Question

某同学清洗银镜实验后试管内壁上的银并探究其中的反应原理，进行下列实验．
（1）用稀硝酸可以清洗试管内壁上的银，反应的化学方程式为

 

．
（2）为消除（1）中所产生的污染问题，改为如下实验．

实验编号	操 作	现   象
I		剧烈反应，有大量无色气体产生，该气体可以使带火星的木条复燃；反应停止后，试管内壁上的银全部溶解，得到澄清液体a．

①该同学由现象推测H₂O₂将Ag氧化为Ag⁺，但通过实验排除了这种可能性．他的操作及现象是：取实验I所得液体于试管中，

 

．
②经查阅资料，发现：实验I中银镜溶解后经一系列反应，最后产物为Ag，但是因为颗粒很小（直径在1～100nm间）分散在液体中，肉眼无法识别．该同学设计实验，证实了a中存在直径在1～100nm间的颗粒．他的操作及现象是：

 

．
③写出实验I的化学方程式：

 

．
（3）进一步探究银的化合物在H₂O₂分解反应中的作用，进行如下实验．

实验编号	操  作	现  象
Ⅱ		振荡，溶液无明显现象．
Ⅲ		剧烈反应，产生大量无色气体，同时在试管底部仍有少量黑色固体．

①实验II的目的是

 

．
根据实验Ⅲ的现象提出假设：
假设1：Ag₂O在H₂O₂分解反应中作氧化剂；
假设2：Ag₂O在H₂O₂分解反应中作催化剂．
②若假设1成立，请写出该反应的化学方程式：

 

．
③结合所给试剂，请设计一个简单的实验证明假设1，并将表格填写完整．
可选试剂：1mol?L^-1 盐酸、0.1mol?L^-1 氨水、1mol?L^-1 NaOH溶液

实验步骤和操作	实验现象及结论
取3mL 10% H2O2在试管中，加入少量Ag2O，充分反应后，   ．	．

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）稀硝酸将金属银氧化，稀硝酸被还原为NO，写出化学方程式；（2）①排除H₂O₂将Ag氧化为Ag⁺的可能，可以检验溶液中是否含有Ag⁺；②a中存在直径在1～100nm间的颗粒，属于胶体，利用丁达尔现象检验；
③根据实验现象描述可知生成了氧气，反应方程式为过氧化氢的分解；
（3）①根据实验操作和实验现象判断实验目的；
②根据如果假设1成立，推断出产物，写出化学方程式；
③假设2中Ag₂O不发生变化，若加入足量氨水，可转化为银氨溶液而溶解，据此判断．

解答： 解：（1）稀硝酸将金属银氧化，稀硝酸被还原为NO，写出化学方程式：3Ag+4HNO₃═3AgNO₃+NO↑+2H₂O，故答案为：3Ag+4HNO₃═3AgNO₃+NO↑+2H₂O；
（2）①排除H₂O₂将Ag氧化为Ag⁺的可能，如果加入稀盐酸（或NaCl溶液）后振荡，没有产生白色沉淀，证明不含有Ag⁺，排除了H₂O₂将Ag氧化为Ag⁺的可能，
故答案为：加入稀盐酸（或NaCl溶液）后振荡，没有产生白色沉淀；
②a中存在直径在1～100nm间的颗粒，属于胶体，利用丁达尔现象检验，所以用一束光照射液体a，产生丁达尔现象，
故答案为：用一束光照射液体a，产生丁达尔现象；
③根据实验现象描述可知生成了氧气，反应方程式为过氧化氢的分解，化学方程式为：2H₂O₂═O₂↑+2H₂O（Ag为催化剂），
故答案为：2H₂O₂═O₂↑+2H₂O（Ag为催化剂）；
（3）①加入Ag⁺后，实验现象没有明显现象，说明Ag⁺对H₂O₂分解反应无作用，故答案为：Ag⁺对H₂O₂分解反应无作用；
②Ag₂O作氧化剂，被还原为Ag，H₂O₂被氧化为O₂，写出化学方程式：H₂O₂+Ag₂O═2Ag+O₂↑+H₂O，故答案为：H₂O₂+Ag₂O═2Ag+O₂↑+H₂O；
③假设2中Ag₂O不发生变化，若加入足量氨水，可转化为银氨溶液而溶解，而假设1，Ag₂O被还原为Ag，加入氨水，无明显现象，所以实验操作为：加入足量0.1 mol?L^-1 氨水，实验现象和结论为：若固体仍有剩余，则假设1成立；若固体完全溶解，则假设1不成立，
故答案为：加入足量0.1 mol?L^-1 氨水；若固体仍有剩余，则假设1成立；若固体完全溶解，则假设1不成立．

点评：本题考查实验方案设计、评价，利用实验的方式验证猜测和假设，难度中等，其中（3）小题（实验步骤和操作以及实验现象和结论），考查学生综合能力．