Question

2010安徽高考化学试题第28题解析

28.（13分）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]制备银镜，并与Fe（NO3）3溶液反应，发现银镜溶解。（1）下列有关制备银镜过程的说法正确的是         。a.边振荡盛有2％的AgNO3溶液的试管，边滴入2％的氨水。至最初的沉淀恰好溶解为止b.将几滴银氨溶液滴入2 mL乙醛中c.制备银镜时，用酒精灯的外焰给试管底部加热d.银氨溶液具有较弱的氧化性e.在银氨溶液配制过程中，溶液的pH增大[提出假设]假设1：Fe1＋具有氧化性，能氧化Ag。假设2：Fe（NO3）3溶液显酸性，在此酸性条件下NO3能氧化Ag。[设计实验方案，验证假设]（2）甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe3＋，验证了假设1成立。请写出Fe3＋氧化Ag的离子方程式：                         。（3）乙同学设计实验验证假设2，请帮他完成下表中内容（提示： NO 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）。实验步骤（不要求写具体操作过程）预期现象和结论①②……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NO 都氧化了Ag。你是否同意丙同学的结论，并简述理由：                                      。

Answer 1

http://elearning.teacher.com.cn/cms/detail/articleDetail.action?project=272&toolsId=5&pageType=classroom&blockId=4015&toolsContentId=43782
[解析]本题凸现新课程理念，试题根据Fe3+和酸性条件下NO3—的氧化性设置了科学探究问题的方法——提出假设、设计实验方案，验证假设、对实验结果的处理加工（思考与交流），体现了《考试说明》中对“化学实验与探究能力”的要求，充分体现了新课程要求“了解科学探究的基本方法，学习运用以实验和推理为基础的科学探究方法”。其中第（4）题具有一定的思维深度，虽然乙同学验证了与Fe(NO3)3溶液中H+浓度相同的HNO3能氧化Ag，但Fe(NO3)3溶液中同时存在Fe3+及其水解产生的HNO3，究竟谁的氧化性更强，是无法推断得到的，因此不能确定NO3—是否氧化了Ag，除非检验出NO3—的还原产物。
[答案]（1）a、d、e
（2）Ag+Fe3+===Ag++Fe2+
（3）
实验步骤（不要求写具体操作过程）预期现象和结论①测定上述实验用的Fe(NO3)3溶液的pH②配制相同pH的稀硝酸溶液，将此溶液加入有银镜的试管内
（4）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。 [（3）、（4）其他合理答案均可]
[商榷]本题有两处值得商榷：
①Fe(NO3)3溶液中的Fe3+和水解生成的稀硝酸同时氧化了Ag，那么溶液呈棕色。因为生成了显棕色的[Fe(NO)]2+——这就是NO3—的检验——在含NO3—的溶液中加入FeSO4溶液，振荡，然后沿试管内壁慢慢注入浓硫酸，在两层液体的界面上出现棕色的环。Fe(NO3)3溶液与Ag可能发生的反应：
Fe3++Ag==Fe2++Ag+
3Ag+4H++NO3—===3Ag++NO+2H2O
或6Fe2++8H++2NO3—===6Fe3++2NO+4H2O
Fe2++NO===Fe(NO)2+
②第（3）题验证假设2的实验设计，第②步“配制相同pH的稀硝酸溶液”，并没有确定溶液中NO3—浓度相同，事实上，Fe(NO3)3溶液中的c(NO3—)是配得稀硝酸中c(NO3—)的数百倍。所以实验步骤应改为：
实验步骤（不要求写具体操作过程）预期现象和结论①测定上述实验用的Fe(NO3)3溶液的pH②配制相同pH的稀硝酸溶液，并向其中加入一定量的NaNO3，使溶液中NO3—浓度与Fe(NO3)3溶液中NO3—浓度相同，再将此溶液加入有银镜的试管内
[延伸拓展] 由于AgNO3溶液的pH＜7——AgOH是沉淀碱，Ag+能发生水解，银氨溶液呈碱性，所以在银氨溶液配制过程中，溶液的pH增大。若设原来氨水的pH==x，配制成的银氨溶液pH==y。则比较x和y的大小_______________，其理由是____________________。
欲比较x和y的大小，关键是要分析出配得的银氨溶液中NH3·H2O浓度的大小。
根据反应方程式可知：Ag++NH3·H2O===AgOH↓+NH4+
AgOH+2NH3·H2O===Ag(NH3)2++OH—+2H2O
这里如果只看第2个反应方程式，溶液中OH—浓度显然增大，实际上，第1步反应生成的NH4+与第2步反应生成的OH—物质的量相等，要发生下列反应：
NH4++OH—==NH3·H2O
所以配得的银氨溶液实际上是Ag(NH3)2+、NO3—和NH3·H2O的混合溶液，由于溶液的体积比原来氨水的体积大，且一部分NH3形成了Ag(NH3)2+，所以配得的银氨溶液中c(NH3·H2O)小于原来氨水中c(NH3·H2O)，故x＞y。