Question

17．為證明Fe³⁺具有較強(qiáng)的氧化性，甲同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)：將Cu片放入Fe（NO₃）₃溶液中，觀察到Cu片逐漸溶解，溶液由黃色變?yōu)樗{(lán)綠色，由此甲同學(xué)得到Fe³⁺具有較強(qiáng)氧化性的結(jié)論．
乙同學(xué)提出了不同的看法：“Fe（NO₃）₃溶液具有酸性，在此酸性條件下NO₃^-也能氧化Cu”，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究．
已知：

水解反應(yīng)	平衡常數(shù)（K）
Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+	7.9×10-4
Fe2++2H2O?Fe（OH）2+2H+	3.2×10-10
Cu2++2H2O?Cu（OH）2+2H+	3.2×10-7

請(qǐng)回答：
（1）稀硝酸和Cu反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cu+8HNO₃═3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O．
（2）請(qǐng)利用所提供的試劑，幫助乙同學(xué)完成實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)．
試劑：0.5mol/L Fe（NO₃）₃溶液、Cu片、精密pH試紙（0.5～5.0）、稀硝酸
方案：測(cè)定硝酸鐵溶液的pH，再用硝酸鈉溶液和稀鹽酸配制成與硝酸鐵溶液PH相同、硝酸根離子濃度相同的溶液，將銅片加入到該溶液中，觀察二者是否反應(yīng)．
（3）丙同學(xué)分別實(shí)施了甲、乙兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中用pH計(jì)監(jiān)測(cè)溶液pH的變化，實(shí)驗(yàn)記錄如下．

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案	溶液逐漸變成藍(lán)綠色，pH略有上升
乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案	無(wú)明顯現(xiàn)象，pH沒(méi)有明顯變化．

①根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象寫(xiě)出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：Cu+2Fe³⁺═Cu²⁺+2Fe²⁺．
②導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)過(guò)程中溶液pH略有上升的可能原因是Fe³⁺變?yōu)镃u²⁺和Fe²⁺，水解能力下降．
（4）請(qǐng)你設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)便可行的實(shí)驗(yàn)方案，幫助甲同學(xué)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩�銅片放入氯化鐵溶液中．

Answer 1

分析 （1）稀硝酸和Cu反應(yīng)生成硝酸銅、NO和水；
（2）鐵離子水解呈酸性，如驗(yàn)證乙同學(xué)的看法是否正確，可測(cè)定0.5mol/L Fe（NO₃）₃溶液的pH，然后在硝酸鈉溶液中滴加鹽酸，與硝酸鐵溶液PH相同、硝酸根離子濃度相同，加入銅觀察是否反應(yīng)；
（3）甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案中溶液逐漸變成藍(lán)綠色，pH略有上升，說(shuō)明鐵離子氧化銅，注意比較離子水解的程度；乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案無(wú)明顯現(xiàn)象，pH沒(méi)有明顯變化，說(shuō)明不反應(yīng)；
（4）如證明鐵離子氧化銅，可排除硝酸根離子的影響，應(yīng)用其它可溶性鐵鹽．

解答 解：（1）稀硝酸和Cu反應(yīng)生成硝酸銅、NO和水，反應(yīng)的方程式為3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（2）鐵離子水解呈酸性，如驗(yàn)證乙同學(xué)的看法是否正確，可測(cè)定0.5mol/L Fe（NO₃）₃溶液的pH，然后在硝酸鈉溶液中滴加鹽酸，與硝酸鐵溶液PH相同、硝酸根離子濃度相同，做法是測(cè)定硝酸鐵溶液的pH，再用硝酸鈉溶液和稀鹽酸配制成與硝酸鐵溶液PH相同、硝酸根離子濃度相同的溶液，將銅片加入到該溶液中，觀察二者是否反應(yīng)，
故答案為：測(cè)定硝酸鐵溶液的pH，再用硝酸鈉溶液和稀鹽酸配制成與硝酸鐵溶液PH相同、硝酸根離子濃度相同的溶液，將銅片加入到該溶液中，觀察二者是否反應(yīng)；
（3）①甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案中溶液逐漸變成藍(lán)綠色，pH略有上升，說(shuō)明鐵離子氧化銅，反應(yīng)的離子方程式為Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，
故答案為：Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺；
②因Fe³⁺ 變?yōu)镃u²⁺和Fe²⁺，水解能力下降，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)過(guò)程中溶液pH略有上升，
故答案為：Fe³⁺ 變?yōu)镃u²⁺和Fe²⁺，水解能力下降；
③乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案無(wú)明顯現(xiàn)象，pH沒(méi)有明顯變化，說(shuō)明不反應(yīng)，
故答案為：在此酸性條件下NO₃^-不能氧化Cu；
（4）如證明鐵離子氧化銅，可排除硝酸根離子的影響，應(yīng)用其它可溶性鐵鹽，如0.5mol/L氯化鐵溶液，
故答案為：將銅片放入0.5mol/L氯化鐵溶液中．

點(diǎn)評(píng) 本題以硝酸鐵的性質(zhì)探究為載體考查物質(zhì)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，為高考常見(jiàn)題型，側(cè)重學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椋�注意把握�?shí)驗(yàn)的嚴(yán)密性和實(shí)驗(yàn)原理的評(píng)價(jià)，題目難度中等．