Question

（14分）為證明Fe³⁺具有較強的氧化性，甲同學做了如下實驗：將Cu片放入Fe(NO₃)₃
溶液中，觀察到Cu片逐漸溶解，溶液由黃色變為藍綠色，由此甲同學得到Fe³⁺具有較
強氧化性的結論。
乙同學提出了不同的看法：“Fe(NO₃)₃溶液具有酸性，在此酸性條件下NO₃^-也能氧
化Cu”，并設計實驗進行探究。
已知：

水解反應	平衡常數（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

請回答：
（1）稀硝酸和Cu反應的化學方程式為 （   ）                                     。
（2）請利用所提供的試劑，幫助乙同學完成實驗方案設計。
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： (    )
（3）丙同學分別實施了甲、乙兩位同學的實驗方案，并在實驗過程中用pH計監測溶液pH
的變化，實驗記錄如下。

實驗內容	實驗現象
甲同學的實驗方案	溶液逐漸變成藍綠色， pH略有上升
乙同學的實驗方案	無明顯現象，pH沒有明顯變化。

①根據實驗現象寫出發生反應的離子方程式： （           。）
②導致實驗過程中溶液pH略有上升的可能原因是   (          )               
（4）請你設計更簡便可行的實驗方案，幫助甲同學達到實驗目的： （        ）                    

Answer 1

（1）3Cu + 8HNO₃ ="=" 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O（4分）
（2）測定硝酸鐵溶液的pH，再配制相同pH的硝酸，將銅片加入硝酸中，觀察二者是否反應（2分）
（3）① Cu + 2Fe³⁺ ="=" Cu²⁺ + 2Fe²⁺ （4分）
② Fe³⁺變為Cu²⁺和Fe²⁺，水解能力下降（2分）
（4）將銅片放入氯化鐵溶液中（2分）

解析