Question

【題目】某學習小組為了探究Fe(NO3)3的熱穩定性和氧化性，設計如下實驗：

實驗(一)： 熱穩定性

利用如圖裝置進行實驗，加熱A中Fe(NO3)3固體，A 和B中都有紅棕色氣體產生，A 試管中生成了紅色粉末。

（1）B裝置的作用____________；要檢驗A中紅色固體是否為Fe2O3，應該選用的試劑是____________(填化學式)。

（2）加熱A中試管一段時間后，C 中導管口有氣泡產生，而集氣瓶中無氣泡產生原因是______________。

（3）寫出硝酸鐵受熱分解的化學方程式__________________。

實驗(二)：氧化性

Fe3+和Ag+的氧化性相對強弱一直是實驗探究的熱點。該小組設計如下實驗：

試驗編號	實驗操作	現象
a	向10mL3mol·L-1KNO3酸性溶液(pH=1)中插入一根潔凈的銀絲，并滴加氯化鈉溶液	無沉淀生成
b	向10mL3mol·L-1AgNO3溶液中滴加2mL0.1mol·L-1FeSO4溶液，振蕩；再滴加酸性高錳酸鉀溶液	紫紅色溶液不褪色
c	向10 mL3mol·L-1Fe(NO3)3溶液(pH=1)中插入一根潔凈的銀絲，并滴加氯化鈉溶液	產生白色沉淀

（4）設計實驗a的目的是_____________________；實驗c的結論是_____________________________。

（5）實驗b涉及反應的離子方程式為____________________________________。

（6）實驗結論是Fe3+、Ag+氧化性的相對強弱與離子的_____________________有關。

Answer 1

【答案】 防倒吸 HCl、KSCN NO2、O2恰好與氫氧化鈉溶液完全反應 4Fe(NO3)32Fe2O3+12NO2↑+3O2↑ 排除NO3-的干擾 Fe3+能氧化Ag Ag++Fe2+=Fe3++Ag 濃度

【解析】（1）B裝置中兩個導管剛剛露出膠塞，所以B裝置起到防止倒吸的作用；要檢驗A中紅色固體是否為Fe2O3，需要將殘留固體溶于水，過濾，取濾渣溶解于HCl或者稀H2SO4，因為Fe2O3與H+反應生成Fe3+，再用KSCN試劑檢驗Fe3+的存在，若溶液變成血紅色，紅色固體是Fe2O3，所以需要的試劑是鹽酸或者稀硫酸與KSCN溶液；

（2）加熱A中Fe(NO3)3固體，A 和B中都有紅棕色氣體產生，A 試管中生成了紅色粉末，發生反應的方程式：4Fe(NO3)32Fe2O3+12NO2↑+3O2 ↑，4NO2+O2 +4NaOH=4NaNO3+2H2O，NO2與O2的混合氣體恰好被NaOH溶液吸收，所以C 中導管口有氣泡產生，產生的氣泡被NaOH吸收，集氣瓶中自然就無氣泡產生了，所以正確答案是：NO2、O2恰好與氫氧化鈉溶液完全反應；

（3）根據（2）的解析可知：硝酸鐵受熱分解的化學方程式4Fe(NO3)32Fe2O3+12NO2↑+3O2 ↑；

（4）利用a實驗驗證NO3-離子在酸性條件下能否將Ag氧化為Ag+，根據實驗現象，說明在pH=1的情況下，NO3-離子不能夠將Ag氧化，排除了NO3-離子對后續實驗的干擾作用，正確答案：排除NO3-的干擾；根據c實驗的現象可知：Fe3++Ag=Fe2++Ag+，Ag++Cl-=AgCl↓，說明Fe3+能氧化Ag；

（5）向10mL3mol·L-1AgNO3溶液中滴加2mL0.1mol·L-1FeSO4溶液，振蕩；再滴加酸性高錳酸鉀溶液 紫紅色溶液不褪色，說明溶液中已經沒有Fe2+，Fe2+已經被溶液中的Ag+離子氧化了，即：Fe2+ +Ag+=Fe3+ Ag，所以b涉及反應的離子方程式是：Fe2+ +Ag+=Fe3+ +Ag；

（6）對照實驗b中Ag+濃度大，可以將Fe2+氧化，c中Fe3+離子濃度大，可以將Ag氧化，因此，Fe3+、Ag+氧化性的相對強弱與溶液中兩種離子的濃度有關。