(本题16分)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
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平衡常数(K)
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Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+
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7.9 × 10-4
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Fe2+ + 2H2O Fe(OH)2 + 2H+
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3.2 × 10-10
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Cu2+ + 2H2O Cu(OH)2 + 2H+
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3.2 × 10-7
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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)、稀硝酸
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
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实验现象
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甲同学的实验方案
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溶液逐渐变成蓝绿色, pH略有上升
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乙同学的实验方案
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无明显现象,pH没有明显变化。
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①根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 。
(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: 。