Question

【题目】某小组欲探究反应2Fe2+ + I22Fe3+ + 2I，完成如下实验：

资料：AgI是黄色固体，不溶于稀硝酸。新制的AgI见光会少量分解。

(1)Ⅰ、Ⅱ均未检出Fe3+，检验Ⅱ中有无Fe3+的实验操作及现象是：取少量Ⅱ中溶液，______。

(2)Ⅲ中的黄色浑浊是______。

(3)经检验，Ⅱ→Ⅲ的过程中产生了Fe3+。

①对Fe3+产生的原因做出如下假设：

假设a：空气中存在O2，由于______(用离子方程式表示)，可产生Fe3+；

假设b：溶液中Ag+具有氧化性，可产生Fe3+；

假设c： ______；

假设d：该条件下，I2溶液可将Fe2+氧化为Fe3+。

②通过实验进一步证实a、b、c不是产生Fe3+的主要原因，假设d成立。Ⅱ→Ⅲ的过程中I2溶液氧化Fe2+的原因是______。

(4)经检验，Ⅳ中灰黑色浑浊中含有AgI和Ag。

①验证灰黑色浑浊含有Ag的实验操作及现象是：取洗净后的灰黑色固体，______。

② 为探究Ⅲ→Ⅳ出现灰黑色浑浊的原因，完成了实验1和实验2。

实验1：向1 mL 0.1 mol·L1 FeSO4溶液中加入1 mL0.1 mol·L1 AgNO3溶液，开始时，溶液无明显变化。几分钟后，出现大量灰黑色浑浊。反应过程中温度几乎无变化。测定溶液中Ag+浓度随反应时间的变化如下图。

实验2：实验开始时，先向试管中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，重复实验1，实验结果与实验1相同。

ⅰ．实验1中发生反应的离子方程式是______。

ⅱ．Ⅳ中迅速出现灰黑色浑浊的可能的原因是______。

Answer 1

【答案】滴加几滴KSCN溶液，溶液不变红 AgI 4Fe2+ + O2 + 4H+ == 4Fe3+ + 2H2O 酸性溶液中NO3具有氧化性，可产生Fe3+ Ag+与I生成了AgI沉淀，降低了I的浓度，使平衡2Fe2++ I2 2Fe3++ 2I正向移动，使I2氧化了Fe2+ 加入足量稀硝酸，振荡，固体部分溶解，产生无色气泡，遇空气变红棕色。静置，取上层清液加入稀盐酸，有白色沉淀生成 Fe2+ + Ag+== Fe3+ + Ag AgI分解产生的Ag催化了Fe2+与Ag+的反应

【解析】

(1)根据检验Fe3+的实验方法分析解答；

(2)根据资料黄色固体AgI不溶于稀硝酸，结合图示分析判断；

(3)①Fe2+ 被O2氧化生成Fe3+，据此书写反应的离子方程式；酸性溶液中NO3具有氧化性；②根据试管III中的现象，Ag+与I生成了AgI沉淀，结合2Fe2++ I2 2Fe3++ 2I分析解答；

(4)①检验灰黑色浑浊物AgI中含有Ag，可以利用AgI不溶于稀硝酸，而Ag能够溶于稀硝酸设计实验检验；

②ⅰ．实验1中Fe2+ 和Ag+发生氧化还原反应，据此书写反应的离子方程式；ⅱ．由实验1的图示可知，5-10min，银离子浓度下降很快，说明有催化剂在影响反应；由实验2知，Fe3+ 没有起催化剂作用，结合试管III、Ⅳ中的现象分析解答。

(1)根据检验Fe3+的实验方法可知，滴加几滴KSCN溶液，溶液不变红，说明溶液中不存在Fe3+，故答案为：滴加几滴KSCN溶液，溶液不变红；

(2)由资料可知，黄色固体AgI不溶于稀硝酸，结合图示可知，黄色沉淀为AgI，故答案为：AgI；

(3)①Fe2+ 被O2氧化生成Fe3+，反应的离子方程式为4Fe2+ + O2 + 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O，酸性溶液中NO3具有氧化性，也可将Fe2+氧化生成Fe3+，故答案为：4Fe2+ + O2 + 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O；酸性溶液中NO3具有氧化性，可产生Fe3+；

②结合已知信息：2Fe2++ I2 2Fe3++ 2I，和试管III中的现象，Ag+与I生成了AgI沉淀，降低了I的浓度，使平衡2Fe2++ I2 2Fe3++ 2I正向移动，使I2氧化了Fe2+，故答案为：Ag+与I生成了AgI沉淀，降低了I的浓度，使平衡2Fe2++ I2 2Fe3++ 2I正向移动，使I2氧化了Fe2+；

(4)①检验灰黑色浑浊物AgI中含有Ag，可以利用AgI不溶于稀硝酸，而Ag能够溶于稀硝酸，使银转化为银离子，再检验银离子即可，具体操作为：加入足量稀硝酸，振荡，固体部分溶解，产生无色气泡，遇空气变红棕色。静置，取上层清液加入稀盐酸，有白色沉淀生成，说明AgI中含有Ag，故答案为：加入足量稀硝酸，振荡，固体部分溶解，产生无色气泡，遇空气变红棕色。静置，取上层清液加入稀盐酸，有白色沉淀生成；

②ⅰ．实验1中Fe2+ 和Ag+发生氧化还原反应，反应的离子方程式为Fe2+ + Ag+= Fe3+ + Ag；ⅱ．由实验1的图示可知，5-10min，银离子浓度下降很快，说明有催化剂在影响反应；由实验2知，Fe3+ 没有起催化剂作用，结合试管III、Ⅳ中的现象可推知，AgI分解产生的Ag催化了Fe2+与Ag+的反应，从而加快了Fe2+与Ag+的反应速率，使得Ⅳ中迅速出现灰黑色浑浊，故答案为：Fe2+ + Ag+= Fe3+ + Ag；AgI分解产生的Ag催化了Fe2+与Ag+的反应。