Question

【題目】某小組用實驗I驗證Fe2(SO4)3與Cu的反應，觀察到了異�，F象，決定對其進行深入探究。

實驗I：

（1）Fe2(SO4)3溶液常溫下呈酸性的原因是___。

（2）Fe2(SO4)3與KSCN溶液反應的離子方程式為___。

（3）實驗前，小組同學預測經過步驟2后溶液不應該呈現紅色，依據是__。

（4）實驗小組對白色沉淀的產生進行了深入探究

查閱資料：i.CuSCN為難溶于水的白色固體。

ii.SCN-被稱為擬鹵素離子，性質與鹵素離子相似

經過實驗測定白色固體為CuSCN，查閱資料后小組同學猜測CuSCN的生成有如下兩種可能

猜測1：Cu2+與KSCN發(fā)生了氧化還原反應

猜測2：亞鐵離子將其還原Cu2++Fe2+=Cu++Fe3+，Cu++SCN-=CuSCN↓

為證實猜想小組同學做了實驗II和III。（FeSO4和CuSO4溶液濃度為0.1mol/L，KSCN溶液濃度為0.4mol/L）

實驗序號	對比實驗及試劑	實驗步驟	實驗現象
II	A試管溶液2mLFeSO4	加入1mLKSCN溶液	開始時溶液的上方變?yōu)榧t色，一段時間后紅色向下蔓延，最后充滿整支試管
	B試管2mLCuSO4溶液	加入1mLKSCN溶液	溶液變成綠色

①猜測1的離子方程式____；

②實驗II中試管__（填字母）中的現象可以證實猜測1不成立。

實驗序號	對比實驗及試劑	實驗步驟	實驗現象
	C試管2mLFeSO4溶液	加入2mLCuSO4溶液	溶液變?yōu)榈�藍色
		再加入1mLKSCN溶液	溶液的上層變?yōu)榧t色，有白色沉淀產生，一段時間后整支試管溶液呈紅色
	D試管2mLFeSO4溶液	加入4mLCuSO4溶液	溶液變?yōu)榈�藍色
		再加入1mLKSCN溶液	溶液的上層變?yōu)榧t色，有白色沉淀產生，一段時間后整支試管溶液呈淺紅色
	E試管4mLFeSO4溶液	加入2mLCuSO4溶液	溶液變?yōu)榈�藍色
		再加入1mLKSCN溶液	溶液的上層變?yōu)榧t色，有白色沉淀產生，一段時間后整支試管溶液呈深紅色

（5）Fe3+的氧化性本應強于Cu2+，結合實驗III中的現象解釋Cu2++Fe2+=Cu++Fe3+能正向發(fā)生的原因是___。

（6）實驗小組查閱資料并討論后得出：溶液中離子在反應時所表現的氧化性強弱與相應還原產物的價態(tài)和狀態(tài)有關。由此分析生成CuSCN沉淀使Cu2+的氧化性增強，并補充實驗進一步證明。補充的實驗是___。

Answer 1

【答案】Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，Fe3+水解使溶液顯酸性 Fe3++3SCN-Fe(SCN)3 依據反應Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，Cu粉過量不應有Fe3+存在 2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+(SCN)2 B 由于SCN-與Cu+形成沉淀以及SCN-與Fe3+形成配合物，大大降低了產物中Cu+和Fe3+的濃度，使得該反應的平衡得以正向移動 可設計對比實驗

對比實驗及試劑	實驗步驟	實驗現象
F試管 2mL0.1mol/LFeSO4溶液	加入4mL0.1mol/LCuSO4溶液 再加入1mL0.4mol/LKSCN溶液	一段時間后整支試管溶液呈紅色
G試管 2mL0.1mol/LFeSO4溶液	加入4mL0.1mol/L CuSO4溶液 再加入1mL1mol/LKSCN溶液	一段時間后整支試管溶液的顏色比F試管顏色更深

也可設計成原電池裝置，在左側燒杯中滴入1滴濃度較大的硫氰化鉀溶液，在滴入前與滴入后記錄電壓表（或電流計）示數的變化

【解析】

Fe2(SO4)3 屬于強酸弱堿鹽，Fe3+可以水解而使溶液顯酸性。根據平衡移動原理及影響化學平衡移動的因素進行分析。

（1）Fe2(SO4)3 屬于強酸弱堿鹽，Fe3+可以水解而使溶液顯酸性，故Fe2(SO4)3溶液常溫下呈酸性的原因是：Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，Fe3+水解使溶液顯酸性。

（2）Fe2(SO4)3與KSCN溶液反應后溶液變?yōu)檠�紅色，該反應的離子方程式為Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。

（3）實驗前，小組同學預測經過步驟2后溶液不應該呈現紅色，依據是：發(fā)生反應Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，Fe3+的物質的量為0.0001mol，Cu的物質的量約為0.002mol，Cu粉過量,不應有Fe3+存在。

（4）①SCN-被稱為擬鹵素離子，性質與鹵素離子相似，則其有還原性，Cu2+有氧化性，白色固體為CuSCN，Cu2+與KSCN發(fā)生了氧化還原反應，故離子方程式為2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+(SCN)2；

②實驗II中，試管B中的CuSO4溶液中加入KSCN溶液后，溶液變成綠色的現象，因為沒有白色沉淀生成，故可以證實猜測1不成立。

（5）Fe3+的氧化性本應強于Cu2+，結合實驗III中的現象解釋Cu2++Fe2+=Cu++Fe3+能正向發(fā)生的原因是：由于SCN-與Cu+形成沉淀以及SCN-與Fe3+形成配合物，大大降低了產物中Cu+和Fe3+的濃度，使得該反應的平衡得以正向移動。

（6）實驗小組查閱資料并討論后得出：溶液中離子在反應時所表現的氧化性強弱與相應還原產物的價態(tài)和狀態(tài)有關。由此分析生成CuSCN沉淀使Cu2+的氧化性增強，并補充實驗進一步證明。根據控制變量法，增大溶液中SCN-的濃度，使得CuSCN的沉淀溶解平衡向沉淀方向移動，可設計對比實驗如下：

對比實驗及試劑	實驗步驟	實驗現象
F試管 2mL0.1mol/LFeSO4溶液	加入4mL0.1mol/LCuSO4溶液 再加入1mL0.4mol/LKSCN溶液	一段時間后整支試管溶液呈紅色
G試管 2mL0.1mol/LFeSO4溶液	加入4mL0.1mol/L CuSO4溶液 再加入1mL1mol/LKSCN溶液	一段時間后整支試管溶液的顏色比F試管顏色更深

也可設計成原電池裝置，在左側燒杯中滴入1滴濃度較大的硫氰化鉀溶液，在滴入前與滴入后記錄電壓表（或電流計）示數的變化

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