11．（16分，2017年，北京）某小组在验证反应“Fe+2Ag+=Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+，发现和探究过程如下．
向硝酸酸化的0.05mol·L﹣1硝酸银溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色．
（1）检验产物
①取少量黑色固体，洗涤后， 加入足量加入足量稀盐酸（或稀硫酸）酸化，固体未完全溶解 （填操作和现象），证明黑色固体中含有Ag．
②取上层清液，滴加K3[Fe（CN）6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2+．
（2）针对“溶液呈黄色”，甲认为溶液中有Fe3+，乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+，乙依据的原理是Fe+2Fe3+=3Fe2+（用离子方程式表示）．针对两种观点继续实验：
①取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，证实了甲的猜测．同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：
序号 | 取样时间/min | 现象 |
ⅰ | 3 | 产生大量白色沉淀；溶液呈红色 |
ⅱ | 30 | 产生白色沉淀；较3min时量小；溶液红色较3min时加深 |
ⅲ | 120 | 产生白色沉淀；较30min时量小；溶液红色较3 0min时变浅 |
（资料：Ag+与SCN﹣生成白色沉淀AgSCN）
②对Fe3+产生的原因作出如下假设：
假设a：可能是铁粉表面有氧化层，能产生Fe3+；
假设b：空气中存在O2，由于4Fe2++O2+4H+=Fe3++2H2O（用离子方程式表示），可产生Fe3+；
假设c：酸性溶液中NO3﹣具有氧化性，可产生Fe3+；
假设d：根据 白色沉淀 现象，判断溶液中存在Ag+，可产生Fe3+．
③下列实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因．实验Ⅱ可证实假设d成立．
实验Ⅰ：向硝酸酸化的NaNO3溶液（pH≈2）中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN溶液，3min时溶液呈浅红色，3 0min后溶液几乎无色．
实验Ⅱ：装置如图．其中甲溶液是FeCl2/FeCl3，操作现象是 按图连接好装置，电流表指针发生偏转 ．
（3）根据实验现象，结合方程式推测实验ⅰ～ⅲ中Fe3+浓度变化的原因：i→ii Ag++Fe2+=Ag+Fe3+，反应生成Fe3+的使Fe3+增加，红色变深，ii→iii 空气中氧气氧化SCN﹣，红色变浅
解析
（1）银和盐酸、稀硫酸等不反应，可用K3[Fe（CN）3]检验亚铁离子，生成蓝色沉淀；
（2）过量的铁与硝酸反应生成亚铁离子，亚铁离子可被空气中氧气氧化，银离子如氧化亚铁离子，则发生Ag++Fe2+=Ag+Fe3+，如反应能发生，可设计成原电池，负极加入FeCl2/FeCl3，正极为硝酸银，可根据电流计是否发生偏转判断；
（3）取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，可证明溶液中有Fe3+，生成白色沉淀为AgSCN，随着放置时间的增加，溶液红色变浅，可能为空气中氧气氧化SCN﹣，以此解答该题．
考查方向
（1）卤化银，亚铁离子和三价铁离子的检验（2）铁盐和亚铁盐的相互转变，常见金属元素的单质及其化合物的综合应用，性质实验方案的设计，物质检验实验方案的设计（3）探究铁离子和亚铁离子的转化，铁离子水解
解题思路
（1） ①黑色固体中含有过量的铁，所以先用硝酸溶解固体，再用HCl检验Ag+，②K3[Fe(CN)6]溶液遇到Fe2+产生蓝色沉淀；
（2） ①过量的铁粉与Fe3+反应得到Fe2+；②O2氧化Fe2+生成Fe3+的反应为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O。加入KSCN溶液后产生白色沉淀AgSCN，所以实验可以说明溶液中含有Ag+，故可以假设Ag+可能氧化Fe2+生成Fe3+；③证明假设a、b、c错误，就是排除Ag+对实验的干扰，相当于没有Ag+存在的空白实验，考虑其他条件不要变化，可以选用0.05mol/LNaNO3溶液。原电池实验需要证明的是假设d的反应Ag++Fe2+=Ag+Fe3+能够实现，所以甲池应当注入FeCl2（或者FeSO4溶液）。假设d成立，则上述原电池能够产生电流，左侧溶液中生成的Fe3+遇到KSCN时红色会更深。
（3） 由于加入过量铁粉，溶液中存在反应有①Fe+2Ag+=Fe2++2Ag ，反应生成的Fe2+能够被Ag+氧化发生反应②Ag++Fe2+=Ag+Fe3+，生成的Fe3+过量铁粉发生反应③Fe+2Fe3+=3Fe2+。反应开始时c(Ag+)大，以反应①、②为主，c(Fe3+)增大。约30分钟后，c(Ag+)小，以反应③为主，c(Fe3+)减小。
易错点
本题只要是考查的是：化学实验探究题型，难度适中，考查学生的综合知识的运用，需要学生对化学知识的熟练掌握，根据已知的知识来判断化学反应的相关进行的程度和方向，特别是电化学知识的掌握来判断化学反应的产物的相关判断来得出实验的结论，平时要注意相关知识和题目的积累过程。
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