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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℃)AgCl:1.5×10-4gAg2SO4:0.796g(1)甲同学的实验如表:序号操作现象实验Ⅰ
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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℃)AgCl:1.5×10-4g Ag2SO4:0.796g
(1)甲同学的实验如表:
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+反应的程度,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.
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.
①a 中甲烧杯里的电极反应式是___.
②b中电压表指针逆向偏移后,银为___ 极(填“正”或“负”).
③由实验得出Ag+和Fe2+反应的离子方程式是___.
(3)为进一步验证乙同学的结论,丙同学又进行了如表实验:
①实验Ⅲ___(填“能”或“不能”)证明Fe3+氧化了Ag,理由是___.
②用化学反应原理解释实验Ⅳ与Ⅴ的现象有所不同的原因:___.
已知:相关物质的溶解度(20℃)AgCl:1.5×10-4g Ag2SO4:0.796g
(1)甲同学的实验如表:
序号 | 操作 | 现象 |
实验Ⅰ | 将2mL 1mol/L AgNO3 溶液加入到1mL 1mol/L FeSO4溶液中 | 产生白色沉淀,随后有黑色固体产生 |
取上层清液,滴加KSCN 溶液 | 溶液变红 |
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+反应的程度,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.
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.
①a 中甲烧杯里的电极反应式是___.
②b中电压表指针逆向偏移后,银为___ 极(填“正”或“负”).
③由实验得出Ag+和Fe2+反应的离子方程式是___.
(3)为进一步验证乙同学的结论,丙同学又进行了如表实验:
序号 | 操作 | 现象 |
实验Ⅲ | 将2mL 2mol/L Fe(NO3)3溶液加入有银镜的试管中 | 银镜消失 |
实验Ⅳ | 将2mL1mol/L Fe2(SO4)3溶液加入有银镜的试管中 | 银镜减少,未消失 |
实验Ⅴ | 将2mL 2mol/L FeCl3溶液加入有银镜的试管中 | 银镜消失 |
②用化学反应原理解释实验Ⅳ与Ⅴ的现象有所不同的原因:___.
▼优质解答
答案和解析
(1)①AgNO3 中的银离子与硫酸根离子结合生成硫酸银沉淀,所以生成的白色沉淀为Ag2SO4;
故答案为:Ag2SO4;
②AgNO3 溶液加入到FeSO4溶液中有Ag生成,说明银离子被亚铁离子还原,亚铁离子被氧化为铁离子,铁离子遇到KSCN溶液会生成红色溶液,所以甲同学得出Ag+氧化了Fe2+的依据是有黑色固体(Ag )生成,加入KSCN 溶液后变红;
故答案为:有黑色固体(Ag )生成,加入KSCN 溶液后变红;
(2)①实验过程中电压表指针偏移,偏移的方向表明:电子由石墨经导线流向银,依据原电池原理可知银做原电池正极,石墨做原电池负极,负极是甲池溶液中亚铁离子失电子发生氧化反应生成铁离子,a中甲烧杯里的电极反应式是Fe2+-e-=Fe3+;
故答案为:Fe2+-e-=Fe3+;
②随后向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2(SO4)3溶液,和乙池组成原电池,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,依据电子流向可知乙池中银做原电池负极,发生的反应为铁离子氧化为银生成亚铁离子;
故答案为:负;
③由实验现象得出,Ag+和Fe2+反应生成铁离子和金属银,反应的离子方程式是Fe2++Ag+⇌Fe3++Ag;
故答案为:Fe2++Ag+⇌Fe3++Ag;
(3)①将2mL 2mol/L Fe(NO3)3溶液加入有银镜的试管中银镜消失,说明银杯氧化,可能是溶液中铁离子的氧化性,也可能是铁离子水解显酸性的溶液中,硝酸根离子在酸溶液中具有了强氧化性,稀硝酸溶解银,所以实验Ⅲ不能证明Fe3+氧化了Ag,
故答案为:不能;因为Fe(NO3)3溶液呈酸性,酸性条件下NO3-也可能氧化Ag;
②将2mL1mol/L Fe2(SO4)3溶液加入有银镜的试管中银镜减少,未消失说明部分溶解,将2mL 2mol/L FeCl3溶液加入有银镜的试管中银镜消失,说明银溶解完全,依据上述现象可知,溶液中存在平衡:Fe3++Ag⇌Fe2++Ag+,且AgCl比Ag2SO4溶解度更小,Cl-比SO42-更有利于降低Ag+浓度,所以实验Ⅴ比实验Ⅳ正向进行的程度更大,
故答案为:溶液中存在平衡:Fe3++Ag⇌Fe2++Ag+,且 AgCl比Ag2SO4溶解度更小,Cl-比SO42-更有利于降低Ag+浓度,所以实验Ⅴ比实验Ⅳ正向进行的程度更大.
故答案为:Ag2SO4;
②AgNO3 溶液加入到FeSO4溶液中有Ag生成,说明银离子被亚铁离子还原,亚铁离子被氧化为铁离子,铁离子遇到KSCN溶液会生成红色溶液,所以甲同学得出Ag+氧化了Fe2+的依据是有黑色固体(Ag )生成,加入KSCN 溶液后变红;
故答案为:有黑色固体(Ag )生成,加入KSCN 溶液后变红;
(2)①实验过程中电压表指针偏移,偏移的方向表明:电子由石墨经导线流向银,依据原电池原理可知银做原电池正极,石墨做原电池负极,负极是甲池溶液中亚铁离子失电子发生氧化反应生成铁离子,a中甲烧杯里的电极反应式是Fe2+-e-=Fe3+;
故答案为:Fe2+-e-=Fe3+;
②随后向甲烧杯中逐渐加入浓Fe2(SO4)3溶液,和乙池组成原电池,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,依据电子流向可知乙池中银做原电池负极,发生的反应为铁离子氧化为银生成亚铁离子;
故答案为:负;
③由实验现象得出,Ag+和Fe2+反应生成铁离子和金属银,反应的离子方程式是Fe2++Ag+⇌Fe3++Ag;
故答案为:Fe2++Ag+⇌Fe3++Ag;
(3)①将2mL 2mol/L Fe(NO3)3溶液加入有银镜的试管中银镜消失,说明银杯氧化,可能是溶液中铁离子的氧化性,也可能是铁离子水解显酸性的溶液中,硝酸根离子在酸溶液中具有了强氧化性,稀硝酸溶解银,所以实验Ⅲ不能证明Fe3+氧化了Ag,
故答案为:不能;因为Fe(NO3)3溶液呈酸性,酸性条件下NO3-也可能氧化Ag;
②将2mL1mol/L Fe2(SO4)3溶液加入有银镜的试管中银镜减少,未消失说明部分溶解,将2mL 2mol/L FeCl3溶液加入有银镜的试管中银镜消失,说明银溶解完全,依据上述现象可知,溶液中存在平衡:Fe3++Ag⇌Fe2++Ag+,且AgCl比Ag2SO4溶解度更小,Cl-比SO42-更有利于降低Ag+浓度,所以实验Ⅴ比实验Ⅳ正向进行的程度更大,
故答案为:溶液中存在平衡:Fe3++Ag⇌Fe2++Ag+,且 AgCl比Ag2SO4溶解度更小,Cl-比SO42-更有利于降低Ag+浓度,所以实验Ⅴ比实验Ⅳ正向进行的程度更大.
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