Question

18．為了探究AgNO₃的熱穩(wěn)定性和氧化性，某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)．
Ⅰ．AgNO₃的熱穩(wěn)定性
利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，加熱A 中的AgNO₃同體，試管A中有紅棕色氣體產(chǎn)生，B中無(wú)紅棕色氣體產(chǎn)生，在裝置C中收集到無(wú)色氣體．當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后，測(cè)得試管中殘留黑色同體Ag．（夾持及加熱儀器均省略）

（1）如何檢驗(yàn)整套裝置的氣密性？
（2）C中集氣瓶收集的氣體為氧氣，要收集純凈的該氣體，正確的操作是等到導(dǎo)氣管中氣泡均勻放出時(shí)再收集．
（3）AgNO₃分解的化學(xué)方程式為2AgNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO₂↑+O₂↑．
Ⅱ．AgNO₃的氧化性
將光亮的鐵絲伸入盛有AgNO₃ 溶液的大試管中，一段時(shí)間后將鐵絲取出．為檢驗(yàn)溶液中Fe的氧化產(chǎn)物，
猜測(cè)如下：
假設(shè)一：Fe被氧化成Fe²⁺；
假設(shè)二：Fe被氧化成Fe³⁺；
假設(shè)三：Fe被氧化成Fe²⁺ 和Fe³⁺．
已知：溶液中的Ag⁺能與SCN^-反應(yīng)，干擾實(shí)驗(yàn)．選用如下試劑設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)三．
可選用的試劑：KSCN溶液、酸性 KMnO₄溶液、氯水、鹽酸、硝酸、NaCl溶液．
請(qǐng)完成下表：

操作	現(xiàn)象	結(jié)論或目的
（1）取少量溶液于試管中，向溶液中加入足量NaCl溶液	-	除盡Ag+
（2）取少量上述溶液于試管中，加入KSCN溶液，振蕩	溶液變血紅色	存在Fe3+
（3）�。�1）中少量上述溶液于試管中，加入酸性KMnO4溶液，振蕩	血紅色消失	存在Fe2+

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：Fe的氧化產(chǎn)物為Fe²⁺ 和Fe³⁺．

Answer 1

分析 I．（1）連接好儀器后在未加藥品之前加熱試管，如果C中導(dǎo)氣管有氣泡冒出，說(shuō)明氣密性良好，
故答案為：連接好儀器后在未加藥品之前加熱試管，如果C中導(dǎo)氣管有氣泡冒出，說(shuō)明氣密性良好；
（2）加熱硝酸銀固體時(shí)，有紅棕色氣體生成，該氣體是二氧化氮，有Ag生成，根據(jù)元素化合價(jià)變化知，還有化合價(jià)升高的物質(zhì)生成，只能是氧氣，所以該反應(yīng)方程式為2AgNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO₂↑+O₂↑，將混合氣體通入NaOH溶液時(shí)，發(fā)生反應(yīng)4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，根據(jù)該反應(yīng)方程式2AgNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO₂↑+O₂↑、4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃知，氧氣有剩余，所以C中收集的氣體是O₂；要收集純凈的該氣體，應(yīng)該等到導(dǎo)氣管中氣泡均勻放出時(shí)收集；
（3）硝酸銀分解過(guò)程中產(chǎn)生氧氣，氧氣能和NO反應(yīng)的；
II．假設(shè)二：Fe被氧化為Fe³⁺；
（1）在檢驗(yàn)Fe³⁺或Fe²⁺前應(yīng)該除去Ag⁺的干擾；
（2）Fe³⁺和KSCN溶液生成絡(luò)合物而使溶液呈血紅色；
（3）Fe²⁺具有還原性，能被強(qiáng)氧化劑酸性高錳酸鉀溶液氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色．

解答 解：I．（1）利用壓強(qiáng)差檢驗(yàn)裝置氣密性；
（2）加熱硝酸銀固體時(shí)，有紅棕色氣體生成，該氣體是二氧化氮，有Ag生成，根據(jù)元素化合價(jià)變化知，還有化合價(jià)升高的物質(zhì)生成，只能是氧氣，所以該反應(yīng)方程式為2AgNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO₂↑+O₂↑，將混合氣體通入NaOH溶液時(shí)，發(fā)生反應(yīng)4NO₂+O₂+2H₂O=4HNO₃，根據(jù)該反應(yīng)方程式知，氧氣有剩余，所以C中收集的氣體是氧氣；
因?yàn)檠b置中含有空氣，應(yīng)該將裝置中空氣排出時(shí)再收集氣體，所以要收集純凈的該氣體，應(yīng)該等到導(dǎo)氣管中氣泡均勻放出時(shí)再收集，
故答案為：氧氣；等到導(dǎo)氣管中氣泡均勻放出時(shí)再收集；
（3）根據(jù)（2）的分析書(shū)寫(xiě)方程式2AgNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO₂↑+O₂↑，
故答案為：2AgNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO₂↑+O₂↑；
II．假設(shè)二：Fe被氧化為Fe³⁺，故答案為：Fe³⁺．
（1）在檢驗(yàn)Fe³⁺或Fe²⁺前應(yīng)該除去Ag⁺的干擾，所以第一步為：取少量溶液于試管中，向溶液中加入足量NaCl溶液，發(fā)生反應(yīng)NaCl+AgNO₃=AgCl↓+NaNO₃，看到的現(xiàn)象是有沉淀生成，
故答案為：取少量溶液于試管中，向溶液中加入足量NaCl溶液，Ag⁺；
（2）Fe³⁺和KSCN溶液生成絡(luò)合物而使溶液呈血紅色，第二步：取少量上述溶液于試管中加入KSCN溶液振蕩，溶液變成血紅色，說(shuō)明溶液中含有Fe³⁺，
故答案為：KSCN溶液，F(xiàn)e³⁺；
（3）Fe²⁺具有還原性，能被強(qiáng)氧化劑酸性高錳酸鉀溶液氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色，第三步：取（1）中少量上述溶液于試管中，加入酸性KMnO₄溶液，溶液褪色，說(shuō)明含有Fe²⁺，
故答案為：酸性KMnO₄溶液，F(xiàn)e²⁺；

點(diǎn)評(píng) 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查物質(zhì)檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)操作等知識(shí)點(diǎn)，明確實(shí)驗(yàn)原理是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是II的實(shí)驗(yàn)操作步驟設(shè)計(jì)，要根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)選取合適的藥品，注意化學(xué)用語(yǔ)的正確運(yùn)用，為易錯(cuò)點(diǎn)題目難度中等，．