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+ + 3 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

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：                    。

（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）

解析试题分析：（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
考点：考查铜与硝酸的反应，铁离子的氧化性，对实验现象的分析能力，设计实验的能力

练习册系列答案

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（13分）化学在环境保护中起着十分重要的作用。催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。
（1）催化反硝化法中，H₂能将NO还原为N₂。25℃时，反应进行10 min，溶液的pH由7变为12（常温下）。
【已知：pH=-lgc(H⁺),常温下，水溶液中c(H⁺)×c(OH^-)=10^-14】
①N₂的结构式为________。
②请补充离子方程式，并进行配平：上述反应离子方程式为(配平为1不省略)
（）NO＋（）H₂催化剂（）N₂＋（）H₂O＋（）__________，
其平均反应速率v(NO)= mol·L^－1·min^－1。
（2）电化学降解NO的原理如图所示。
①电源正极为________(填“A”或“B”)，
阴极反应式为。
②若电解过程中转移了2 mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm_左－Δm_右)为________g。

(1)请将下列五种物质：KBr、Br₂、I₂、KI、K₂SO₄分别填入下列横线上，组成一个未配平的化学方程式：
KBrO₃＋     ＋H₂SO₄—→      ＋      ＋      ＋      ＋H₂O。
(2)如果该化学方程式中I₂和KBr的化学计量数分别是8和1，则①Br₂的化学计量数是       ；
②请将反应物的化学式及配平后的化学计量数填入下列相应的位置中：
       KBrO₃＋       ＋       H₂SO₄—→……；
③若转移10 mol电子，则反应后生成I₂的物质的量为       。

氧化还原反应在生产、生话中应用广泛，酸性KMnO₄、H₂O₂、Fe（NO₃）₃是重要的氧化剂。用所学知识回答问题：
（1）在稀硫酸中，KMnO₄能将H₂C₂O₄氧化为CO₂。该反应的化学方程式为                         ，反应中消耗1mol的MnO₄^—时转移电子数为       。
（2）取300mL 0．2mol/L的KI溶液与一定量的酸性KMnO₄溶液恰好反应，生成等物质的量的I₂和KIO₃，则消耗KMnO₄的物质的量的是     mol。
（3）在Fe（NO₃）₃溶液中加入Na₂SO₃溶液，溶液先由棕黄色变为浅绿色，过一会又变为棕黄色，溶液先变为浅绿色的离子方程式是                ，又变为棕黄色的原因是         。

某反应体系的物质有：NaOH、Au₂O₃、Na₂S₄O₆、Na₂S₂O₃、Au₂O、H₂O。
(1)请将Au₂O₃之外的反应物与生成物分别填入以下空格内。

(2)反应中，被还原的元素是，还原剂是。
(3)将氧化剂与还原剂填入空格中，并标出电子转移的方向和数目。

(4)纺织工业中常用氯气作漂白剂，Na₂S₂O₃可作为漂白后布匹“脱氯剂”，Na₂S₂O₃和Cl₂反应的产物是H₂SO₄、NaCl和HCl，则还原剂与氧化剂物质的量之比为。

（一）（8分）在含有物质的量各为0.1 mol FeCl₃、H₂SO₄、Cu(NO₃)₂的溶液500 mL中，逐渐加入铁粉，溶液中n(Fe²^＋)与加入n(Fe)的关系如图A(请注意识图，该题图中每小正方格长度为0.05mol)。（提示：忽略离子水解产生的影响；如果有硝酸根被还原时，则生成一氧化氮气体）
（1）写出图中n(Fe)从0.125mol-0.225 mol段对应反应的离子方程式____。
（2）写出图中n(Fe)从0-0.05 mol段对应反应的离子方程式____。
（3）请在图B中画出溶液中n(Fe³^＋)与加入n(Fe)的变化关系图
（4）当反应进行到最后，取该溶液2mL加入试管中，为了证明该溶液中有NO₃^－存在，可以向试管中在滴加_______。

（二）（5分）下图是电解槽的剖面图，箭头的方向指的是气体或溶液的流向，阳离子交换膜只允许阳离子通过。现要用此装置来通过电解分离Na₂SO₄和NaOH的混合溶液，则向装置中通入A₁溶液和A₂溶液(A₁溶液是Na₂SO₄和NaOH的混合溶液，A₂溶液是NaOH的稀溶液)。电解一段时间后，装置中流出：B₂溶液（是NaOH的浓溶液）和B₁溶液，C₁气体和C₂气体。

（1） C₂气体是______（填化学式）。
（2）请写出阳极反应的电极方程式 .
（3）请简述阴极室能流出NaOH的浓溶液的原因 .

过氧化银（Ag₂O₂）是银锌碱性电池正极的活性物质，可通过下列反应制备：
K₂S₂O₈＋2AgNO₃＋4KOHAg₂O₂↓＋2KNO₃＋2K₂SO₄＋2H₂O
（1）已知K₂S₂O₈和H₂O₂含有一个相同的化学键，则该反应________ （填“是”或“不是”）氧化还原反应；已知下列反应：Mn²^＋＋S₂O₈^2-＋H₂O→MnO₄^-＋SO₄^2-＋H^＋（未配平），反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
（2）制备Ag₂O₂的反应进行完全后，经过滤、洗涤、干燥，即可得到Ag₂O₂，检验Ag₂O₂是否洗涤干净的方法是________。
（3）一种银锌（Ag₂O₂、Zn）碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极生成Ag，负极只生成一种化合物（只含有Zn、K、H、O），其中Zn元素的质量分数为30%，钾、锌两种元素的质量比为78?65，则该电池的总反应方程式为________。
（4）用银锌电池电解尿素[CO（NH₂）₂]的碱性溶液可制取H₂，其装置如图所示（电解池中隔膜仅阻止气体通过，M、N均为惰性电极）。

①N极与银锌电池的________（填“Zn”或“Ag₂O₂”）相连。
②M极的电极反应式为________________________。

I.根据反应3Cu+8HNO₃  3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O，回答下列问题：
（1）氧化剂是　　　，       元素被氧化；
（2）用“双线桥”表示该反应电子转移的方向和数目：
3Cu+8HNO₃=3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O
（3）当有2 mol HNO₃被还原时，被氧化的物质的质量为　　　，转移的电子数为　　；
II. 有下列6种物质：K₂SO₄、K₂SO₃、I₂、H₂SO₄、KIO₃、H₂O组成一个氧化还原反应，已知在反应中K₂SO₃失去电子。请将这6种物质组成一个化学方程式（需配平）：

2002年9月26日，中国北京曙光公司研制出了第一款具有我国完全自主知识产权的高性能CPU                                 芯片— “龙芯”1号。该芯片中主要成分可以制成计算机长距离联网传输的线路材料，这种埋在地下的材             料如果裸露在碱性土壤中，结果会断路，用离子方程式说明原因

绿矾（FeSO₄?7H₂O）是中学阶段常用的一种还原剂。
（1）久置的绿矾溶液容易被空气氧化变质，简述检验绿矾溶液已经变质的操作和现象：取少量待测液于试管中，                               。
（2）绿矾溶液浓度的标定测定溶液中Fe²⁺物质的量浓度的方法是：
a.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；
b.用硫酸酸化的0.01000mol/L KMnO₄溶液滴定至终点；
c.重复操作2次，消耗KMnO₄溶液体积的体积分别为20.02mL、24.98mL、19.98mL。
（已知滴定时发生反应的离子方程式为5Fe²⁺+MnO₄^—+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O）
①判断此滴定实验达到终点的方法是               。
②计算上述滤液中Fe²⁺物质的量浓度         （保留四位有效数字）。
（3）探究保存绿矾溶液的有效措施
【反应原理】Fe²⁺在空气中易氧化变质，完成并配平下列离子方程式：
    Fe²⁺+    O₂+                =      Fe(OH)₃↓+      Fe³⁺
【操作与现象】取4支试管，如图进行实验，请在相应位置上写出试管①的现象和④的添加试剂。

【分析与结论】设计试管①的作用是              ；为了有效保存FeSO₄溶液，你认为最佳方案为       。

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