化学实验：利用原电池原理，探究AgI转化为AgCl

1.实验原理

查阅有关标准电极电位^[19]的资料知：Eθ（Ag+/Ag）=0.7995 V，Eθ（I2/I-）=0.536 V，说明AgNO3溶液与KI溶液混合可以发生Ag+氧化I-的反应过程，得到I2和Ag；但AgNO3溶液与KI溶液不管怎样混合，都是得到AgI沉淀。这是由于两种溶液混合后得到AgI沉淀，使得溶液中的Ag+或I-浓度显著降低［注Ksp（AgI）=9.7×10-17］，显著降低了Ag+或I-的氧化性或还原性，最终这两种离子之间就难以发生氧化还原反应了。从动力角度看，氧化还原反应的反应速率远慢于沉淀反应速率，最终导致Ag+无法氧化I-是很容易理解的。设法降低沉淀反应的反应速率似乎难以做到，若人为阻断Ag+与I-的接触就可把沉淀反应速率降低到0，一种可行的方法是设计（-）石墨（s）|I-（aq）||Ag+（aq）|石墨（s）（+）原电池（使用盐桥阻断Ag+与I-的相互接触）来完成，通过观察到的实验现象以及相应的空白实验现象，分析并得出结论：Ag+可以氧化I-，反应的离子方程式为。

通过设计（-）石墨（s）|I-（aq）||Ag+（aq）|石墨（s）（+）原电池，记录电压表读数。当向KI溶液中加入AgNO3溶液时，由于发生沉淀反应，降低了I-浓度，电池电势差减小，电压表指针变小；当向KI溶液中继续加入NaCl固体，由于增大了c（Cl-），可使向正向移动，增大c（I-）浓度，电池电势差增大，电压表指针变大。因此可以通过观察电压表读数变化判断AgI（s）+Cl-转化的发生。

2.实验步骤

（1）取两个洁净的烧杯，向其中一个烧杯中加入1 mol/L AgNO3溶液20 mL，另一个烧杯中加入1 mol/L KI溶液20 mL，将两个石墨电极连接于导线两端并连接电压表（量程为0～3 V），然后将两电极分别插入两个烧杯中，并同时插入浸有KNO3的盐桥，如图4-5-1所示。观察并记录电压表读数。一段时间后取KI溶液少量，滴加淀粉，观察现象。

（2）向盛有KI溶液的烧杯中不断加入1 mol/L AgNO3溶液，至不再产生黄色沉淀为止，观察并记录电压表读数，如图4-5-2所示。

（3）再向盛有KI溶液的烧杯中加入NaCl固体，观察并记录电压表读数，如图4-5-3所示。

（4）将原盛放KI溶液的烧杯换成盛放饱和NaCl溶液的烧杯，观察并记录电压表读数，如图4-5-4所示。

图4-5-1　　实验装置

图4-5-2　　实验装置(www.zuozong.com)

图4-5-3　　实验装置

图4-5-4　　实验装置

3.实验数据

实验相关数据如表4-5-1所示。

表4-5-1　　实验及电压表读数

说明：本实验中产生的电流比较微弱，由于我校实验条件有限，电压表量程最小只有3 V，所以观察到电压表指针变化不是特别明显，若用灵敏度较高的数字电压计或量程更小的电压表，指针变化则会更明显。

4.实验结论分析

AgNO3溶液和KI溶液存在电势差，放置在不同的区域中，用盐桥组成原电池，电压表指针发生偏转（读数为0.3 V），当向KI溶液中加入AgNO3溶液至不再产生沉淀，由于c（I-）减小，还原性减弱，电势差减小，电压表指针变小（读数为0.1 V）；当向AgI悬浊液中加入NaCl固体，由于存在平衡，增大c（Cl-），使c（I-）增大，还原性增强，电势差变大，电压表指针变大（为0.2V）；由于加入NaCl固体，增大了溶液中的离子浓度可能会增大电流强度，于是设计了对比实验，用饱和的NaCl溶液代替AgI悬浊液和NaCl饱和溶液，排除其干扰（测其读数为0.1 V）。由此实验可以实现AgI沉淀向AgCl沉淀转化的实验观察。