Question

16．為檢驗溶液中是否含有Cl^-，某同學(xué)采用向溶液中先加HNO₃，再加AgNO₃，溶液的實驗方案，若有白色沉淀生成，則證明有Cl^-．對此結(jié)論，有人提出了質(zhì)疑，設(shè)計了如下探究性實驗．
實驗一：向Na₂SO₄溶液中滴加AgNO₃溶液

編號	Na2S04溶液		AgN03溶液		現(xiàn)象
	體積/mL	濃度/（mol•L-1）	體積/滴	濃度/（mol•L-1）
①	1	l	3	2	出現(xiàn)大量白色沉淀
②	1	1	3	0.5	出現(xiàn)少量白色沉淀
③	1	1	3	0.1	有些許渾濁
④	1	1	3	0.0l	無明顯變化

（1）實驗一中產(chǎn)生沉淀的離子方程式為2Ag⁺+SO₄^2-═Ag₂SO₄↓．
（2）學(xué)生設(shè)計了如下表格，對實驗一內(nèi)容進行理論計算，請幫他完成表格．（表中不要留空格）．
[25℃時K_sp（Ag₂SO₄）=1.2×10^-5，K_sp（AgCl）=1.8×10^-10]

編號	AgNO3濃度/（mol•L-1）	稀釋后Ag+濃度/（mol•L-1）	混合液中SO42-的最小理論檢出濃度/（mol•L-1）
①	2	0.2	0.0003
②	0.5		0.0048
③	0.1	0.0l	0.12
④		0.001

若向l mL某溶液中加入3滴0.1mol/L AgNO₃溶液，分析上面數(shù)據(jù)，判斷下列說法正確的是AD （填字母序號）．
A．混合液中c（SO₄^2-）=0.1mol/L時不會產(chǎn)生Ag₂SO₄沉淀
B．混合液中c（SO₄^2-）=1mol/L時不會產(chǎn)生Ag₂SO₄沉淀
c．無論SO₄^2-濃度大小都會產(chǎn)生Ag₂SO₄沉淀
D．若使用0.01mol/L AgNO₃溶液，可基本排除SO₄^2-對Cl^-檢驗構(gòu)成的干擾
（3）將實驗一中編號③中的理論計算結(jié)果與現(xiàn)象對照，發(fā)現(xiàn)理論上大部分Ag⁺應(yīng)該形成沉淀，這與“有些許渾濁”的現(xiàn)象相矛盾．為探究真相，在實驗一的基礎(chǔ)上繼續(xù)設(shè)計了以下實驗．
實驗二：

編號	AgNO3溶液 濃度/（mol•L-1）	現(xiàn)象	向沉淀中滴加硝酸后的現(xiàn)象
①	2	出現(xiàn)大量白色沉淀	滴加稀硝酸，沉淀大量溶解；改加濃硝酸，沉淀較快消失
②	0.5	出現(xiàn)少量白色沉淀	滴加稀硝酸，沉淀基本消失

對于Ag₂SO₄溶于硝酸的原因提出了如下假設(shè)，請完成假設(shè)一．（已知：H₂SO₄=H⁺+HSO₄^-、HSO₄^-=H⁺+SO₄^2-；假設(shè)二可能的原因是NO₃^-與Ag⁺形成配位化合物）
假設(shè)一：H⁺對Ag₂SO₄溶解起作用．
假設(shè)二：NO₃^-對Ag₂SO₄溶解起作用．
（4）從下列限選試劑中選擇適當(dāng)試劑并設(shè)計實驗方案，分別驗證假設(shè)一和假設(shè)二是否成立．請  寫出實驗步驟和結(jié)論．（限選試劑：Ag₂SO₄固體、濃HNO₃、NaNO₃飽和溶液、CaSO₄固體）①取少量CaSO₄固體于試管中，加入一定量濃HNO₃，充分振蕩．若沉淀溶解，說明假設(shè)一成立．
②取少量Ag₂SO₄固體于試管中，加入一定量NaNO₃飽和溶液，充分振蕩．若沉淀溶解，說明假設(shè)二成立
（5）通過（4）的實驗，若證實假設(shè)一成立，請用平衡理論解釋Ag₂SO₄溶解的原因Ag₂SO₄固體在水中存在平衡：Ag₂SO₄（s）?2Ag⁺（aq）+SO₄^2-（aq），H⁺與SO₄^2-結(jié)合生成HSO₄^-，SO₄^2-濃度降低，平衡正向移動，Ag₂SO₄不斷溶解．

Answer 1

分析 （1）向Na₂SO₄溶液中滴加AgNO₃溶液，出現(xiàn)白色沉淀，說明生成硫酸銀，據(jù)此書寫離子反應(yīng)方程式；
（2）依據(jù)表格得知四次實驗中AgNO₃濃度/（mol•L^-1）依次減小，對比稀釋后Ag⁺濃度/（mol•L^-1），應(yīng)為稀釋10倍，依據(jù)Ksp（Ag₂SO₄）=1.2×10^-5，填寫實驗④中混合液中SO₄^2-的最小理論檢出濃度/（mol•L^-1）；依據(jù)溶度積常數(shù)判斷是否產(chǎn)生沉淀；
（3）硝酸中存在氫離子和硝酸根，從這兩種離子對銀離子的影響假設(shè)即可；
（4）若稀硝酸能溶解硫酸該固體，則說明假設(shè)一成立；若硝酸鈉能使硫酸銀溶解，說明假設(shè)二成立，據(jù)此解答即可；
（5）Ag₂SO₄固體在水中存在平衡：Ag₂SO₄（s）?2Ag⁺（aq）+SO₄^2-（aq），加入氫離子，氫離子與硫酸根結(jié)合，據(jù)此判斷即可．

解答 解：（1）硫酸銀為微溶于水的白色沉淀，故硫酸鈉中滴入硝酸銀生成白色沉淀的離子反應(yīng)方程式為：2Ag⁺+SO₄^2-═Ag₂SO₄↓，故答案為：2Ag⁺+SO₄^2-═Ag₂SO₄↓；（2）對比實驗①③得知，應(yīng)為稀釋10倍，故②中銀離子濃度為：0.5÷10=0.05mol/L； ④中硝酸銀濃度為：0.001×10=0.01mol/L；由于25℃時Ksp（Ag₂SO₄）=1.2×10^-5，故混合液中SO₄^2-的最小理論檢出濃度/（mol•L^-1）=$\frac{Ksp（A{g}_{2}S{O}_{4}）}{{c}^{2}（A{g}^{+}）}=\frac{1.2×1{0}^{-5}}{（0.001）^{2}}$=12；向l mL某溶液中加入3滴0.1mol/L AgNO₃溶液；
A、依據(jù)實驗③得出此種銀離子濃度下，當(dāng)c（SO₄^2-）＞0.12mol/L時才產(chǎn)生Ag₂SO₄沉淀，故A正確，
B、混合液中c（SO₄^2-）=1mol/L時會產(chǎn)生Ag₂SO₄沉淀，故B正確；
C、依據(jù)AB可知，硫酸根離子達到一定程度，會產(chǎn)生硫酸銀沉淀，故C錯誤；
D、由此實驗得出若使用0.01mol/L AgNO₃溶液，可基本排除SO₄^2-對Cl^-檢驗構(gòu)成的干擾，故D正確，故選AD，
故答案為：0.05；0.01；12；AD；
（3）硝酸只能電離出氫離子和硝酸根，結(jié)合題意假設(shè)二為：NO₃^-對Ag₂SO₄溶解起作用，據(jù)此得出：假設(shè)一：H⁺對Ag₂SO₄溶解起作用，故答案為：H⁺對Ag₂SO₄溶解起作用；
（4）結(jié)合所給的試劑，①若稀硝酸能溶解硫酸該固體，則說明假設(shè)一成立，設(shè)計實驗為：取少量CaSO₄固體于試管中，加入一定量濃HNO₃，充分振蕩．若沉淀溶解，說明假設(shè)一成立，故答案為：取少量CaSO₄固體于試管中，加入一定量濃HNO₃，充分振蕩．若沉淀溶解，說明假設(shè)一成立；
②若硝酸鈉能使硫酸銀溶解，說明假設(shè)二成立，設(shè)計實驗為：取少量Ag₂SO₄固體于試管中，加入一定量NaNO₃飽和溶液，充分振蕩．若沉淀溶解，說明假設(shè)二成立，
故答案為：取少量Ag₂SO₄固體于試管中，加入一定量NaNO₃飽和溶液，充分振蕩．若沉淀溶解，說明假設(shè)二成立；
（5）Ag₂SO₄固體在水中存在平衡：Ag₂SO₄（s）?2Ag⁺（aq）+SO₄^2-（aq），H⁺與SO₄^2-結(jié)合生成HSO₄^-，SO₄^2-濃度降低，平衡正向移動，Ag₂SO₄不斷溶解，
故答案為：Ag₂SO₄固體在水中存在平衡：Ag₂SO₄（s）?2Ag⁺（aq）+SO₄^2-（aq），H⁺與SO₄^2-結(jié)合生成HSO₄^-，SO₄^2-濃度降低，平衡正向移動，Ag₂SO₄不斷溶解．

點評 本題主要考查的是沉淀溶度積常數(shù)的應(yīng)用，涉及離子反應(yīng)方程式的書寫、實驗方案的設(shè)計與評價等，綜合性較強，難度較大．