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知识点

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。(韩竞仪)

某组在验证反应“Fe+2Ag+= Fe2+2Ag”的实验中检测到Fe3+。发现和探索的过程如下。

向经硝酸酸化(pH≈2)的0.05mol·L-1硝酸银溶液中加入过量铁粉,搅拌静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。

(1)检验产品

①取少量黑色固体,洗净,加硝酸溶解固体,然后滴加稀盐酸产生白色沉淀(填充操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。

②取上清液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,表明溶液中含有Fe2+

(2)针对“黄色溶液”,A认为溶液中有Fe3+,B认为铁粉过量时没有Fe3+,B基于Fe+2Fe3+=3Fe2+的原理(用离子方程式表示)。针对两种观点继续实验:

①取上清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实A的猜测。同时发现产生白色沉淀,溶液颜色变浅,沉淀量与采样时间有关。对比实验记录如下:

(数据:银离子和硫氰酸盐形成白色沉淀硫氰酸盐)

②对Fe3+的成因做如下假设:

假设A:铁粉表面可能有氧化层,可以产生Fe3+;

假设O2存在于B:空气体中,由于4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O(用离子方程式表示)可以生成Fe3+。

假设c: NO3-在酸性溶液中是氧化性的,可以产生Fe3+;

假设D:根据加入KSCN溶液后的白色沉淀现象,判断溶液中存在Ag+,可以生成Fe3+。

③下面的实验ⅰ可以证实a、b、c不是Fe3+的主要原因的假设。实验二可以证实假设d..

实验一:向硝酸酸化的0.05mol·L-1 nano 3溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌,静置,在不同时间向上清液中滴加KSCN溶液,3 min后溶液呈淡红色,30
min后几乎无色。

实验二:装置如图。第一种溶液是FeSO4溶液,操作和现象是在电池工作一段时间前后,从左侧烧杯中取出溶液,同时滴入KSCN溶液,后者红色较深。

(3)根据实验现象和方程,推测实验ⅰ ~ ⅲ中Fe3+浓度变化的原因:①Fe+2Ag+= Fe2+2Ag
,②Ag++Fe2+=Ag+Fe3+,③Fe+2Fe3+=3Fe2+。反应开始时c(Ag+)升高,主要在反应① ②,c(Fe3+)升高。约30分钟后,c(Ag+)含量较小,主要在反应③中,c(Fe3+)含量降低。