Question

【題目】某小組用實(shí)驗(yàn)1驗(yàn)證FeCl3與Cu的反應(yīng)，觀察到有白色沉淀產(chǎn)生，決定對其進(jìn)行深入探究。

實(shí)驗(yàn)1：

資料：

i. CuSCN、CuCl均為難溶于水的白色固體；均能與硝酸反應(yīng)，分別生成Cu2+與SO42-、Cu2+與Cl-。

ii. SCN-被稱為擬鹵素離子，性質(zhì)與鹵素離子相似；(SCN)2性質(zhì)與鹵素單質(zhì)相似，其水溶液呈黃色。

（1）FeCl3溶液與KSCN溶液反應(yīng)的離子方程式為__________________。

（2）下列由實(shí)驗(yàn)1得到的推論中，合理的是_______________（填字母序號）。

a. Cu能還原Fe3+

b. Fe3+與SCN-的反應(yīng)是可逆反應(yīng)

c. 白色沉淀中的Cu(I)（I表示+1價(jià)銅元素）可能是由Fe3+氧化Cu得到的

（3）為探究實(shí)驗(yàn)1中白色沉淀的成分，小組同學(xué)實(shí)施了實(shí)驗(yàn)2：

由實(shí)驗(yàn)2可知，實(shí)驗(yàn)1中白色沉淀的成分是____。

（4）該小組欲進(jìn)一步探究實(shí)驗(yàn)1中白色沉淀產(chǎn)生的原因，實(shí)施了實(shí)驗(yàn)3：

步驟	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
I		溶液變?yōu)樗{(lán)色，澄清透明，底部只有少量紅色固體剩余
II	取I中上層清液于試管中，滴加1滴 0.1mol/L KSCN溶液	立刻出現(xiàn)紅色，同時(shí)有白色沉淀生成
III	振蕩II中試管，靜置	白色沉淀變多，紅色逐漸褪去

①步驟I的實(shí)驗(yàn)操作是_____________________。

②根據(jù)實(shí)驗(yàn)3的現(xiàn)象，小組同學(xué)認(rèn)為Fe3+與Cu反應(yīng)的氧化產(chǎn)物不含Cu(I)，他們的判斷依據(jù)是______。

③步驟II中加入KSCN溶液后出現(xiàn)紅色的可能原因是________________。

④解釋步驟III中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的可能原因：_______________________。

Answer 1

【答案】Fe3+ + 3SCN-Fe(SCN)3 abc CuCl和CuSCN 向2 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液中加入0.15 g銅粉，振蕩、靜置 若有Cu(I)生成，步驟I中應(yīng)產(chǎn)生CuCl白色沉淀，但步驟I中無白色沉淀產(chǎn)生 Cu2+與SCN-反應(yīng)生成(SCN)2，Fe2+被(SCN)2氧化為Fe3+ Cu2+與SCN-發(fā)生反應(yīng)：2Cu2+ + 4SCN-= 2CuSCN↓+ (SCN)2，CuSCN與Cl-發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)：CuSCN + Cl-=CuCl + SCN-，SCN-繼續(xù)與Cu2+反應(yīng)，導(dǎo)致白色沉淀變多；隨著反應(yīng)的進(jìn)行SCN-逐漸被消耗，平衡Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3逆向移動(dòng)，導(dǎo)致紅色逐漸褪去

【解析】

（1）FeCl3溶液與KSCN溶液反應(yīng)的離子方程式為Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3，

答案為：Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3；

（2）a. 加入Cu，溶液紅色退去，產(chǎn)生白色固體，結(jié)合已知信息，CuSCN、CuCl均為難溶于水的白色固體，說明溶液中三價(jià)鐵離子消失，銅單質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)閬嗐~離子，可證明銅和溶液中的Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng)，三價(jià)鐵離子化合價(jià)降低，被還原，故a正確；

b. 銅和溶液中的Fe3+發(fā)生反應(yīng)時(shí)，溶液中Fe3+濃度減小，使反應(yīng)Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 逆向移動(dòng)，Fe(SCN)3 逐漸減少，溶液褪色，則可以說明Fe3+與SCN-的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，故b正確；

c. 銅元素由0價(jià)變?yōu)?/span>+1價(jià)，化合價(jià)升高被氧化，溶液中含有Cl-、SCN-、Fe3+和K+，Cl-為-1價(jià)是氯元素的最低價(jià)，只具有還原性，SCN-被稱為擬鹵素離子，性質(zhì)與鹵素離子相似，則SCN-具有還原性，不能使銅單質(zhì)被氧化；單質(zhì)的還原性越強(qiáng)，其離子的氧化性越弱，K的還原性強(qiáng)于Fe，則Fe3+的氧化性強(qiáng)于K+，則銅單質(zhì)與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng)，故c正確；

（3）根據(jù)已知信息，CuSCN、CuCl均為難溶于水的白色固體；均能與硝酸反應(yīng)，硝酸具有氧化性，將亞銅離子和SCN-氧化，分別生成Cu2+與SO42-、Cu2+與Cl-，根據(jù)圖中反應(yīng)，向加入硝酸后的溶液中加入硝酸銀，產(chǎn)生白色沉淀，說明溶液中含有Cl-；向加入硝酸后的溶液中加入氯化鋇，產(chǎn)生白色沉淀，說明溶液中含有SO42-，故根據(jù)以上分析可知，實(shí)驗(yàn)1中白色沉淀的成分是CuSCN、CuCl，

答案為：CuSCN、CuCl；

（4）①結(jié)合實(shí)驗(yàn)1及步驟I中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，要進(jìn)一步探究實(shí)驗(yàn)1中白色沉淀產(chǎn)生的原因，需要銅和氯化鐵溶液反應(yīng)，步驟I的實(shí)驗(yàn)操作是向2 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液中加入0.15 g銅粉，振蕩、靜置，

答案為：向2 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液中加入0.15 g銅粉，振蕩、靜置；

②Fe3+與Cu反應(yīng)若有Cu(I)生成，步驟I中應(yīng)產(chǎn)生CuCl白色沉淀，但步驟I中現(xiàn)象為溶液變?yōu)樗{(lán)色，澄清透明，底部只有少量紅色固體剩余；無白色沉淀產(chǎn)生，則認(rèn)為Fe3+與Cu反應(yīng)的氧化產(chǎn)物不含Cu(I)，

答案為：若有Cu(I)生成，步驟I中應(yīng)產(chǎn)生CuCl白色沉淀，但步驟I中無白色沉淀產(chǎn)生；

③步驟II中加入KSCN溶液后出現(xiàn)紅色，同時(shí)有白色沉淀生成，說明Cu2+與SCN-反應(yīng)生成(SCN)2和亞銅離子，亞銅離子與氯離子結(jié)合生成CuCl白色沉淀，(SCN)2與鹵素單質(zhì)的性質(zhì)相似，Fe2+被(SCN)2氧化為Fe3+，Fe3+遇SCN-產(chǎn)生紅色溶液，

答案為：Cu2+與SCN-反應(yīng)生成(SCN)2，Fe2+被(SCN)2氧化為Fe3+；

④Cu2+與SCN-發(fā)生反應(yīng)：2Cu2+ + 4SCN-= 2CuSCN↓+ (SCN)2，CuSCN與Cl-發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)：CuSCN + Cl-=CuCl + SCN-，SCN-繼續(xù)與Cu2+反應(yīng)，導(dǎo)致白色沉淀變多；隨著反應(yīng)的進(jìn)行SCN-逐漸被消耗，平衡Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3逆向移動(dòng)，導(dǎo)致紅色逐漸褪去，

答案為：Cu2+與SCN-發(fā)生反應(yīng)：2Cu2+ + 4SCN-= 2CuSCN↓+ (SCN)2，CuSCN與Cl-發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化反應(yīng)：CuSCN + Cl-=CuCl + SCN-，SCN-繼續(xù)與Cu2+反應(yīng)，導(dǎo)致白色沉淀變多；隨著反應(yīng)的進(jìn)行SCN-逐漸被消耗，平衡Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3逆向移動(dòng)，導(dǎo)致紅色逐漸褪去。