题目内容

【题目】(题文)为探究Ag+与Fe3+氧化性的相关问题,某小组同学进行如下实验:

已知:相关物质的溶解度(20℃) Ag2SO4:0.796 g

(1)甲同学的实验如表:

序号

操作

现象

实验Ⅰ

将2mL 1 molL-1 AgNO3溶液加入到1mL 1 molL-1 FeSO4溶液中

产生白色沉淀,随后又有黑色固体产生

取上层清液,滴加KSCN溶液

溶液变红

注:经检验黑色固体为Ag。

①白色沉淀的化学式是__________________。

②甲同学得出Ag+氧化了Fe2+的依据是_____________________________________。

(2)乙同学为探究Ag+和Fe2+的反应,进行实验II。

a.按如图连接装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应),发现电压表指针偏移。偏移的方向表明:电子由石墨经导线流向银。放置一段时间后,指针偏移减小。

①盐桥中盛有饱和KNO3溶液,此盐桥中钾离子向________(填“甲”或“乙”)池移动;

②若该电池能维持稳定电流强度为1 A,工作600s,理论上Ag电极的质量会________(填“增重”或“溶解”) ________g(已知F=96500 C·mol-1,电量(C)=电流(A)×时间(s) )。

b.随后向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2(SO4)3溶液,发现电压表指针的变化依次为:偏移减小→回到零点→逆向偏移。

③a中甲烧杯里的电极反应式是______________。

④b中电压表指针逆向偏移后,银为_______(填“正”或“负”)极。

(3)由上述实验得出的结论为_________________________________________________。

【答案】Ag2SO4有黑色固体(Ag)生成,加入KSCN溶液变红乙增重0.67gFe2+-Fe3+负Fe3+的氧化性与其浓度有关;或反应 Fe2++Ag+ Fe3++Ag 为可逆反应(其它合理答案均可)

【解析】

(1)①溶液中Ag+和SO42-可生成白色沉淀Ag2SO4;

②若反应发生,则有Ag和Fe3+的产生。根据有黑色固体(Ag)生成,加入KSCN溶液后变红可知产物中含有Ag和Fe3+,从而得出了Ag+氧化了Fe2+的结论。

(2)甲烧杯中,Fe2+被氧化,作负极,电极反应式为Fe2+-Fe3+ ;乙烧杯中,Ag+被还原作正极,电极反应为:Ag++e-Ag;电解质溶液中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动;

①盐桥中钾离子向正极移动,即乙池移动;

②乙烧杯中,Ag+被还原作正极,电极反应为:Ag++e-Ag,银电极质量增加,根据公式电量(C)=电流(A)×时间(s)得C=1 A×600 s,则增加银的质量为

③甲烧杯中,Fe2+被氧化,作负极,电极反应式为Fe2+-Fe3+ ;

④开始时Ag+被还原作正极,电极反应为:Ag++e-Ag,随后向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2(SO4)3溶液,发现电压表指针的变化依次为:偏移减小→回到零点→逆向偏移说明银作负极,失去电子,电极反应为Ag -e- Ag+;石墨电极作正极,电极反应为:Fe3++Fe2+;

③开始时甲烧杯中不含Fe3+,原电池中Fe2+被氧化,作负极,电极反应式为Fe2+-Fe3+ Ag+被还原作正极,电极反应为:Ag++e-Ag,随后向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2(SO4)3溶液,发现电压表指针的变化依次为:偏移减小→回到零点→逆向偏移说明银作负极,失去电子,电极反应为Ag -e- Ag+;石墨电极作正极,电极反应为:Fe3++Fe2+;

由实验得出反应 Fe2++Ag+ Fe3++Ag 为可逆反应。

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