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7.某学生对Na2SO3与AgNO3在不同 pH 下的反应进行探究.
(1)测得Na2SO3溶液 pH=10、AgNO3 溶液 pH=5.
(2)调节 pH,实验记录如表:
实验pH现象
a10产生白色沉淀,稍后溶解,溶液澄清
b6产生白色沉淀,一段时间后,沉淀未溶解
c2产生大量白色沉淀,一段时间后,产生海绵状棕黑色物质X
查阅资料得知:
ⅰ.Ag2SO3:白色,难溶于水,溶于过量的Na2SO3 溶液.
ⅱ.Ag2O:棕黑色,不溶于水,能和酸反应.
该学生对 a 中的白色沉淀提出了两种假设:
①白色沉淀为Ag2SO3
②白色沉淀为Ag2SO4,推测的依据是SO32-有还原性,可能被氧化为SO42-,与Ag+反应生成Ag2SO4白色沉淀.
(3)取 b、c 中白色沉淀,置于Na2SO3溶液中,沉淀溶解.该同学设计实验确认了白色沉淀不是Ag2SO4.实验方法是:另取Ag2SO4固体置于Na2SO3溶液中,未溶解.
(4)将 c 中 X 滤出、洗净,为确认其组成,实验如下:
Ⅰ.向 X 中滴加稀盐酸,无明显变化.
Ⅱ.向 X 中加入过量浓硝酸,产生红棕色气体.
Ⅲ.用Ba(NO32、BaCl2溶液检验Ⅱ中反应后的溶液,前者无明显变化,后者产生白色
沉淀.
①实验Ⅰ的目的是检验棕黑色物质X是否为Ag2O.
②根据上述现象,分析 X 的成分是Ag.
③Ⅱ中反应的化学方程式是Ag+2HNO3(浓)═AgNO3+NO2↑+H2O.
(5)该同学综合以上实验,分析 X 产生的原因是:随着酸性的增强,体系的还原性强.

分析 (1)Na2SO3为强碱弱酸盐,在溶液中水解显碱性,pH=10,AgNO3为强酸弱碱盐,在溶液中水解显酸性,pH=5;
(2)①推测a中白色沉淀为Ag2SO3,Ag+与SO32-反应生成Ag2SO3,Ag2SO3溶于过量的Na2SO3溶液;
②推测a中白色沉淀为Ag2SO4,SO32-有还原性,可能被氧化为SO42-,与Ag+反应生成Ag2SO4白色沉淀;
(3)设计实验确认白色沉淀是否为Ag2SO4,根据Ag2SO3白色,难溶于水,溶于过量Na2SO3的溶液分析,设计对照试验;
(4)①亚硫酸银能分解生成氧化银,溶液的pH=2,产生大量白色沉淀,一段时间后,产生海绵状棕黑色物质X,向X中滴加稀盐酸,无明显变化,说明X不是Ag2O,因氧化银和盐酸生成白色氯化银沉淀和水;
②向X中加入过量浓HNO3,产生红棕色气体为NO2,说明为银和硝酸的反应,分析X是银;
③银和硝酸反应生成硝酸银、二氧化氮、水;
(5)溶液的酸性增强,+4价硫的亚硫酸银,被+1价银氧化生成银和硫酸.

解答 解:(1)Na2SO3为强碱弱酸盐,在溶液中水解显碱性,则溶液的pH=10,其水解离子方程为:SO32-+H2O?HSO3-+OH-,AgNO3为强酸弱碱盐,在溶液中pH=5,其水解离子方程为:Ag++H2O?H++AgOH.
(2)①推测a中白色沉淀为Ag2SO3,Ag+与SO32-反应生成Ag2SO3,Ag2SO3溶于过量的Na2SO3溶液,生成沉淀的离子方程式为:2Ag++SO32-=Ag2SO3↓,
②推测a中白色沉淀为Ag2SO4,其依据为:SO32-有还原性,可能被氧化为SO42-,与Ag+反应生成Ag2SO4白色沉淀,
故答案为:SO32-有还原性,可能被氧化为SO42-,与Ag+反应生成Ag2SO4白色沉淀;
(3)Ag2SO3白色,难溶于水,溶于过量Na2SO3的溶液,取B、C中白色沉淀,置于Na2SO3溶液中,沉淀溶解,说明B、C中白色沉淀为Ag2SO3,另取Ag2SO4固体,同样条件置于足量Na2SO3溶液中,进行对照试验,发现沉淀不溶解,
故答案为:Na2SO3
(4)①氧化银能和盐酸生成白色氯化银沉淀和水,溶液的pH=2,产生大量白色沉淀,一段时间后,产生海绵状棕黑色物质X,向X中滴加稀盐酸,无明显变化,说明X不是Ag2O,
故答案为:检验棕黑色物质X是否为Ag2O;
②向X中加入过量浓HNO3,产生红棕色气体为NO2,X与浓硝酸发生氧化还原反应,X具有还原性,X只能为金属单质,只能为银,
故答案为:Ag;
③向X中加入过量浓HNO3,产生红棕色气体为NO2,银和硝酸反应,氮元素从+5变为+4价,同时生成硝酸银和水,反应方程式为:Ag+2HNO3(浓)═AgNO3+NO2↑+H2O,
故答案为:Ag+2HNO3(浓)═AgNO3+NO2↑+H2O;
(5)海绵状棕黑色物质X为Ag,产生Ag的原因,可能为随着酸性的增强.+4价硫的还原性增强,能被+1价银氧化,X为Ag,白色沉淀转化为X,为在酸性条件下,亚硫酸银中+4价的硫,被+1价银氧化生成银和硫酸,反应为:Ag2SO3+H2O=2Ag+H2SO4

点评 本题考查物质组成的探究实验,侧重于学生的分析能力的考查,熟练掌握元素化合物及氧化还原反应知识是解答关键,该题注意硫、氮及其化合物的性质,是高频考点,题目难度中等.

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