Question

為了探究AgNO₃的氧化性和熱穩(wěn)定性，某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。 
Ⅰ. AgNO₃的氧化性
將光亮的鐵絲伸入AgNO₃溶液中，一段時(shí)間后將鐵絲取出。為檢驗(yàn)溶液中Fe的氧化產(chǎn)物，將溶液中的Ag⁺除盡后，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。可選用試劑：KSCN溶液、NaOH溶液、氯水、KMnO₄溶液。
⑴請(qǐng)完成下表：

操作	現(xiàn)象	結(jié)論
取少量除盡Ag+后的溶液于試管中，加入        ，振蕩		存在Fe3+
取少量除盡Ag+后的溶液于試管中，加入1~2滴KMnO4溶液，振蕩		存在Fe2+

 
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】Fe的氧化產(chǎn)物為存在Fe²⁺和Fe³⁺ 
Ⅱ. AgNO₃的熱穩(wěn)定性
用下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置A加熱AgNO₃固體，產(chǎn)生紅棕色氣體，在裝置D中收集到無色氣體。當(dāng)反應(yīng)結(jié)束以后，試管中殘留固體為黑色。

Ⅱ.⑵裝置B的作用是                    。
⑶經(jīng)小組討論并驗(yàn)證該無色氣體為O₂，其驗(yàn)證方法是                             。
⑷【查閱資料】Ag₂O和粉末的Ag均為黑色；Ag₂O可溶于氨水。
【提出假設(shè)】試管中殘留的黑色固體可能是：① Ag；② Ag₂O；③ Ag和Ag₂O。
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】該小組為驗(yàn)證上述設(shè)想，分別取少量黑色固體，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	操作	現(xiàn)象
a	加入足量氨水，振蕩	黑色固體不溶解
b	加入足量稀硝酸，振蕩	黑色固體溶解，并有氣體產(chǎn)生

 
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，不能確定固體產(chǎn)物成分的實(shí)驗(yàn)是       （填實(shí)驗(yàn)編號(hào)）。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出AgNO₃固體受熱分解的方程式為             。
【實(shí)驗(yàn)拓展】取2.0g AgNO₃樣品充分受熱分解，共收集到標(biāo)況下氣體的體積為336mL，則樣品中AgNO₃的百分含量為                 。

Answer 1

（1）1~2滴KSCN溶液     溶液變血紅色      紫紅色褪去
（2）安全瓶 （或防止倒吸）
（3）用玻璃片蓋住集氣瓶口并取出，正放在桌面上，然后將帶火星的木條伸入集氣瓶?jī)?nèi)，若木條復(fù)燃則證明是O₂
（4）    b        2AgNO₃  = 2Ag + 2NO₂ ↑ + O₂ ↑       85％ （或0.85）

解析試題分析：Ⅰ. ⑴中第一步操作對(duì)應(yīng)的結(jié)論是存在Fe³⁺ ，由此可以知道加入的試劑為能與Fe³⁺ 發(fā)生顯色反應(yīng)的KSCN溶液，現(xiàn)象是溶液變血紅色。而操作2加入高錳酸鉀溶液后，也得出了含有Fe²⁺ 離子的結(jié)論，由此可知該現(xiàn)象應(yīng)該是使高錳酸鉀褪色了。
Ⅱ.⑵A裝置是加熱裝置，C裝置是洗氣裝置，如果AC直接相連，容易發(fā)生倒吸產(chǎn)生危險(xiǎn)，因此B裝置的作用使起到防倒吸的目的。
⑶要驗(yàn)證D中收集到的無色氣體為O2，可以充分利用O2助燃的性質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)，具體操作是：用玻璃片蓋住集氣瓶口并取出，正放在桌面上，然后將帶火星的木條伸入集氣瓶?jī)?nèi)，若木條復(fù)燃則證明是O₂。
⑷ 已知條件中Ag₂O可溶于氨水，因此實(shí)驗(yàn)a加入足量氨水，黑色固體不溶解，說明黑色固體為Ag單質(zhì)；而實(shí)驗(yàn)b中加入足量稀硝酸，由于兩種固體均能夠溶于稀硝酸，因此固體溶解并長(zhǎng)生氣體的現(xiàn)象只能說明含有部分Ag單質(zhì)，但不能確定是否含有Ag₂O，因此不能確定固體成分是的實(shí)驗(yàn)b。
由上述幾種實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可得硝酸銀受熱分解產(chǎn)生了單質(zhì)Ag、NO2、O2。因此化學(xué)方程式為：2AgNO₃  = 2Ag + 2NO₂ ↑ + O₂ ↑。
根據(jù)硝酸銀受熱分解的化學(xué)方程式可知，n(NO₂)="2/3" n(總氣體)= 2/3×0.336L/22.4L/mol=0.01mol，根據(jù)N原子守恒，n(AgNO₃)=n(NO₂)=0.01mol，因此w(AgNO₃)= 0.01mol×170g/mol÷2.0g=0.85。因此硝酸銀的百分含量為85%。
考點(diǎn)：本題考查的是Fe價(jià)態(tài)、硝酸銀分解產(chǎn)物的探究實(shí)驗(yàn)。