Question

(16分)为检验溶液中是否含有Cl^-，某同学采用向溶液中先加HNO₃，再加AgNO₃，溶液的实验方案，若有白色沉淀生成，则证明有Cl^-。对此结论，有人提出了质疑，设计了如下探究性实验。

实验一：向Na₂SO₄溶液中滴加AgNO₃溶液

编号	Na2SO4溶液	AgNO3溶液	现象
体积/mL	浓度／(mol·L^-1)	体积/滴	浓度／(mol·L^-1)
①	1	l	3	2	出现大量白色沉淀
②	1	1	3	0.5	出现少量白色沉淀
③	1	1	3	0.1	有些许浑浊
④	1	1	3	0.0l	无明显变化

（1）实验一中产生沉淀的离子方程式为          。

（2）学生设计了如下表格，对实验一内容进行理论计算，请帮他完成表格。(表中不要留空格)。

[25℃时Ksp(Ag₂SO₄)=1．2×10^-5，Ksp(AgCl)=1．8×10^-10]

编号	AgNO3浓度／(mol·L^-1)	稀释后Ag^+浓度／(mol·L^-1)	混合液中SO4^2-的最小理论检出浓度／(mol·L^-1)
①	2	0.2	0.0003
②	0.5		0.0048
③	0.1	0.0l	0.12
④		0.001

若向l mL某溶液中加入3滴0．1 mol／L AgNO₃溶液，分析上面数据，判断下列说法正确的是       (填字母序号)。

A．混合液中c(SO₄^2-)=0．1 mol／L时不会产生Ag₂SO₄沉淀

B．混合液中c(SO₄^2-)=1 mol／L时不会产生Ag₂SO₄沉淀

C．无论SO₄^2-浓度大小都会产生Ag₂SO₄沉淀

D．若使用0．01 mol／L AgNO₃溶液，可基本排除SO₄^2-对Cl^-检验构成的干扰

（3）将实验一中编号③中的理论计算结果与现象对照，发现理论上大部分Ag⁺应该形成沉淀，这与“有些许浑浊”的现象相矛盾。为探究真相，在实验一的基础上继续设计了以下实验。

实验二：

编号	AgNO3溶液 浓度／(mol·L^-1)	现象	向沉淀中滴加硝酸后的现象
①	2	出现大量白色沉淀	滴加稀硝酸，沉淀大量溶解；改加浓硝酸，沉淀较快消失
②	0.5	出现少量白色沉淀	滴加稀硝酸，沉淀基本消失

对于Ag₂SO₄溶于硝酸的原因提出了如下假设，请完成假设一。(已知：H₂SO₄===H⁺+HSO₄^-、

HSO₄^-H⁺+SO₄^2-；假设二可能的原因是NO₃^-与Ag⁺形成配位化合物)

假设一：                                  。

假设二：NO₃^-对Ag₂SO₄溶解起作用。

（4）从下列限选试剂中选择适当试剂并设计实验方案，分别验证假设一和假设二是否成立。请写出实验步骤和结论                (限选试剂：Ag₂SO₄固体、浓HNO₃、NaNO₃饱和溶液、CaSO₄固体)。

（5）通过（4）的实验，若证实假设一成立，请用平衡理论解释Ag₂SO₄溶解的原因                。

Answer

（16分）

（1）2Ag+ + SO42- Ag2SO4↓ （2分）

（2）②0.05 （1分） ④0.01 （1分） 12（2分） AD （2分）

（3）假设一：H+对Ag2SO4溶解起作用（2分）

（4）①取少量CaSO4固体于试管中，加入一定量浓HNO3，充分振荡。若沉淀溶解，说明假设一成立。

②取少量Ag2SO4固体于试管中，加入一定量NaNO3饱和溶液，充分振荡。若沉淀溶解，说明假设二成立。（验证假设一和假设二各2分，共4分）

（5）Ag2SO4固体在水中存在平衡：Ag2SO4(s) 2Ag+（aq）+SO42-（aq），H+与SO42-结合生成HSO4-，SO42-浓度降低，平衡正向移动，Ag2SO4不断溶解。（2分）

【解析】

试题分析：（1）实验一中产生沉淀的离子方程式为2Ag+ + SO42- Ag2SO4↓。

（2）根据实验①可知，稀释后浓度变成原来的，因此②稀释后的浓度为0.05 mol／L，④稀释前的浓度为0.01 mol·L-1，根据Ksp(Ag2SO4)=1．2×10-5，有c2(Ag+)·c(SO42—)=0.012×c(SO42—)= 1．2×10-5，解得：c(SO42—)=12 mol／L

向l mL某溶液中加入3滴0．1 mol／L AgNO3溶液，AgNO3的浓度为0．01 mol／L。当混合液中c(SO42-)=0．1 mol／L时不会产生Ag2SO4沉淀，A正确；当混合液中c(SO42-)=1 mol／L时会产生Ag2SO4沉淀，B、C错误；若使用0．01 mol／L AgNO3溶液，c(SO42—)需达到12 mol／L才能生成沉淀，在一般的稀溶液中是不可能的，可基本排除SO42-对Cl-检验构成的干扰，D正确；

（3）加入的硝酸溶液中含有两种离子H+和NO3-，结合题意“假设二可能的原因是NO3-与Ag+形成配位化合物”可知假设一应该与H+有关：H+对Ag2SO4溶解起作用

（4）①取少量CaSO4固体于试管中，加入一定量浓HNO3，充分振荡。若沉淀溶解，说明假设一成立。

②取少量Ag2SO4固体于试管中，加入一定量NaNO3饱和溶液，充分振荡。若沉淀溶解，说明假设二成立。

（5）Ag2SO4固体在水中存在平衡：Ag2SO4(s) 2Ag+（aq）+SO42-（aq），H+与SO42-结合生成HSO4-，SO42-浓度降低，平衡正向移动，Ag2SO4不断溶解。

考点：考查了化学实验的设计与猜想和化学平衡等相关知识。