1、【 精品教育资源文库 】 第十章 第 44讲 1 (2017 北京卷 )某小组在验证反应 “Fe 2Ag =Fe2 2Ag” 的实验中检测到 Fe3 ，发现和探究过程如下。 向硝酸酸化的 0.05 molL 1 硝酸银溶液 (pH2) 中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。 (1)检验产物 取出少量黑色固体，洗涤后， _加硝酸加热溶解固体，再滴加稀盐酸，产生白色沉淀_ (填操作和现象 )，证明黑色固体中含有 Ag。 取上层清液，滴加 K3Fe(CN)6溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有 _Fe2 _。 (2)针对 “ 溶液呈黄色 ” ，甲认为溶液中有 Fe3 ，乙认为铁
2、粉过量时不可能有 Fe3 ，乙依据的原理是 _2Fe3 Fe=3Fe2 _(用离子方程式表示 )。针对两种观点继续实验： 取上层清液，滴加 KSCN 溶液，溶液变红，证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下： 序号 取样时间 /min 现象 3 产生大量白色沉淀；溶液呈红色 30 产生白色沉淀，较 3 min时量少；溶液红色较 3 min时加深 120 产生白色沉淀，较 30 min时量少；溶液红色较 30 min时变浅 (资料： Ag 与 SCN 生成白色沉淀 AgSCN) 对 Fe3 产生的原因作出如下假设： 假设 a：可能是铁粉表
3、面有氧化层，能产生 Fe3 ； 假设 b：空气中存在 O2，由于 _4Fe2 O2 4H =4Fe3 2H2O_(用离子方程式表示 )，可产生 Fe3 ； 假设 c：酸性溶液中的 NO3 具有氧化性，可产生 Fe3 ； 假设 d：根据 _加入 KSCN 溶液后产生白色沉淀 _现象，判断溶液中存在 Ag ，可产生Fe3 。 下述实验 可证实假设 a、 b、 c不是产生 Fe3 的主要原因。实验 可证实假设 d成立。 实验 ：向硝酸酸化的 _0.05_molL 1_NaNO3_溶液 (pH2) 中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加 KSCN溶液。 3 min 时溶液呈浅红色， 30
4、min 后溶液几乎无色。 【 精品教育资源文库 】 实验 ：装置如图，其中甲溶液是 _FeSO4 溶液 _，操作及现象是 _分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加 KSCN溶液，后者红色更深 _。 (3)根据实验现象，结合方程式推测实验 中 Fe3 浓度变化的原因： 溶液中存在反应： 2Ag Fe=Fe2 2Ag， Ag Fe2 =Fe3 Ag， Fe 2Fe3 =3Fe2 。反应开始时， c(Ag )大，以反应 为主， c(Fe3 )增大。约 30 min后， c(Ag )小，以反应 为主，c(Fe3 )减小 。 解析 (1) 黑色固体溶于热的硝酸溶液后，向其中加入稀盐酸
5、，产生白色沉淀，可证明黑色固体中含有 Ag。 可利用 K3 Fe(CN)6检验 Fe2 的存在。 (2)过量的铁粉会与 Fe3 反应。 空气中的 O2会与 Fe2 发生氧化还原反应，产生 Fe3 ；加入 KSCN溶液 后产生白色沉淀，说明溶液中存在 Ag ， Ag 可与 Fe2 反应产生 Fe3 。 实验 可证实假设 a、 b、 c 不是产生 Fe3 的主要原因，只要将原实验反应体系中的 Ag 替换，其他微粒的种类及浓度保持不变，做对比实验即可，所以可选用 0.05 molL 1 NaNO3溶液 (pH2) ；实验 利用原电池装置证明反应 Ag Fe2 =Ag Fe3 能发生，所以甲溶液是 F
6、eSO4溶液。操作和现象：分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液，同时滴加 KSCN溶液，后者红色更深。 2为探讨化学平衡移动原理与氧化还 原反应规律的联系，某同学通过改变浓度研究“2Fe 3 2I 2 I2” 反应中 Fe3 和 Fe2 的相互转化。实验如下： (1)待实验 溶液颜色不再改变时，再进行实验 ，目的是使实验 的反应达到 _化学平衡状态 _。 (2) 是 的对比实验，目的是排除 中 _溶液稀释对颜色变化 _造成的影响。 (3) 和 的颜色变化表明平衡逆向移动， Fe2 向 Fe3 转化。用化学平衡移动原理解释原因： 加入 Ag 发生反应： Ag I =AgI ， c(I
7、)降低，或增大 c(Fe2 )，平衡均逆向移动 。 (4)根据氧化还原反应的规律，该同学推测 中 Fe2 向 Fe3 转化的原因：外加 Ag 使 c(I【 精品教育资源文库 】 )降低，导致 I 的还原性弱于 Fe2 。用下图装置 (a、 b均为石墨电极 )进行实验验证。 K 闭合时，指针向右偏转， b作 _正 _极。 当指针归零 (反应达到平衡 )后，向 U 形管左管中滴加 0.01 molL 1 AgNO3溶液。产生的现象证实了其推测。该现象是 _左管产生黄色沉淀，指针向左偏转 _。 (5)按照 (4)的原理，该同学用上图装置进行实验，证实了 中 Fe2 向 Fe3 转化的原因。 转化原
8、因是 _Fe2 随浓 度增大，还原性增强，使 Fe2 的还原性强于 I _。 与 (4)实验对比，不同的操作是 _向 U形管右管中加入 1_molL 1_FeSO4溶液 _。 (6)实验 中，还原性： I Fe2 ；而实验 中，还原性： Fe2 I 。将 (3)和 (4)、 (5)作对比，得出的结论是 _该反应为可逆氧化还原反应，在平衡时，通过改变物质的浓度，可以改变物质的氧化、还原能力，并影响平衡移动方向 _。 解析 (1)实验 溶液颜色不再改变，则达到化学平衡状态。 (2) 为空白对照实验，目的是排除 中溶液被稀释， c(Fe2 )降低造 成溶液颜色变化的影响。 (3) 中加入 AgNO3， c(I )降低，平衡 2Fe3 2I 2 I2逆向移动； 中加入 FeSO4， c(Fe2 )增大，平衡 2Fe3 2I 2 I2逆向移动。 (4)K 闭合时，指针向右偏转， Fe3 得到电子， b为正极。 向 U 形管左管滴加 0.01 mol/L AgNO3溶液，左侧有黄色沉淀生成，同时平衡 2Fe3 2I2 I2逆向移动， a 为正极，电流计指针向左偏转。 (5) c(Fe2 )增大， Fe2 的还原性强于 I ，因此平衡逆向移动。 不同于 (4)的操作是 (4)中通过向左管滴加 AgNO3溶液使平衡逆向移动，而 (5)中是通过向右管滴加 FeSO4溶液使平衡逆向移动。
