问题 填空题

为证明Fe3+具有较强的氧化性,甲同学做了如下实验:将Cu片放入0.5mol/L Fe(NO3)3溶液中,观察到Cu片逐渐溶解,溶液由黄色变为蓝绿色,由此甲同学得到Fe3+具有较强氧化性的结论。

乙同学提出了不同的看法:“Fe(NO3)3溶液具有酸性,在此酸性条件下NO3-也能氧化Cu”,并设计实验进行探究。已知:

水解反应平衡常数(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
 

请回答:(1)稀硝酸和Cu反应的化学方程式为                                  

(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:0.5mol/L Fe(NO3)3溶液、Cu片、精密pH试纸(0.5~5.0)、硝酸钠溶液、稀盐酸。

方案:                                                  

(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pH计监测溶液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, pH略有上升
乙同学的实验方案无明显现象,pH没有明显变化。
 

①据实验现象写出发生反应的离子方程式:                                

②导致实验过程中溶液pH略有上升的可能原因是                          

③解释乙同学的实验现象                                  

(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:                    

答案

(1)3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O (2分)

(2)测定硝酸铁溶液的pH,再用硝酸钠溶液和稀盐酸配制成与硝酸铁溶液PH相同、硝酸根离子浓度相同的溶液,将铜片加入到该溶液中,观察二者是否反应。(3分)

(3)①Cu + 2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+ (2分)

②Fe3+变为Cu2+和Fe2+,水解能力下降(2分)

③在此酸性条件下NO3-不能氧化Cu。(2分)

(4)将铜片放入0.5mol/L氯化铁溶液中(2分)

题目分析:(1)稀硝酸和Cu反应的化学方程式为3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O

(2)乙同学认为Fe(NO3)3溶液具中的NO3-也能氧化Cu,据此设计对照实验,配制pH与Fe(NO3)3溶液相同但只含NO3-不能氧化CuNO3-不含Fe3+的溶液即可,将铜放入该溶液中,观察二者是否反应

(3)①根据丙同学的实验证明甲同学的结论是正确的,发生的离子反应方程式为Cu + 2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+②根据水解反应的平衡常数知Fe3+水解程度最大,溶液的pH略有上升,说明Fe3+变为Cu2+和Fe2+浓度减小,水解能力下降

③乙同学的实验现象说明在Fe(NO3)3溶液的酸性条件下,NO3-不能氧化Cu

(4)甲同学的实验中,NO3-造成干扰,将原溶液中的NO3-换成其他易溶盐的酸根离子即可证明

单项选择题
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