Question

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：                    

Answer 1

（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）