Question

【題目】某小組用實(shí)驗(yàn)I驗(yàn)證Fe2(SO4)3與Cu的反應(yīng)，觀察到了異常現(xiàn)象，決定對(duì)其進(jìn)行深入探究。

實(shí)驗(yàn)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(yīng)的離子方程式為___。

（3）實(shí)驗(yàn)前，小組同學(xué)預(yù)測(cè)經(jīng)過步驟2后溶液不應(yīng)該呈現(xiàn)紅色，依據(jù)是__。

（4）實(shí)驗(yàn)小組對(duì)白色沉淀的產(chǎn)生進(jìn)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(zhì)與鹵素離子相似

經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)定白色固體為CuSCN，查閱資料后小組同學(xué)猜測(cè)CuSCN的生成有如下兩種可能

猜測(cè)1：Cu2+與KSCN發(fā)生了氧化還原反應(yīng)

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

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

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	對(duì)比實(shí)驗(yàn)及試劑	實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
II	A試管溶液2mLFeSO4	加入1mLKSCN溶液	開始時(shí)溶液的上方變?yōu)榧t色，一段時(shí)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(cè)1的離子方程式____；

②實(shí)驗(yàn)II中試管__（填字母）中的現(xiàn)象可以證實(shí)猜測(cè)1不成立。

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	對(duì)比實(shí)驗(yàn)及試劑	實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
	C試管2mLFeSO4溶液	加入2mLCuSO4溶液	溶液變?yōu)榈�藍(lán)色
		再加入1mLKSCN溶液	溶液的上層變?yōu)榧t色，有白色沉淀產(chǎn)生，一段時(shí)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(lán)色
		再加入1mLKSCN溶液	溶液的上層變?yōu)榧t色，有白色沉淀產(chǎn)生，一段時(shí)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(lán)色
		再加入1mLKSCN溶液	溶液的上層變?yōu)榧t色，有白色沉淀產(chǎn)生，一段時(shí)間后整支試管溶液呈深紅色

（5）Fe3+的氧化性本應(yīng)強(qiáng)于Cu2+，結(jié)合實(shí)驗(yàn)III中的現(xiàn)象解釋Cu2++Fe2+=Cu++Fe3+能正向發(fā)生的原因是___。

（6）實(shí)驗(yàn)小組查閱資料并討論后得出：溶液中離子在反應(yīng)時(shí)所表現(xiàn)的氧化性強(qiáng)弱與相應(yīng)還原產(chǎn)物的價(jià)態(tài)和狀態(tài)有關(guān)。由此分析生成CuSCN沉淀使Cu2+的氧化性增強(qiáng)，并補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明。補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)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(jù)反應(yīng)Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，Cu粉過量不應(yīng)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(chǎn)物中Cu+和Fe3+的濃度，使得該反應(yīng)的平衡得以正向移動(dòng) 可設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)

對(duì)比實(shí)驗(yàn)及試劑	實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)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(shí)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(shí)間后整支試管溶液的顏色比F試管顏色更深

也可設(shè)計(jì)成原電池裝置，在左側(cè)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(jì)）示數(shù)的變化

【解析】

Fe2(SO4)3 屬于強(qiáng)酸弱堿鹽，Fe3+可以水解而使溶液顯酸性。根據(jù)平衡移動(dòng)原理及影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素進(jìn)行分析。

（1）Fe2(SO4)3 屬于強(qiáng)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(yīng)后溶液變?yōu)檠�紅色，該反應(yīng)的離子方程式為Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。

（3）實(shí)驗(yàn)前，小組同學(xué)預(yù)測(cè)經(jīng)過步驟2后溶液不應(yīng)該呈現(xiàn)紅色，依據(jù)是：發(fā)生反應(yīng)Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，Fe3+的物質(zhì)的量為0.0001mol，Cu的物質(zhì)的量約為0.002mol，Cu粉過量,不應(yīng)有Fe3+存在。

（4）①SCN-被稱為擬鹵素離子，性質(zhì)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(yīng)，故離子方程式為2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+(SCN)2；

②實(shí)驗(yàn)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(xiàn)象，因?yàn)闆]有白色沉淀生成，故可以證實(shí)猜測(cè)1不成立。

（5）Fe3+的氧化性本應(yīng)強(qiáng)于Cu2+，結(jié)合實(shí)驗(yàn)III中的現(xiàn)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(chǎn)物中Cu+和Fe3+的濃度，使得該反應(yīng)的平衡得以正向移動(dòng)。

（6）實(shí)驗(yàn)小組查閱資料并討論后得出：溶液中離子在反應(yīng)時(shí)所表現(xiàn)的氧化性強(qiáng)弱與相應(yīng)還原產(chǎn)物的價(jià)態(tài)和狀態(tài)有關(guān)。由此分析生成CuSCN沉淀使Cu2+的氧化性增強(qiáng)，并補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證明。根據(jù)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(dòng)，可設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)如下：

對(duì)比實(shí)驗(yàn)及試劑	實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)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(shí)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(shí)間后整支試管溶液的顏色比F試管顏色更深

也可設(shè)計(jì)成原電池裝置，在左側(cè)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(jì)）示數(shù)的變化

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