某小组在验证反应“Fe + 2Ag
+=Fe
2+ + 2Ag”的实验中检测到Fe
3+,发现和探究过程如下。
向硝酸酸化的0.05 mol·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,____________________________________(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。
②取上层清液,滴加__________溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有_____________。
(2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe
3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe
3+,乙依据的原理是________________________(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,白色沉淀:___________(化学式),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时量少;溶液红色较3min时加深
|
iii
| 120
| 产生白色沉淀较30min时量少;溶液红色较30min时变浅
|
②对Fe
3+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Fe
3+;
假设b:空气中存在O
2,由于________________________(用离子方程式表示),可产生Fe
3+; 假设c:酸性溶液中NO
3-具有氧化性,可产生Fe
3+_________________(用离子方程式表示)
假设d:根据加入KSCN溶液后产生白色现象,判断溶液中存在Ag
+,可产生Fe
3+。请写出产生Fe
3+的离子方程式:______________________________。
③下列实验可证实假设a、b、c不是产生Fe
3+的主要原因。实验Ⅱ可证实假设d成立。
实验:向硝酸酸化的__________溶液溶液(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,3 min时溶液呈浅红色,30 min后溶液几乎无色。
(3)根据实验现象,结合方程式推测实验ⅰ~ⅲ中Fe
3+浓度变化的原因:______________________________________________________________________________。