Question

將FeCl₃溶液與NH₄SCN溶液混合發生如下反應

①Fe³⁺+SCN^- Fe(SCN)²⁺  K₁=200  ②Fe(SCN)²⁺+SCN^- Fe(SCN)₂⁺   K₂

紅色                                深紅色

（1）已知：若起始c(Fe³⁺)、c(SCN^-)均為0.001 mol/L，測得混合溶液中c(Fe³⁺)約為8.5×10^-4 mol/L，c[Fe(SCN)²⁺]約為1.5×10^-4 mol/L，c[Fe(SCN)₂⁺]約為5×10^-6 mol/L，則反應②的平衡常數K₂為           。

（2）取兩份混合溶液，分別向溶液中滴加同體積同濃度的FeCl₃溶液與NH₄SCN溶液，溶液顏色均加深，其原因是            。仔細觀察，滴加NH₄SCN溶液時，混合液顏色更深一些，其原因是            。

（3）向FeCl₂與NH₄SCN混合溶液中滴加酸化的H₂O₂溶液，溶液先變紅，寫出H₂O₂與Fe²⁺反應的離子方程式                           ，繼續滴加H₂O₂，溶液褪色，產生大量能夠使澄清石灰水變渾濁的氣體且硫氰根中氮元素全部轉化為N₂，向反應后的溶液中滴加BaCl₂溶液，有不溶于稀鹽酸白色沉淀生成。寫出H₂O₂與SCN^-反應的離子方程式                                     。

（4）為測定某溶液中c(Cl^-)，取待測液V₁ mL，向其中加入V₂  mL濃度為c₂ mol/L的AgNO₃溶液（過量），再加入少量鐵銨礬[NH₄Fe(SO₄)₂·12H₂O]作指示劑，用NH₄SCN標準溶液（濃度為c₃ mol/L）滴定剩余的Ag⁺，消耗NH₄SCN溶液體積為V₃ mL。（已知Ag⁺+SCN^- = AgSCN↓(白色沉淀)，K_sp(AgSCN)=4.9×10^-13、K_sp(Ag Cl)=1.56×10^-10）。請回答：

①在用NH₄SCN標準溶液滴定前，應先通過過濾除去生成的AgCl，若不過濾，則測定結果將          。（填“偏高”，“偏低”或不變）。

②最終測得c(Cl^-)=        mol/L。

 

Answer 1

【答案】

（1）39.7

（2）兩種物質均促使①②反應向正向移動    

Fe³⁺對反應①影響程度較大，NH₄SCN不僅促進反應①正向移動，也直接促進

反應②正向移動，生成了更多的深紅色物質

（3）H₂O₂+2H⁺+2Fe²⁺= 2Fe³⁺+ 2H₂O  

2SCN^-+11H₂O₂= 2SO₄^2-+2CO₂↑+N₂↑+ 10H₂O+2H⁺

（4）偏低     （V₂ c₂－V₃ c₃）/ V₁

【解析】

試題分析：(1)反應②的平衡常數

(2) 取兩份混合溶液，分別向溶液中滴加同體積同濃度的FeCl₃溶液與NH₄SCN溶液，由于Fe³⁺、SCN^-的濃度都增大，使①②兩個可逆反應都向正向移動，產生更多的有色物質，實驗溶液顏色均加深。（3）向FeCl₂與NH₄SCN混合溶液中滴加酸化的H₂O₂溶液，溶液先變紅，是因為發生反應：H₂O₂+2H⁺+2Fe²⁺= 2Fe³⁺+ 2H₂O，然后發生上述的①②反應。當繼續滴加H₂O₂，溶液褪色是因為又發生了反應2SCN^-+11H₂O₂= 2SO₄^2-+2CO₂↑+N₂↑+ 10H₂O+2H⁺ ，由于消耗了SCN^-，使兩個可逆反應的化學平衡都向逆反應方向移動，所以溶液的元素變淺甚至褪去。（4）①在用NH₄SCN標準溶液滴定前，應先通過過濾除去生成的AgCl，若不過濾除去生成的AgCl，在進行滴定時當溶液中Ag⁺降低到一定濃度時，AgCl沉淀就會逐漸溶解轉化為溶液中，而與滴加的SCN^-發生沉淀反應Ag⁺+SCN^- = AgSCN↓，這樣原待測溶液中Cl-消耗的Ag⁺就會偏少。所以測定結果將偏低。②n(SCN^-)=C·V=C₃·V₃×10^-3mol,根據K_sp(AgSCN)=4.9×10^-13可得剩余的Ag⁺的物質的量n(Ag⁺)=n(SCN^-) =C₃·V₃×10^-3mol,則與Cl^-的Ag⁺的物質的量為：(C₂·V₂×10^-3- C₃·V₃×10^-3)mol因為Ag⁺+Cl^-=AgCl↓所以原來的溶液中含有的氯離子的物質的量為(C₂·V₂×10^-3- C₃·V₃×10^-3)mol。因此最終測得c(Cl^-)=n(Cl^-)/V=(C₂·V₂×10^-3- C₃·V₃×10^-3)mol÷V₃×10^-3L=(C₂·V₂- C₃·V₃)÷V₃mol/L.

考點：考查外界條件對化學平衡移動的影響、離子方程式的書寫及化學平衡常數、溶液中離子的濃度的計算等知識。