某小组实验验证 ^ · A g ^ + + F e ^ 2…——2021 高考化学第 16 题答案解析

2021_北京卷

2021 北京 第 16 题 解答题 区分题
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16. 某小组实验验证 $\mathrm { } ^ { \cdot } \mathrm { A g } ^ { + } + \mathrm { F e } ^ { 2 + } \mathrm { F e } ^ { 3 + } + \mathrm { A g } \downarrow ^ { ; }$ ”为可逆反应并测定其平衡常数。

(1)实验验证

实验 I:将 0.0100 mol/L ${ \mathrm { A g } } _ { 2 } { \mathrm { S O } } _ { 4 }$ 溶液与 $0 . 0 4 0 0 { \mathrm { ~ m o } } / { \mathrm { L } } \mathrm { F e } \mathrm { S O } _ { 4 }$ 溶液 $\mathrm { ( p H = 1 ) }$ 等体积混合,产生灰黑色沉淀,溶液呈黄色。

实验 II:向少量 Ag 粉中加入 $0 . 0 1 0 0 \mathrm { m o l / L } \mathrm { F e } _ { 2 } ( \mathrm { S O } _ { 4 } ) _ { 3 }$ 溶液 $\mathrm { ( p H = 1 ) }$ ,固体完全溶解。

①取I 中沉淀,加入浓硝酸,证实沉淀为Ag。现象是

②II中溶液选用 $\mathrm { F e } _ { 2 } ( \mathrm { S O } _ { 4 } ) { \div }$ <sub>3</sub>,不选用 $\mathrm { F e } ( { \mathrm { N O } } _ { 3 } ) .$ <sub>3</sub>的原因是

综合上述实验,证实 $\mathrm { } ^ { \mathrm { * } } \mathrm { A g } ^ { \mathrm { + } } \mathrm { + } \mathrm { F e } ^ { 2 \mathrm { + } } \Longrightarrow \mathrm { F e } ^ { 3 \mathrm { + } } \mathrm { + } \mathrm { A g } \downarrow ^ { \mathrm { , } }$ 为可逆反应。

③小组同学采用电化学装置从平衡移动角度进行验证。补全电化学装置示意图,写出操作及现象 。

(2)测定平衡常数

实验Ⅲ:一定温度下,待实验Ⅰ中反应达到平衡状态时,取 v mL上层清液,用 $\mathbf { c } _ { 1 } \mathrm { m o l / L }$ KSCN标准溶液滴定$\mathbf { A } \mathbf { g } ^ { + }$ ,至出现稳定的浅红色时消耗KSCN 标准溶液 $\mathbf { V } _ { \mathrm { 1 } } \mathrm { m L }$ 。

资料: $\mathrm { A g ^ { + } { + } S C N ^ { - } } \mathrm { A g S C N \downarrow }$ (白色) $K { = } 1 0 ^ { 1 2 }$

$$ \mathrm{Fe} ^ {3 +} + \mathrm{SCN} ^ {-} \rightleftharpoons \mathrm{FeSCN} ^ {2 +} (\text {红色}) K = 1 0 ^ {2. 3} $$

①滴定过程中 $\mathrm { F e } ^ { 3 + }$ 的作用是 o

②测得平衡常数K=

(3)思考问题

①取实验I 的浊液测定 $c ( \mathrm { A g ^ { + } } )$ ,会使所测K值 (填“偏高”“偏低”或“不受影响”)。

②不用实验II中清液测定K的原因是 。

参考答案

(1) ①. 灰黑色固体溶解,产生红棕色气体 ②. 防止酸性条件下, $\mathrm { N O } _ { 3 } ^ { - }$ 氧化性氧化 $\mathrm { F e } ^ { 2 + }$ 干扰实验结果 ③. a:铂/石墨电极,b: $\mathrm { F e S O _ { 4 } }$ 或 $\mathrm { F e } _ { 2 } ( \mathrm { S O } _ { 4 } ) _ { 3 }$ 或二者混合溶液,c: ${ \bf A g N O } _ { 3 }$ 溶液;操作和现象:闭合开关 K,Ag 电极上固体逐渐溶解,指针向左偏转,一段时间后指针归零,再向左侧烧杯中加入滴加较浓的 $\mathrm { F e } _ { 2 } ( \mathrm { S O } _ { 4 } ) _ { 3 }$ 溶液,与之前的现象相同;或者闭合开关 K,Ag 电极上有灰黑色固体析出,指针向右偏转,一段时间后指针归零,再向左侧烧杯中加入滴加较浓的 $\mathrm { F e } _ { 2 } ( \mathrm { S O } _ { 4 } ) _ { 3 }$ 溶液,Ag 电极上固体逐渐减少,指针向左偏转; (2) ①. 指示剂 ②. $\frac { 0 . 0 1 - { \frac { \mathbf { c } _ { \mathrm { 1 } } \mathbf { v } _ { \mathrm { 1 } } } { \mathbf { v } } } } { { \frac { \mathbf { c } _ { \mathrm { 1 } } \mathbf { v } _ { \mathrm { 1 } } } { \mathbf { v } } } \times \left( { 0 . 0 1 + { \frac { \mathbf { c } _ { \mathrm { 1 } } \mathbf { v } _ { \mathrm { 1 } } } { \mathbf { v } } } } \right) }$; (3) ①. 偏低 ②. Ag 完全反应,无法判断体系是否达到化学平衡状态

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