Question

6．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：①KSCN溶液   ②NaOH溶液  ③酸性KMnO₄溶液  ④K₃[Fe（CN）₆]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KSCN溶液，振蕩	溶液變（血）紅色	存在Fe3+
取少量除盡Ag+后的溶液于試管中，加入1～2滴③或④（填序號）溶液，振蕩	紫紅色褪去或產生藍色沉淀	存在Fe2+

【實驗結論】Fe的氧化產物為Fe²⁺和Fe³⁺
Ⅱ．AgNO₃的熱穩定性
用如圖所示的實驗裝置A加熱固體，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的作用是安全瓶（或防止倒吸）．
（3）經小組討論并驗證該無色氣體為O₂，其操作方法是用玻璃片蓋住集氣瓶口并取出，正放在桌面上，然后將帶火星的木條伸入集氣瓶內，若木條復燃則證明是O₂．
（4）[查閱資料】①Ag₂O和粉末的Ag均為黑色；②Ag₂O可溶于氨水．
【提出假設】試管中殘留的黑色固體可能是①Ag②Ag₂O③Ag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b（填實驗編號）．
【實驗結論】根據上述實驗結果，得出AgNO₃固體受熱分解的化學方程式為2AgNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO₂↑+O₂↑．
【實驗拓展】另取2.0g AgNO₃樣品充分受熱分解，共收集到標準狀況下氣體的體積為336mL，則樣品中AgNO₃的百分含量為85%．

Answer 1

分析 （1）Fe³⁺能和KSCN溶液發生絡合反應生成絡合物而使溶液呈血紅色；Fe²⁺能和鐵氰化鉀反應生成藍色沉淀，Fe²⁺具有還原性，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色；
（2）有緩沖作用的裝置能防止倒吸；
（3）氧氣具有助燃性，能使帶火星的木條復燃；
（4）【實驗評價】Ag和硝酸反應生成硝酸銀和氮氧化物，Ag₂O和硝酸反應生成硝酸銀和水；
【實驗結論】有紅棕色氣體生成說明產生二氧化氮氣體，根據實驗a知黑色固體有Ag，還有氧氣生成，根據反應物、生成物及反應條件書寫方程式；
【實驗拓展】根據氣體體積與硝酸銀之間的關系式計算硝酸銀質量，再根據質量分數公式計算硝酸銀百分含量．

解答 解：（1）Fe³⁺能和KSCN溶液發生絡合反應生成絡合物而使溶液呈血紅色，如果向溶液中滴加KSCN溶液時混合溶液呈血紅色，說明含有鐵離子；
Fe²⁺能和鐵氰化鉀反應生成藍色沉淀，Fe²⁺具有還原性，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色，如果向溶液中滴加鐵氰化鉀生成藍色沉淀或滴加酸性高錳酸鉀溶液時混合溶液褪色，就說明溶液中含有亞鐵離子，
故答案為：

操作	現象	結論
	溶液變（血）紅色
③或④	紫紅色褪去或產生藍色沉淀

（2）B裝置有緩沖作用，能防止倒吸，為安全瓶，故答案為：安全瓶（或防止倒吸）；
（3）氧氣具有助燃性，能使帶火星的木條復燃，其檢驗方法為用玻璃片蓋住集氣瓶口并取出，正放在桌面上，然后將帶火星的木條伸入集氣瓶內，若木條復燃則證明是O₂，
故答案為：用玻璃片蓋住集氣瓶口并取出，正放在桌面上，然后將帶火星的木條伸入集氣瓶內，若木條復燃則證明是O₂；
（4）【實驗評價】Ag和硝酸反應生成硝酸銀和氮氧化物，Ag₂O和硝酸反應生成硝酸銀和水且該實驗現象除了黑色固體溶解外沒有其它明顯現象，所以b不能確定固體產物成分，故答案為：b；
【實驗結論】有紅棕色氣體生成說明產生二氧化氮氣體，根據實驗a知黑色固體有Ag，還有氧氣生成，根據反應物、生成物及反應條件書寫方程式，反應方程式為2AgNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO₂↑+O₂↑，故答案為：2AgNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO₂↑+O₂↑；
【實驗拓展】設硝酸銀的質量為x，
2AgNO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Ag+2NO₂↑+O₂↑
340g         V（NO₂+O₂）=67.2L
x            0.336L
340g：67.2L=x：0.336L
x=$\frac{0.336L×340g}{67.2g}$=1.7g，
其質量分數=$\frac{1.7g}{2.0g}×100%$=85%，故答案為：85%．

點評 本題考查性質實驗方案設計，涉及離子檢驗、氣體檢驗、物質成分確定等知識點，明確實驗原理是解本題關鍵，知道常見離子的檢驗方法及實驗現象，題目難度不大．