN）₆]溶液、③稀HCl），现象为产生蓝色沉淀，证明甲的结论正确．
实验Ⅱ：向附有银镜的试管中加入pH=2的 0.3 mol/L KNO₃或NaNO₃ 溶液，观察银镜是否溶解．
两个实验结果证明了丙同学的结论
（3）丙同学又把5mlFeSO₄溶液分成两份：
第一份滴加2滴KSCN溶液无变化；第二份加入1ml 0.1mol/L AgNO₃溶液，出现白色沉淀，随后有黑色固体产生（经验证黑色固体为Ag颗粒），再取上层溶液滴加KSCN溶液变红．根据上述的实验情况，用离子方程式表示Fe³⁺、Fe²⁺、Ag⁺、Ag之间的反应关系Fe³⁺+Ag?Fe²⁺+Ag⁺或Ag⁺+Fe²⁺?Ag+Fe³⁺．
（4）丁同学改用如图实验装置做进一步探究：
①K刚闭合时，指针向左偏转，此时石墨作正极，（填“正极”或“负极”）．此过程氧化性：Fe³⁺＞ Ag⁺（填“＞”或“＜”）．
②当指针归零后，向右烧杯中滴加几滴饱和AgNO₃溶液，指针向右偏转．
此过程氧化性：Fe³⁺＜ Ag⁺（填“＞”或“＜”）．
由①和②的实验，得出的结论是：在其它条件不变时，物质的氧化性与浓度有关，浓度的改变可导致平衡移动．

Answer 1

分析 （1）银氨溶液中的银为+1价，被醛基还原生成0价的银单质；
（2）实验Ⅰ：亚铁离子的检验是K₃[Fe（CN）₆]溶液和亚铁离子结合生成蓝色沉淀，据此进行解答；
实验Ⅱ：硝酸根离子也可能氧化单质银，需进行对照实验，配制同PH、同硝酸根离子浓度的溶液进行对照；
（3）第一份滴加2滴KSCN溶液无变化，无铁离子，第二份加入1ml 0.1mol/L AgNO₃溶液，出现白色沉淀，随后有黑色固体产生，经验证黑色固体为Ag，再取上层溶液滴加KSCN溶液变红，存在铁离子，说明铁离子氧化银生成亚铁离子，该反应为可逆反应；
（4）①原电池负极发生氧化反应，正极发生还原反应，氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物；
②当指针归零后，向右烧杯中滴加几滴饱和AgNO₃溶液，指针向右偏转，说明主要发生Ag⁺+Fe²⁺?Ag+Fe³⁺；增大反应物的浓度，平衡移动，说明物质的氧化性与浓度有关，浓度的改变可导致平衡移动．

解答 解：（1）往AgNO₃溶液中逐滴加入氨水，银离子和氨水反应生成白色的氢氧化银沉淀和铵根离子，离子反应方程式为：Ag⁺+NH₃•H₂O═AgOH↓+NH₄⁺；继续滴入氨水白色沉淀溶解，氢氧化银和氨水反应生成银氨溶液和水，离子反应方程式为：AgOH+2NH₃•H₂O═[Ag（NH₃）₂]OH+2H₂O，若用乙醛进行银镜反应，再加入乙醛溶液后，生成乙酸铵，氨气、银和水，化学反应方程式为：CH₃CHO+2Ag（NH₃）₂OH$\stackrel{水浴}{→}$CH₃COONH₄+2Ag↓+3NH₃+H₂O，银氨溶液中的银为+1价，被醛基还原生成0价的银单质，
故答案为：还原；
（2）实验Ⅰ：验证亚铁离子实验是取少量除尽Ag⁺后的溶液于试管中，加入K₃[Fe（CN）₆]溶液会和亚铁离子反应生成蓝色沉淀，
故答案为：②；产生蓝色沉淀；
实验Ⅱ：硝酸根离子也可能氧化单质银，需进行对照实验，0.1mol/L的Fe（NO₃）₃溶液（pH=2），硝酸根离子为0.3 mol/L，所以需向附有银镜的试管中加入pH=2的 0.3 mol/L KNO₃或NaNO₃溶液，
故答案为：pH=2的 0.3 mol/L KNO₃或NaNO₃；
（3）Fe³⁺与SCN^-反应生成红色的硫氰化铁溶液，Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，呈红色，第一份滴加2滴KSCN溶液无变化，无铁离子，第二份加入1ml 0.1mol/L AgNO₃溶液，出现白色沉淀，随后有黑色固体产生，经验证黑色固体为Ag，再取上层溶液滴加KSCN溶液变红，存在铁离子，说明铁离子氧化银生成亚铁离子，且该反应为可逆反应，所以反应为：Fe³⁺+Ag?Fe²⁺+Ag⁺或Ag⁺+Fe²⁺?Ag+Fe³⁺，
故答案为：Fe³⁺+Ag?Fe²⁺+Ag⁺或Ag⁺+Fe²⁺?Ag+Fe³⁺；
（4）①该电池的反应本质为Fe³⁺+Ag?Fe²⁺+Ag⁺，银为负极，石墨为正极，该反应中铁离子为氧化剂，银离子为氧化产物，所以此过程氧化性：Fe³⁺＞Ag⁺，
故答案为：正极；＞；
②当指针归零后，向右烧杯中滴加几滴饱和AgNO₃溶液，Fe³⁺+Ag?Fe²⁺+Ag⁺，银离子浓度增大，平衡右移，主要反应为：Ag⁺+Fe²⁺?Ag+Fe³⁺，
氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物，所以此过程氧化性：Fe³⁺＜Ag⁺，由①和②的实验，得出的结论是：在其它条件不变时，物质的氧化性与浓度有关，浓度的改变可导致平衡移动，
故答案为：＜；在其它条件不变时，物质的氧化性与浓度有关，浓度的改变可导致平衡移动．

点评 本题为探究实验，考查实验操作、物质的检验等知识，题目难度中等，注意掌握实验设计的方法和物质实验验证方案分析方法，侧重考查了学生提出假设并设计实验验证的能力、分析问题解决问题的能力及提取信息的能力，题目难度中等．