Question

【題目】某實驗小組同學設計實驗，完成了和溶液的反應，在檢驗反應后的溶液中是否存在Fe3+時發現實驗現象出乎預料，并通過實驗進行探究。

實驗I：	實驗現象
	i．加入粉后充分振蕩，溶液變成淺藍綠色； ii．取少量i中清液于試管中，滴加2滴1 mol/L 溶液，立即出現白色沉淀，溶液變為紅色，振蕩后紅色迅速褪去；繼續滴加數滴溶液后，溶液又變為紅色

已知：i．

ii．的性質與鹵素單質相似，且氧化性：

（1）和溶液反應的離子方程式是______。

（2）現象ii中溶液最終呈紅色的一種可能原因是：和生成(SCN)2，進而使清液中的氧化為。設計如下實驗II進行驗證：

① 認為原因被證實的現象iii是________。

② 加入CuCl2溶液后反應的離子方程式是_________。

（3）有的同學認為實驗II并不嚴謹，不能證實（2）中猜想，改進的實驗III如下：

① 對比實驗II，說明實驗III更加嚴謹的原因：________。

② 改進后的實驗才能證實（2）中猜想，依據的上述現象是______。

（4）改變實驗I的試劑添加順序及用量，設計實驗IV：

實驗IV	現象
向2 mL 1 mol/L溶液中加入1滴1 mol/L 溶液，再加入足量的粉	充分振蕩，溶液紅色褪去，有白色沉淀生成

① 實驗IV中溶液紅色褪去，不能說明反應完全。結合實驗II或III，說明理由：_______。

②實驗小組同學進行討論，設計了下列實驗方案，能夠檢測紅色褪去后的溶液是否含有的是_______（填序號）。

a．排除溶液中的后，再加入足量溶液進行檢測

b．排除溶液中的后，再加入足量溶液進行檢測

c．選擇一種只與反應的試劑，觀察是否出現特征現象

Answer 1

【答案】 出現白色沉淀，溶液顯紅色 由于KSCN溶液過量，所以黃色溶液中不含有 加入之后溶液變黃，加入之后變紅 因為只要和反應生成和，它們就會與反應，所以紅色褪去也有可能是溶液中的被消耗完 a、b、c

【解析】分析：本題是一道實驗設計探究題，為了達到預期目的進行了4個實驗，依據實驗現象分析研究得出結論。

詳解：(1)由實驗現象i可知，有Fe2+生成，可知Fe3+被Cu還原，則Cu被氧化為Cu2+，根據原子守恒和離子守恒寫出離子方程式是Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，因此，本題答案為：Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+。

(2)由信息可知，Cu2+和SCN-反應生成CuSCN白色沉淀和(SCN)2，而(SCN)2具有氧化性，可能將Fe2+氧化為Fe3+，Fe3+再與SCN-結合生成Fe(SCN)3，溶液呈紅色，加入CuCl2溶液后反應的離子方程式是Cu2++4SCN-+Fe2+=CuSCN↓+Fe(SCN)3，因此，本題答案為：出現白色沉淀，溶液顯紅色；Cu2++4SCN-+Fe2+=CuSCN↓+Fe(SCN)3

(3)對比實驗Ⅱ與實驗Ⅲ可知，實驗Ⅱ中加入的KSCN溶液不足，Cu2+有剩余，可將所有的SCN-全部沉淀，SCN-不能與Fe3+結合而使溶液變紅。而實驗Ⅲ中SCN-過量，反應后不存在Cu2+，此時根據溶液變黃可確定Cu2+將SCN-氧化，最后加入FeCl2溶液，溶液變紅，說明有Fe3+生成，則可證明(SCN)2將Fe2+氧化為Fe3+。因此，本題答案為：由于KSCN溶液過量，所以黃色溶液中不含有Cu2+ ；加入KSCN之后溶液變黃，加入FeCl2之后變紅。

(4) ①由實驗Ⅱ可知，Fe2+與SCN-不反應；由(3)可知，如果Cu2+過量，SCN-被消耗完，最終溶液中沒有Fe3+與SCN-反應，故溶液不會呈紅色。因此，本題答案為：因為Cu只要和Fe3+反應生成Cu2+和Fe2+，它們就會與SCN-反應，所以紅色褪去也有可能是溶液中的SCN-被消耗完。

②根據以上分析，在設計實驗檢測紅色褪去后的溶液是否含有Fe3+時，應注意排除Fe2+與Cu2+的干擾，可以除去這兩種離子，或者選擇一種只與Fe3+反應而不與Fe2+、Cu2+反應的試劑。

a．排除溶液中的Fe2+后，再加入足量KSCN溶液進行檢測，此方案可行；b．排除溶液中的Cu2+后，再加入足量KSCN溶液進行檢測，此方案可行；c．選擇一種只與Fe3+反應的試劑，觀察是否出現特征現象，此方案可行；因此，本題答案為：a、b、c。