某学习小组探究温度对\(\rm{Fe^{3+}}\)水解的影响\(\rm{.}\)通过测量不同温度下溶液透光率\(\rm{(}\)对光的透过能力\(\rm{)}\)的变化判断平衡移动的方向\(\rm{.}\)一般情况下溶液颜色越深,透光率越小.
\(\rm{(1)Fe^{3+}(aq)+3H_{2}O(l)⇌Fe(OH)_{3}(aq)+3H^{+}(aq)\triangle H > 0}\)
\(\rm{①}\)加热,溶液颜色变深,平衡向 ______ 移动.
\(\rm{②}\)通常在\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液中加入少量\(\rm{HCl}\),目的是 ______ .
\(\rm{(2)}\)探究温度对\(\rm{Fe^{3+}}\)水解的影响.
【假设】当温度升高时,\(\rm{Fe^{3+}}\)水解平衡正向移动,溶液的颜色会变深,透光率减小;如果降温时反应可逆回,则溶液的颜色应该变浅,透光率增大.
【实验】分别加热\(\rm{0.5mol/LFe(NO_{3})_{3}}\)、\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液\(\rm{(}\)均未酸化\(\rm{)}\)至\(\rm{50℃}\)后停止加热,自然冷却\(\rm{.}\)测得的温度变化曲线及透光率变化曲线如图所示.
\(\rm{①Fe(NO_{3})_{3}}\)、\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液浓度相同,目的是保证 ______ 相等.
\(\rm{②}\)小组依据变化曲线推测:\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液颜色随温度变化的改变可能不完全是由水解平衡引起的\(\rm{.}\)推测的根据是 ______ .
\(\rm{(3)}\)为证实小组推测,实验如下:
编号 | 实验 | 操作及现象 |
\(\rm{a}\) | 向\(\rm{Fe(NO_{3})_{3}}\)溶液\(\rm{(}\)棕黄色\(\rm{)}\)中加入大量\(\rm{HNO_{3}}\) | \(\rm{i.}\)溶液颜色非常浅 \(\rm{ii.}\)加热和降温过程中透光率无明显变化 |
\(\rm{b}\) | 向\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液\(\rm{(}\)黄色\(\rm{)}\)中加入大量\(\rm{HNO_{3}}\) | \(\rm{i.}\)溶液仍为黄色 \(\rm{ii.}\)加热透光率下降,降温透光率上升 |
\(\rm{①}\)实验\(\rm{a}\)、\(\rm{b}\)加入大量\(\rm{HNO_{3}}\)的作用是抑制水解,这样做的目的是 ______ .
\(\rm{②}\)小组推测是否合理,说明理由 ______ .
\(\rm{(4)}\)【查阅文献】\(\rm{Fe^{3+}+nCl^{-}⇌[FeCl_{n}]^{3-n}(}\)黄色\(\rm{)\triangle H > 0(n=1~4).}\)该平衡可以解释\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液实验的现象,通过如下实验得到了证实.
【实验】\(\rm{(}\)将实验过程补充完整\(\rm{)}\):
编号 | 实验 | 操作及现象 |
\(\rm{c}\) | 向\(\rm{Fe(NO_{3})_{3}}\)溶液中加入大量\(\rm{HNO_{3}}\),再加入 ______ . | ______ |
结果与讨论:加热能促进\(\rm{Fe^{3+}}\)的水解,但降温时逆回程度较小;溶液颜色与阴离子有关.