Question

【题目】某学习小组为了探究Fe(NO3)3的热稳定性和氧化性，设计如下实验：

实验(一)： 热稳定性

利用如图装置进行实验，加热A中Fe(NO3)3固体，A 和B中都有红棕色气体产生，A 试管中生成了红色粉末。

（1）B装置的作用____________；要检验A中红色固体是否为Fe2O3，应该选用的试剂是____________(填化学式)。

（2）加热A中试管一段时间后，C 中导管口有气泡产生，而集气瓶中无气泡产生原因是______________。

（3）写出硝酸铁受热分解的化学方程式__________________。

实验(二)：氧化性

Fe3+和Ag+的氧化性相对强弱一直是实验探究的热点。该小组设计如下实验：

试验编号	实验操作	现象
a	向10mL3mol·L-1KNO3酸性溶液(pH=1)中插入一根洁净的银丝，并滴加氯化钠溶液	无沉淀生成
b	向10mL3mol·L-1AgNO3溶液中滴加2mL0.1mol·L-1FeSO4溶液，振荡；再滴加酸性高锰酸钾溶液	紫红色溶液不褪色
c	向10 mL3mol·L-1Fe(NO3)3溶液(pH=1)中插入一根洁净的银丝，并滴加氯化钠溶液	产生白色沉淀

（4）设计实验a的目的是_____________________；实验c的结论是_____________________________。

（5）实验b涉及反应的离子方程式为____________________________________。

（6）实验结论是Fe3+、Ag+氧化性的相对强弱与离子的_____________________有关。

Answer 1

【答案】 防倒吸 HCl、KSCN NO2、O2恰好与氢氧化钠溶液完全反应 4Fe(NO3)32Fe2O3+12NO2↑+3O2↑ 排除NO3-的干扰 Fe3+能氧化Ag Ag++Fe2+=Fe3++Ag 浓度

【解析】（1）B装置中两个导管刚刚露出胶塞，所以B装置起到防止倒吸的作用；要检验A中红色固体是否为Fe2O3，需要将残留固体溶于水，过滤，取滤渣溶解于HCl或者稀H2SO4，因为Fe2O3与H+反应生成Fe3+，再用KSCN试剂检验Fe3+的存在，若溶液变成血红色，红色固体是Fe2O3，所以需要的试剂是盐酸或者稀硫酸与KSCN溶液；

（2）加热A中Fe(NO3)3固体，A 和B中都有红棕色气体产生，A 试管中生成了红色粉末，发生反应的方程式：4Fe(NO3)32Fe2O3+12NO2↑+3O2 ↑，4NO2+O2 +4NaOH=4NaNO3+2H2O，NO2与O2的混合气体恰好被NaOH溶液吸收，所以C 中导管口有气泡产生，产生的气泡被NaOH吸收，集气瓶中自然就无气泡产生了，所以正确答案是：NO2、O2恰好与氢氧化钠溶液完全反应；

（3）根据（2）的解析可知：硝酸铁受热分解的化学方程式4Fe(NO3)32Fe2O3+12NO2↑+3O2 ↑；

（4）利用a实验验证NO3-离子在酸性条件下能否将Ag氧化为Ag+，根据实验现象，说明在pH=1的情况下，NO3-离子不能够将Ag氧化，排除了NO3-离子对后续实验的干扰作用，正确答案：排除NO3-的干扰；根据c实验的现象可知：Fe3++Ag=Fe2++Ag+，Ag++Cl-=AgCl↓，说明Fe3+能氧化Ag；

（5）向10mL3mol·L-1AgNO3溶液中滴加2mL0.1mol·L-1FeSO4溶液，振荡；再滴加酸性高锰酸钾溶液 紫红色溶液不褪色，说明溶液中已经没有Fe2+，Fe2+已经被溶液中的Ag+离子氧化了，即：Fe2+ +Ag+=Fe3+ Ag，所以b涉及反应的离子方程式是：Fe2+ +Ag+=Fe3+ +Ag；

（6）对照实验b中Ag+浓度大，可以将Fe2+氧化，c中Fe3+离子浓度大，可以将Ag氧化，因此，Fe3+、Ag+氧化性的相对强弱与溶液中两种离子的浓度有关。