Question

17．某研究性学习小组在网上收集到如下信息：Fe（NO₃）₃溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰．他们对蚀刻银的原因进行了如下探究：
【实验】制作银镜，并与Fe（NO₃）₃溶液反应，发现银镜溶解．
（1）下列有关利用Fe粉与稀HNO₃制备Fe（NO₃）₃溶液的方法，最佳的是c．
a．把过量的铁粉与稀HNO₃ 反应
b．把铁粉与过量的稀HNO₃ 反应
c．先把铁粉灼烧，再溶解于稀HNO₃中
【提出假设】
假设1：Fe³⁺具有氧化性，能氧化Ag．
假设2：显酸性，在此酸性条件下NO₃^-能氧化Ag．
【设计实验方案，验证假设】
（2）甲同学为了验证假设1，取上述实验后的溶液，检验Fe²⁺．检验Fe²⁺的方法：取少量溶液于试管中，滴加1-2滴酸性KMnO₄溶液，振荡，甲同学观察到的实验现象为：溶液的紫红色褪去，甲同学检验出Fe²⁺，验证了假设1的成立．请写出Fe³⁺氧化Ag的离子方程式：Fe³⁺+Ag=Fe²⁺+Ag⁺．
（3）乙同学设计实验验证假设2．请写出在酸性条件下NO₃^-氧化Ag的离子方程式：3Ag+4H⁺+NO₃^-=3Ag⁺+NO↑+2H₂O．并帮乙同学完成下表中内容（提示：NO₃^-在不同条件下的还原产物较复杂，有时难以观察到气体产生，乙同学放弃了检验NO₃^-在不同条件下的还原产物的方法）．

实验步骤（不要求写具体操作过程）	预期现象和结论
测定上述实验用的Fe（NO3）3溶液的pH 配制相同pH的稀硝酸 溶液，并将适量此溶液加入有银镜的试管内．	若银镜消失，假设2成立． 若银镜不消失，假设2不成立．

[思考与交流]
（4）甲同学验证了假设1成立，若乙同学验证了假设2也成立．则丙同学由此得出结论：Fe（NO₃）₃溶液中的Fe³⁺和NO₃^-都氧化了Ag．你是否同意丙同学的结论，并简述理由：不同意，甲同学检验出了Fe²⁺，可确定Fe³⁺一定氧化了Ag；乙同学虽然验证了此条件下NO₃^-能氧化Ag，但在硝酸铁溶液氧化Ag时，由于没有检验NO₃^-的还原产物，因此不能确定NO₃^-是否氧化了Ag．

Answer 1

分析 （1）a．把过量的铁粉与稀HNO₃ 反应生成的是硝酸亚铁溶液；
b．把铁粉与过量的稀HNO₃ 反应生成的是硝酸铁溶液，但同时生成污染性气体一氧化氮；
c．先把铁粉灼烧生成氧化铁，再溶解于稀HNO₃中溶解生成硝酸铁；
（2）亚铁离子在酸性高锰酸钾溶液中发生氧化还原反应，高锰酸钾溶液紫红色褪去，根据氧化还原反应的原理来书写方程式，Fe³⁺氧化Ag生成亚铁离子和银离子；
（3）在酸性条件下NO₃^-氧化Ag，生成硝酸银、一氧化氮和水，通过做对比试验的办法来获得结论，可以选择合适的试剂来验证是Fe³⁺还是NO₃^-将银氧化；
（4）根据题目所给的信息：假设1成立，假设2也成立来回答．

解答 解：（1）利用Fe粉与稀HNO₃制备Fe（NO₃）₃溶液的方法中，
a．把过量的铁粉与稀HNO₃ 反应生成的是硝酸亚铁溶液，不能得到硝酸铁溶液，故a错误；
b．把铁粉与过量的稀HNO₃ 反应生成的是硝酸铁溶液，但同时生成污染性气体一氧化氮，不是最好的方法，故b错误；
c．先把铁粉灼烧生成氧化铁，再溶解于稀HNO₃中溶解生成硝酸铁，反应过程中无污染性气体生成，原料利用率高，方法最好，故c正确；
故答案为：c；
（2）甲同学为了验证假设1，取上述实验后的溶液，检验Fe²⁺．检验Fe²⁺的方法是：取少量溶液于试管中，滴加1-2滴酸性KMnO₄溶液，振荡，甲同学观察到的实验现象为溶液的紫红色褪去，检验出Fe²⁺，验证了假设1的成立，Fe³⁺氧化Ag的离子方程式为：Fe³⁺+Ag=Fe²⁺+Ag⁺，
故答案为：取少量溶液于试管中，滴加1-2滴酸性KMnO₄溶液，振荡；溶液的紫红色褪去：Fe³⁺+Ag=Fe²⁺+Ag⁺；
（3）在酸性条件下NO₃^-氧化Ag的离子方程式：3Ag+4H⁺+NO₃^-=3Ag⁺+NO↑+2H₂O，可以选择硝酸做一下参考实验，测定上述实验用的Fe（NO₃）₃溶液的pH，配制相同pH的稀硝酸溶液，并将适量此溶液加入有银镜的试管内，若银镜消失，假设2成立，若银镜不消失，假设2不成立，
故答案为：3Ag+4H⁺+NO₃^-=3Ag⁺+NO↑+2H₂O；相同pH的稀硝酸；有银镜的试管；
（4）不同意，同学检验出了Fe²⁺，可确定Fe³⁺一定氧化了Ag；乙同学虽然验证了此条件下NO₃^-能氧化Ag，但在硝酸铁溶液氧化Ag时，由于没有检验NO₃^-的还原产物，因此不能确定NO₃^-是否氧化了Ag，
故答案为：不同意，甲同学检验出了Fe²⁺，可确定Fe³⁺一定氧化了Ag；乙同学虽然验证了此条件下NO₃^-能氧化Ag，但在硝酸铁溶液氧化Ag时，由于没有检验NO₃^-的还原产物，因此不能确定NO₃^-是否氧化了Ag．

点评 本题考查了物质性质的实验验证、实验设计和实验现象的确定、离子方程式书写和氧化还原反应的分析判断，掌握基础是解题关键，题目难度中等．