Question

11．某同學旅游時發現，苗族人的銀飾美麗而富有民族文化，制作銀飾時可以選 用Fe（NO₃）₃溶液做蝕刻劑．受此啟發，該同學所在的化學興趣小組在實驗室選用Fe（NO₃）₃ 溶液清洗做過銀鏡反應的試管，發現不但銀鏡溶解，而且較少產生刺激性氣體．
化學興趣小組對Fe（NO₃）₃溶液溶解銀的原理進行探究：
【提出假設】
假設1：Fe（NO₃）₃溶液顯酸性，在此酸性條件下NO₃^-能氧化Ag；
假設2：Fe³⁺具有氧化性，能氧化Ag
【驗證假設】
（1）甲同學驗證假設1．
①用淡紫色的Fe（NO₃）₃•9H₂O晶體（分析純，M_r=404）配制1.5mol/L的Fe（NO₃）₃ 溶液100mL．需要稱取60.6g Fe（NO₃）₃•9H₂O晶體，配制過程中所用到的儀器除燒杯、玻璃棒外還必需：100 mL容量瓶、膠頭滴管
②測得1.5mol/L的Fe（NO₃）₃溶液pH約為1，其原因用化學用語表示為Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺．
③將pH=1的HNO₃溶液加入到鍍有銀鏡的試管中，振蕩，觀察到銀鏡慢慢溶解，產生無色氣體并在液面上方變為紅棕色，溶液中發生反應的離子方程式應是3Ag+NO₃^-+4H⁺═3Ag⁺+NO↑+2H₂O．
④將1.5mol/L的Fe（NO₃）₃溶液加入到鍍有銀鏡的試管中，振蕩，觀察到銀鏡很快溶解，并且溶液顏色加深．
（2）乙同學為驗證假設2．分別用溶質的質量分數為2%、10%的足量FeCl₃溶液加入到鍍有銀鏡的試管中，振蕩，都看不出銀鏡溶解．乙同學由此得出結論，假設2不成立．你是否同意乙的結論？不同意，簡述理由：沒有檢驗是否生成了Fe²⁺，可能是Fe³⁺與Ag發生了反應，但生成的Ag⁺與Cl^-形成沉淀阻止了反應繼續進行，也可能是FeCl₃溶液濃度太小而不能溶解銀
【思考與交流】甲同學的實驗④中，溶液顏色為什么會加深？查閱資料得知，Fe²⁺能與 NO形成配離子：Fe²⁺+NO═[Fe（NO）]²⁺（棕色）．已知，同濃度的硝酸氧化性比Fe³⁺略強．根據以上信息綜合分析，濃、稀Fe（NO₃）₃溶液溶解銀鏡時，發生的反應有何不同？Fe（NO₃）₃濃溶液中，Fe³⁺、NO₃^-都氧化了Ag，Fe（NO₃）₃稀溶液中可能只有NO₃^-氧化了Ag．

Answer 1

分析 （1）①依據配制溶液1.5mol/L的Fe（N0₃）₃ 落液100mL可以計算得到硝酸鐵物質的量為0.15mol，所以需要晶體質量=0.15mol×404g/mol=60.6g；配制溶液的過程和步驟分析回答需要的儀器；
②硝酸鐵溶液顯酸性的原因是鐵離子水解；
③銀和稀硝酸反應生成硝酸銀、一氧化氮和水，一氧化氮遇空氣中的氧氣反應生成紅棕色氣體二氧化氮；
（2）假設2中，鐵離子的氧化性和鐵離子的濃度大小有關，且生成的銀離子在溶液中生成氯化銀沉淀阻止反應進行，可能是濃度小或阻止反應進行，需要驗證亞鐵離子的存在證明鐵離子是否發生還原反應；
[思考與交流]依據題干信息分析現象，濃溶液中的鐵離子和硝酸根離子具有氧化性氧化銀溶解，稀溶液中是硝酸根離子的氧化性．

解答 解：（1）①用淡紫色的Fe（N0₃）₃•9H₂0晶體（分析純，M_r=404）配制1.5mol/L的Fe（N0₃）₃ 溶液100mL，依據硝酸鐵溶質物質的量為0.15mol，所以需要晶體質量=0.15mol×404g/mol=60.6g；配制溶液的過程和步驟分析可知需要的儀器除燒杯、玻璃棒外還必需100ml的容量瓶，膠頭滴管；
故答案為：60.6；100 mL容量瓶、膠頭滴管；
②測得1.5mol/L的Fe（NO₃）₃溶液pH約為1說明溶液呈酸性，是鐵離子水解的原因，反應的離子方程式為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；
故答案為：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺；
③將pH=1的HN0₃溶液加入到鍍有銀鏡的試管中，振蕩，觀察到銀鏡慢慢溶解，產生無色氣體并在液面上方變為紅棕色，溶液中發生反應的離子方程式應是：3Ag+NO₃^-+4H⁺═3Ag⁺+NO↑+2H₂O；
故答案為：3Ag+NO₃^-+4H⁺═3Ag⁺+NO↑+2H₂O；
（2）假設2中，鐵離子的氧化性和鐵離子的濃度大小有關，且生成的銀離子在溶液中生成氯化銀沉淀阻止反應進行，可能是濃度小或阻止反應進行，需要驗證亞鐵離子的存在證明鐵離子是否發生還原反應；沒有檢驗是否生成了Fe²⁺，可能是Fe³⁺與Ag發生了反應，但生成的Ag⁺與Cl^-形成沉淀阻止了反應繼續進行，也可能是FeCl₃溶液濃度太小而不能溶解銀，所以不同意乙的結論；
故答案為：不同意；沒有檢驗是否生成了Fe²⁺，可能是Fe³⁺與Ag發生了反應，但生成的Ag⁺與Cl^-形成沉淀阻止了反應繼續進行，也可能是FeCl₃溶液濃度太小而不能溶解銀；
[思考與交流]）已知，同濃度的硝酸氧化性比Fe³⁺略強．根據以上信息綜合分析，濃、稀Fe（NO₃）₃溶液溶解銀鏡時的原理不同，Fe（NO₃）₃濃溶液中，Fe³⁺、NO₃^-都氧化了Ag，Fe（NO₃）₃稀溶液中可能只有NO₃^-氧化了Ag；
故答案為：Fe（NO₃）₃濃溶液中，Fe³⁺、NO₃^-都氧化了Ag，Fe（NO₃）₃稀溶液中可能只有NO₃^-氧化了Ag．

點評 本題考查了物質性質的實驗設計和現象分析判斷，題干信息的分析理解是解題關鍵，注意掌握物質性質和實驗基本操作，題目難度中等．