Question

為了探究AgNO₃的氧化性和熱穩定性，某化學興趣小組設計了如下實驗．
Ⅰ．AgNO₃的氧化性
將光亮的鐵絲伸入AgNO₃溶液中，一段時間后將鐵絲取出．為檢驗溶液中Fe的氧化產物，將溶液中的Ag⁺除盡后，進行了如下實驗．可選用試劑：KSCN溶液、NaOH溶液、氯水、KMnO₄溶液．
（1）請完成下表：

操作	現象	結論
取少量除盡Ag+后的溶液于試管中，加入   ，振蕩		存在Fe3+
取少量除盡Ag+后的溶液于試管中，加入1～2滴KMnO4溶液，振蕩		存在Fe2+

【實驗結論】Fe的氧化產物為存在Fe²⁺和Fe³⁺
Ⅱ．AgNO₃的熱穩定性
用如圖所示的實驗裝置A加熱AgNO₃固體，產生紅棕色氣體，在裝置D中收集到無色氣體．當反應結束以后，試管中殘留固體為黑色．

（2）裝置B的作用是

 

．
（3）經小組討論并驗證該無色氣體為O₂，其驗證方法是

 

．
（4）【查閱資料】Ag₂O和粉末的Ag均為黑色；Ag₂O可溶于氨水．
【提出假設】試管中殘留的黑色固體可能是：①Ag；②Ag₂O；③Ag和Ag₂O．
【實驗驗證】該小組為驗證上述設想，分別取少量黑色固體，進行了如下實驗．

實驗編號	操作	現象
a	加入足量氨水，振蕩	黑色固體不溶解
b	加入足量稀硝酸，振蕩	黑色固體溶解，并有氣體產生

【實驗評價】根據上述實驗，不能確定固體產物成分的實驗是

 

（填實驗編號）．
【實驗結論】根據上述實驗結果，得出AgNO₃固體受熱分解的方程式為

 

．
【實驗拓展】取2.0g AgNO₃樣品充分受熱分解，共收集到標況下氣體的體積為336mL，則樣品中AgNO₃的百分含量為

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：實驗探究和數據處理題

分析：（1）依據鐵離子與硫氰酸鉀溶液反應生成血紅色溶液驗證鐵離子的存在；亞鐵離子是利用KMnO₄溶液氧化亞鐵離子從而使紫紅色褪去來檢驗；
（2）裝置中B為安全瓶防倒吸；
（3）依據氧氣助燃性檢驗；
（4）①實驗操作加入的試劑若是硝酸，固體溶解，銀單質反應溶解，氧化銀也能溶于硝酸；
②裝置A加熱AgNO₃固體，產生紅棕色氣體為二氧化氮，在裝置D中收集到無色氣體為氧氣，依據實驗a可知產物為銀，氧化銀溶于氨水；
③根據  2AgNO₃═2Ag+2NO₂↑+O₂↑方程式由收集的氣體可以計算出硝酸銀的質量，再根據百分含量=

m(AgNO 3)

m(樣品)

×100%進行計算；

解答： 解：（1）取少量除盡Ag⁺后的溶液于試管中，加入1～2滴KSCN溶液，振蕩，若含有鐵離子溶液會變血紅色，驗證亞鐵離子實驗是取少量除盡Ag⁺后的溶液于試管中，加入1～2滴KMnO₄溶液，振蕩，若含有亞鐵離子溶液則紫紅色褪去，故答案為：1～2滴KSCN溶液；溶液變血紅色；紫紅色褪去；
（2）裝置導氣管略露出膠塞，是安全瓶，可以防止C裝置中 的液體到吸入發生裝置A，故答案為：防倒吸；
（3）氧氣具有助燃性，用帶火星的木條伸入集氣瓶中，木條復燃證明無色氣為氧氣，故答案為：用帶火星的木條深入集氣瓶中，木條復燃證明無色氣為氧氣；
（4）①b實驗加入的硝酸可以溶解Ag₂O，也可以溶解Ag，不能檢驗固體成分，故答案為：b；
②實驗a加入氨水，銀不能溶解于氨水溶液，Ag₂O能溶于氨水中形成銀氨溶液，可以驗證固體成分的判斷，加入足量氨水，振蕩黑色固體不溶解，說明生成的固體為Ag，裝置A加熱AgNO₃固體，產生紅棕色氣體為二氧化氮，在裝置D中收集到無色氣體為氧氣，AgNO₃固體熱分解的產物有Ag、NO₂、O₂，故答案為：2AgNO₃═2Ag+2NO₂↑+O₂↑；
③根據2AgNO₃═2Ag+2NO₂↑+O₂↑則有2mol硝酸銀分解將產生3mol的氣體，所以當收集到標況下氣體的體積為336mL，則分解的硝酸銀的質量為：

336×10 -3L 22.4L/mol

3

×2×170g/mol=1.7g，則樣品中AgNO₃的百分含量=

m(AgNO 3)

m(樣品)

×100%=

1.7

2.0

×100%=85%，故答案為：85%；

點評：本題考查了實驗設計的方法和物質實驗驗證方案分析判斷，物質性質的應用是解題關鍵，題目難度中等．