某兴趣小组为研究铁钉与CuSO4溶液的反应及反应过程中pH的变化,用已去除氧化膜的铁钉、0.25mol⋅L-1 CuSO4溶液(pH为4.6)等试剂进行如下实验。
【实验Ⅰ】

实验Ⅱ

(1)实验Ⅰ中,能证明“Fe与CuSO4发生了置换反应”的实验现象是 铁钉表面析出红色固体、溶液蓝色变浅铁钉表面析出红色固体、溶液蓝色变浅。
(2)小组同学推测可能有Fe(OH)3胶体生成,依据的实验是 Ⅱ-1Ⅱ-1(填实验序号)。
(3)实验Ⅱ-2中,使溶液变红的反应的离子方程式为 Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3。
(4)实验Ⅱ-3可证明红色固体的主要成分是Cu,其实验操作及现象是 向红色固体中加入足量稀硝酸,红色固体溶解,溶液变蓝色向红色固体中加入足量稀硝酸,红色固体溶解,溶液变蓝色。
为进一步探究实验Ⅰ产生气体逐渐变快和pH变化的原因,小组同学补做如下实验。
序号 | 实验 | 现象 |
Ⅲ | 用稀硫酸将0.25mol⋅L-1 Na2SO4溶液调至pH=3.8,向其中加入铁钉 | 铁钉表面有少量气泡缓慢产生 |
Ⅳ | 将0.25mol⋅L-1新制FeSO4溶液暴露在空气中,用pH传感器监测 | 初始pH为4.5,后持续缓慢下降,逐渐出现棕黄色浑浊;3小时后搅拌,pH基本保持不变 |
铁钉表面析出铜后,形成铁铜原电池加快了反应的进行
铁钉表面析出铜后,形成铁铜原电池加快了反应的进行
。(6)实验Ⅳ的目的是
abc
abc
(填字母)。a.探究实验Ⅰ中2小时内pH下降是否与Fe2+水解有关
b.探究实验Ⅰ中2小时内pH下降是否与生成Fe(OH)3有关
c.探究搅拌是否会使O2与溶液中的物质充分接触、反应而导致pH上升
(7)由实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ可推测:实验Ⅰ中,搅拌后pH快速上升,主要是因为
搅拌使得铜和铁离子生成亚铁离子和铜离子:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,铁离子浓度减小,使得铁离子的水解平衡逆向移动,氢离子浓度减小,导致搅拌后pH快速上升
搅拌使得铜和铁离子生成亚铁离子和铜离子:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,铁离子浓度减小,使得铁离子的水解平衡逆向移动,氢离子浓度减小,导致搅拌后pH快速上升
。【答案】铁钉表面析出红色固体、溶液蓝色变浅;Ⅱ-1;Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3;向红色固体中加入足量稀硝酸,红色固体溶解,溶液变蓝色;铁钉表面析出铜后,形成铁铜原电池加快了反应的进行;abc;搅拌使得铜和铁离子生成亚铁离子和铜离子:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,铁离子浓度减小,使得铁离子的水解平衡逆向移动,氢离子浓度减小,导致搅拌后pH快速上升
【解答】
【点评】
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