Question

17．某研究性學(xué)習(xí)小組在網(wǎng)上收集到如下信息：Fe（NO₃）₃溶液可以蝕刻銀，制作美麗的銀飾．他們對蝕刻銀的原因進行了如下探究：
【實驗】制作銀鏡，并與Fe（NO₃）₃溶液反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)銀鏡溶解．
（1）下列有關(guān)利用Fe粉與稀HNO₃制備Fe（NO₃）₃溶液的方法，最佳的是c．
a．把過量的鐵粉與稀HNO₃ 反應(yīng)
b．把鐵粉與過量的稀HNO₃ 反應(yīng)
c．先把鐵粉灼燒，再溶解于稀HNO₃中
【提出假設(shè)】
假設(shè)1：Fe³⁺具有氧化性，能氧化Ag．
假設(shè)2：顯酸性，在此酸性條件下NO₃^-能氧化Ag．
【設(shè)計實驗方案，驗證假設(shè)】
（2）甲同學(xué)為了驗證假設(shè)1，取上述實驗后的溶液，檢驗Fe²⁺．檢驗Fe²⁺的方法：取少量溶液于試管中，滴加1-2滴酸性KMnO₄溶液，振蕩，甲同學(xué)觀察到的實驗現(xiàn)象為：溶液的紫紅色褪去，甲同學(xué)檢驗出Fe²⁺，驗證了假設(shè)1的成立．請寫出Fe³⁺氧化Ag的離子方程式：Fe³⁺+Ag=Fe²⁺+Ag⁺．
（3）乙同學(xué)設(shè)計實驗驗證假設(shè)2．請寫出在酸性條件下NO₃^-氧化Ag的離子方程式：3Ag+4H⁺+NO₃^-=3Ag⁺+NO↑+2H₂O．并幫乙同學(xué)完成下表中內(nèi)容（提示：NO₃^-在不同條件下的還原產(chǎn)物較復(fù)雜，有時難以觀察到氣體產(chǎn)生，乙同學(xué)放棄了檢驗NO₃^-在不同條件下的還原產(chǎn)物的方法）．

實驗步驟（不要求寫具體操作過程）	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
測定上述實驗用的Fe（NO3）3溶液的pH 配制相同pH的稀硝酸 溶液，并將適量此溶液加入有銀鏡的試管內(nèi)．	若銀鏡消失，假設(shè)2成立． 若銀鏡不消失，假設(shè)2不成立．

[思考與交流]
（4）甲同學(xué)驗證了假設(shè)1成立，若乙同學(xué)驗證了假設(shè)2也成立．則丙同學(xué)由此得出結(jié)論：Fe（NO₃）₃溶液中的Fe³⁺和NO₃^-都氧化了Ag．你是否同意丙同學(xué)的結(jié)論，并簡述理由：不同意，甲同學(xué)檢驗出了Fe²⁺，可確定Fe³⁺一定氧化了Ag；乙同學(xué)雖然驗證了此條件下NO₃^-能氧化Ag，但在硝酸鐵溶液氧化Ag時，由于沒有檢驗NO₃^-的還原產(chǎn)物，因此不能確定NO₃^-是否氧化了Ag．

Answer 1

分析 （1）a．把過量的鐵粉與稀HNO₃ 反應(yīng)生成的是硝酸亞鐵溶液；
b．把鐵粉與過量的稀HNO₃ 反應(yīng)生成的是硝酸鐵溶液，但同時生成污染性氣體一氧化氮；
c．先把鐵粉灼燒生成氧化鐵，再溶解于稀HNO₃中溶解生成硝酸鐵；
（2）亞鐵離子在酸性高錳酸鉀溶液中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，高錳酸鉀溶液紫紅色褪去，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的原理來書寫方程式，F(xiàn)e³⁺氧化Ag生成亞鐵離子和銀離子；
（3）在酸性條件下NO₃^-氧化Ag，生成硝酸銀、一氧化氮和水，通過做對比試驗的辦法來獲得結(jié)論，可以選擇合適的試劑來驗證是Fe³⁺還是NO₃^-將銀氧化；
（4）根據(jù)題目所給的信息：假設(shè)1成立，假設(shè)2也成立來回答．

解答 解：（1）利用Fe粉與稀HNO₃制備Fe（NO₃）₃溶液的方法中，
a．把過量的鐵粉與稀HNO₃ 反應(yīng)生成的是硝酸亞鐵溶液，不能得到硝酸鐵溶液，故a錯誤；
b．把鐵粉與過量的稀HNO₃ 反應(yīng)生成的是硝酸鐵溶液，但同時生成污染性氣體一氧化氮，不是最好的方法，故b錯誤；
c．先把鐵粉灼燒生成氧化鐵，再溶解于稀HNO₃中溶解生成硝酸鐵，反應(yīng)過程中無污染性氣體生成，原料利用率高，方法最好，故c正確；
故答案為：c；
（2）甲同學(xué)為了驗證假設(shè)1，取上述實驗后的溶液，檢驗Fe²⁺．檢驗Fe²⁺的方法是：取少量溶液于試管中，滴加1-2滴酸性KMnO₄溶液，振蕩，甲同學(xué)觀察到的實驗現(xiàn)象為溶液的紫紅色褪去，檢驗出Fe²⁺，驗證了假設(shè)1的成立，F(xiàn)e³⁺氧化Ag的離子方程式為：Fe³⁺+Ag=Fe²⁺+Ag⁺，
故答案為：取少量溶液于試管中，滴加1-2滴酸性KMnO₄溶液，振蕩；溶液的紫紅色褪去：Fe³⁺+Ag=Fe²⁺+Ag⁺；
（3）在酸性條件下NO₃^-氧化Ag的離子方程式：3Ag+4H⁺+NO₃^-=3Ag⁺+NO↑+2H₂O，可以選擇硝酸做一下參考實驗，測定上述實驗用的Fe（NO₃）₃溶液的pH，配制相同pH的稀硝酸溶液，并將適量此溶液加入有銀鏡的試管內(nèi)，若銀鏡消失，假設(shè)2成立，若銀鏡不消失，假設(shè)2不成立，
故答案為：3Ag+4H⁺+NO₃^-=3Ag⁺+NO↑+2H₂O；相同pH的稀硝酸；有銀鏡的試管；
（4）不同意，同學(xué)檢驗出了Fe²⁺，可確定Fe³⁺一定氧化了Ag；乙同學(xué)雖然驗證了此條件下NO₃^-能氧化Ag，但在硝酸鐵溶液氧化Ag時，由于沒有檢驗NO₃^-的還原產(chǎn)物，因此不能確定NO₃^-是否氧化了Ag，
故答案為：不同意，甲同學(xué)檢驗出了Fe²⁺，可確定Fe³⁺一定氧化了Ag；乙同學(xué)雖然驗證了此條件下NO₃^-能氧化Ag，但在硝酸鐵溶液氧化Ag時，由于沒有檢驗NO₃^-的還原產(chǎn)物，因此不能確定NO₃^-是否氧化了Ag．

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實驗驗證、實驗設(shè)計和實驗現(xiàn)象的確定、離子方程式書寫和氧化還原反應(yīng)的分析判斷，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．