(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
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Na2SO4溶液
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AgNO3溶液
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现象
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体积/mL
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浓度/(mol·L-1)
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体积/滴
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浓度/(mol·L-1)
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①
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1
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l
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3
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2
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出现大量白色沉淀
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②
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1
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1
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3
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0.5
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出现少量白色沉淀
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③
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1
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1
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3
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0.1
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有些许浑浊
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④
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1
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1
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3
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0.0l
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无明显变化
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(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
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AgNO3浓度/(mol·L-1)
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稀释后Ag+浓度/(mol·L-1)
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混合液中SO42-的最小理论检出浓度/(mol·L-1)
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①
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2
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0.2
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0.0003
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②
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0.5
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0.0048
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③
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0.1
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0.0l
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0.12
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④
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0.001
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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(SO42-)=0.1 mol/L时不会产生Ag2SO4沉淀
B.混合液中c(SO42-)="1" mol/L时不会产生Ag2SO4沉淀
C.无论SO42-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SO42-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
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AgNO3溶液 浓度/(mol·L-1)
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现象
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向沉淀中滴加硝酸后的现象
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①
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2
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出现大量白色沉淀
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滴加稀硝酸,沉淀大量溶解;改加浓硝酸,沉淀较快消失
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②
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0.5
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出现少量白色沉淀
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滴加稀硝酸,沉淀基本消失
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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++SO42-;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 。