为探究\(\rm{FeCl}\)\(\rm{{\,\!}_{3}}\)溶液中的离子平衡和离子反应,某小组同学进行了如下实验。
\(\rm{(1)}\)配制\(\rm{50 mL 1.0 mol·L^{−1}}\)的\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液,测其\(\rm{pH}\)约为\(\rm{0.7}\),即\(\rm{c(H^{+}) = 0.2 mol·L^{−1}}\)。
\(\rm{①}\) 用化学用语解释\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液呈酸性的原因:______。
\(\rm{②}\) 下列实验方案中,能使\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液\(\rm{pH}\)升高的是______\(\rm{(}\)填字母序号\(\rm{)}\)。
\(\rm{a.}\) 加水稀释 \(\rm{b.}\) 加入\(\rm{FeCl_{3}}\)固体
\(\rm{c.}\) 滴加浓\(\rm{KSCN}\)溶液 \(\rm{d.}\) 加入\(\rm{NaHCO_{3}}\)固体
\(\rm{(2)}\)小组同学利用上述\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液探究其与足量锌粉的反应。实验操作及现象如下:
操作 | 现象 |
向反应瓶中加入\(\rm{6.5 g}\)锌粉,然后加入\(\rm{50 mL 1.0 mol·L^{−1}}\)的\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液,搅拌 | 溶液温度迅速上升,稍后出现红褐色沉淀,同时出现少量气泡;反应一段时间后静置,上层溶液为浅绿色,反应瓶底部有黑色固体 |
收集检验反应过程中产生的气体 | 集气管口靠近火焰,有爆鸣声 |
已知:\(\rm{Zn}\)的性质与\(\rm{Al}\)相似,能发生反应:\(\rm{Zn + 2NaOH═ Na_{2}ZnO_{2} + H_{2} ↑}\)
\(\rm{①}\) 结合实验现象和平衡移动原理解释出现红褐色沉淀的原因:______。
\(\rm{②}\) 用离子方程式解释反应后溶液为浅绿色的原因:______。
\(\rm{③}\) 分离出黑色固体,经下列实验证实了其中含有的主要物质。
\(\rm{i.}\) 黑色固体可以被磁铁吸引;
\(\rm{ii.}\) 向黑色固体中加入足量的\(\rm{NaOH}\)溶液,产生气泡;
\(\rm{iii.}\) 将\(\rm{ii}\)中剩余固体用蒸馏水洗涤后,加入稀盐酸,产生大量气泡;
\(\rm{iv.}\) 向\(\rm{iii}\)反应后的溶液中滴加\(\rm{KSCN}\)溶液,无变化。
\(\rm{a.}\) 黑色固体中一定含有的物质是______。
\(\rm{b.}\) 小组同学认为上述实验无法确定黑色固体中是否含有\(\rm{Fe_{3}O_{4}}\),理由是______。
\(\rm{(3)}\)为进一步探究上述\(\rm{1.0 mol·L^{−1}FeCl_{3}}\)溶液中\(\rm{Fe^{3+}}\)和\(\rm{H^{+}}\)氧化性的相对强弱,继续实验并观察到反应开始时现象如下:
操作 | 现象 |
将\(\rm{5 mL 1.0 mol·L^{−1}}\)的\(\rm{FeCl_{3}}\)溶液与\(\rm{0.65 g}\)锌粉混合 | 溶液温度迅速上升,开始时几乎没有气泡 |
将 与\(\rm{0.65 g}\)锌粉混合 | 溶液中立即产生大量气泡 |
小组同学得出结论:在\(\rm{1.0 mol·L^{−1}FeCl_{3}}\)溶液中,\(\rm{Fe^{3+}}\)的氧化性比\(\rm{H^{+}}\)更强。