5.
\(\rm{(10}\)分\(\rm{)}\)为证明\(\rm{Fe^{3+}}\)具有较强的氧化性,
甲同学做了如下实验:将\(\rm{Cu}\)片放入\(\rm{Fe(NO_{3})_{3}}\)溶液中,观察到\(\rm{Cu}\)片逐渐溶解,溶液由黄色变为蓝绿色,由此甲同学得到\(\rm{Fe^{3+}}\)具有较强氧化性的结论。
乙同学提出了不同的看法:“\(\rm{Fe(NO_{3})_{3}}\)溶液具有酸性,在此酸性条件下\(\rm{NO_{3}^{-}}\)也能氧化\(\rm{Cu}\)”,并设计实验进行探究。
已知:
水解反应
| 平衡常数\(\rm{(K)}\)
|
\(\rm{Fe^{3+}+ 3H_{2}O}\) \(\rm{Fe(OH)_{3} + 3H^{+}}\)
| \(\rm{7.9 × 10^{-4}}\)
|
\(\rm{Fe^{2+}+ 2H_{2}O}\) \(\rm{Fe(OH)_{2} + 2H^{+}}\)
| \(\rm{3.2 × 10^{-10}}\)
|
\(\rm{Cu^{2+}+ 2H_{2}O}\) \(\rm{Cu(OH)_{2} + 2H^{+}}\)
| \(\rm{3.2 × 10^{-7}}\)
|
请回答:
\(\rm{(1)}\)稀硝酸和\(\rm{Cu}\)反应的化学方程式为
。
\(\rm{(2)}\)请利用所提供的试剂,帮助乙同学完成实验方案设计。
试剂:\(\rm{0.5mol/L Fe(NO_{3})_{3}}\)溶液、\(\rm{Cu}\)片、精密\(\rm{pH}\)试纸\(\rm{(0.5~5.0)}\)、稀硝酸
方案:
。
\(\rm{(3)}\)丙同学分别实施了甲、乙两位同学的实验方案,并在实验过程中用\(\rm{pH}\)计监测溶液\(\rm{pH}\)的变化,实验记录如下。
实验内容
| 实验现象
|
甲同学的实验方案
| 溶液逐渐变成蓝绿色, \(\rm{pH}\)略有上升
|
乙同学的实验方案
| 无明显现象,\(\rm{pH}\)没有明显变化。
|
\(\rm{①}\)根据实验现象写出发生反应的离子方程式:
。
\(\rm{②}\)导致实验过程中溶液\(\rm{pH}\)略有上升的可能原因是
。
\(\rm{(4)}\)请你设计更简便可行的实验方案,帮助甲同学达到实验目的:
。