Question

【题目】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0.05molL﹣1硝酸银溶液（pH≈2）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
①取少量黑色固体，洗涤后，（填操作和现象），证明黑色固体中含有Ag．
②取上层清液，滴加K3[Fe（CN）6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有 ．
（2）针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3+ ， 乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+ ， 乙依据的原理是（用离子方程式表示）．针对两种观点继续实验：
①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，且溶液颜色变浅、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
ⅰ	3	产生大量白色沉淀；溶液呈红色
ⅱ	30	产生白色沉淀；较3min时量小；溶液红色较3min时加深
ⅲ	120	产生白色沉淀；较30min时量小；溶液红色较3 0min时变浅

（资料：Ag+与SCN﹣生成白色沉淀AgSCN）
②对Fe3+产生的原因作出如下假设：
假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3+；
假设b：空气中存在O2 ， 由于（用离子方程式表示），可产生Fe3+；
假设c：酸性溶液中NO3﹣具有氧化性，可产生Fe3+；
假设d：根据现象，判断溶液中存在Ag+ ， 可产生Fe3+ ．
③下列实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因．实验Ⅱ可证实假设d成立．
实验Ⅰ：向硝酸酸化的溶液（pH≈2）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，3min时溶液呈浅红色，30min后溶液几乎无色．
实验Ⅱ：装置如图．其中甲溶液是 ， 操作现象是 ．

（3）根据实验现象，结合方程式推测实验ⅰ～ⅲ中Fe3+浓度变化的原因： ．

Answer 1

【答案】
（1）加入足量加入足量稀盐酸（或稀硫酸）酸化，固体未完全溶解；Fe2+
（2）Fe+2Fe3+=3Fe2+；4Fe2++O2+4H+=Fe3++2H2O；白色沉淀；NaNO3；FeCl2/FeCl3；按图连接好装置，电流表指针发生偏转
（3）i→ii Ag++Fe2+=Ag+Fe3+ ， 反应生成Fe3+ ， 使Fe3+增加，红色变深，ii→iii 空气中氧气氧化SCN﹣ ， 红色变浅
【解析】解：（1）①黑色固体中含有过量铁，如果同时含有银，则可以加入HCl或H2SO4溶解Fe，而银不能溶解，
故答案为：加入足量加入足量稀盐酸（或稀硫酸）酸化，固体未完全溶解；
②K3[Fe（CN）3]是检验Fe2+的试剂，所以产生蓝色沉淀说明含有Fe2+ ，
故答案为：Fe2+；（2）过量铁粉与Fe3+反应生成Fe2+ ， 即Fe+2Fe3+=3Fe2+ ，
故答案为：Fe+2Fe3+=3Fe2+；
②O2氧化Fe2+反应为4Fe2++O2+4H+=Fe3++2H2O，白色沉淀是AgSCN，所以实验可以说明含有Ag+ ， Ag+可能氧化Fe2+生成Fe3+ ，
故答案为：4Fe2++O2+4H+=Fe3++2H2O；白色沉淀；
③证明假设abc错误，就是排除Ag+时实验比较，相当于没有Ag+存在的空白实验，考虑其他条件不要变化，可以选用NaNO3 ， 原电池实验需要证明的是假设d的反应Ag++Fe2+=Ag+Fe3+能够实现，所以甲池应当注入FeCl2、FeCl3混合溶液，按图连接好装置，如电流表指针发生偏转，可说明d正确，
故答案为：NaNO3；FeCl2/FeCl3；按图连接好装置，电流表指针发生偏转；（3）i→iii中Fe3+变化的原因：i→ii Ag++Fe2+=Ag+Fe3+ ， 反应生成Fe3+的使Fe3+浓度增加，ii→iii 溶液红色较3 0min时变浅，说明空气中氧气氧化SCN﹣ ， 使平衡向生成Fe3+的方向移动，Fe（SCN）3浓度减小，则溶液的颜色变浅，
故答案为：i→ii Ag++Fe2+=Ag+Fe3+ ， 反应生成Fe3+的使Fe3+增加，红色变深，ii→iii 空气中氧气氧化SCN﹣ ， 红色变浅．
（1）银和盐酸、稀硫酸等不反应，可用K3[Fe（CN）3]检验亚铁离子，生成蓝色沉淀；（2）过量的铁与硝酸反应生成亚铁离子，亚铁离子可被空气中氧气氧化，银离子如氧化亚铁离子，则发生Ag++Fe2+=Ag+Fe3+ ， 如反应能发生，可设计成原电池，负极加入FeCl2/FeCl3 ， 正极为硝酸银，可根据电流计是否发生偏转判断；（3）取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，可证明溶液中有Fe3+ ， 生成白色沉淀为AgSCN，随着放置时间的增加，溶液红色变浅，可能为空气中氧气氧化SCN﹣ ， 以此解答该题．