Question

【題目】某小組同學以不同方案探究Cu粉與FeCl3溶液的反應。

（1）甲同學向FeCl3溶液中加入Cu粉，觀察到溶液的顏色變為淺藍色，由此證明發生了反應，其離子方程式是__。

（2）乙同學通過反應物的消耗證明了上述反應的發生：將Cu粉加入到滴有少量KSCN的FeCl3溶液中，觀察到溶液紅色褪色，有白色沉淀A產生。

針對白色沉淀A，查閱資料：A可能為CuCl和CuSCN（其中硫元素的化合價為-2價）中的一種或兩種。實驗過程如下：

請回答：

①根據白色沉淀B是__（填化學式），判斷沉淀A中一定存在CuSCN。

②僅根據白色沉淀A與過量濃HNO3反應產生的實驗現象，不能判斷白色沉淀A中一定存在CuSCN，從氧化還原角度說明理由：__。

③向濾液中加入a溶液后無明顯現象，說明A不含CuCl，則a是__（填化學式）。

根據以上實驗，證明A僅為CuSCN。

④進一步查閱資料并實驗驗證了CuSCN的成因，將該反應的方程式補充完整：

_Cu2+＋_SCN-=_CuSCN↓＋_(SCN)2

⑤結合上述過程以及Fe(SCN)3Fe3+＋3SCN-的平衡，分析（2）中溶液紅色褪去的原因：__。

（3）已知(SCN)2稱為擬鹵素，其氧化性與Br2相近。將KSCN溶液滴入（1）所得的溶液中，觀察到溶液變紅色，則溶液變紅的可能原因是__或__。

Answer 1

【答案】2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ BaSO4 +1價銅也可以將濃硝酸還原 AgNO3 2 4 2 1 Cu和Fe3+反應生成Cu2+使c(Fe3+)減少；Cu2+和SCN-反應生成CuSCN沉淀使c(SCN-)減少，均使平衡Fe(SCN)3Fe3+＋3SCN-正向移動，導致Fe(SCN)3濃度減小，溶液紅色褪去 Fe3+有剩余 (SCN)2將Fe2+氧化；空氣中的氧氣將Fe2+氧化

【解析】

此題一方面考察了Fe2+和Fe3+的性質，一方面也通過物質組成探究實驗的形式考察了一些基本離子的檢驗方法。在確定物質組成時，務必要注意排除其他物質對檢驗過程中產生的實驗現象的干擾。

(1)Fe3+的氧化性強于Cu2+，因此發生的反應的離子方程式是：；

(2)①通過分析實驗流程可知，若沉淀A中含有CuSCN，在經過過量的濃硝酸處理后，S元素會轉化為，因此，若在加入過量硝酸鋇溶液后出現BaSO4白色沉淀，則能證明沉淀A中含有CuSCN；

②若沉淀A組成僅為CuCl，那么用過量濃硝酸處理時，CuCl中+1價的Cu也可以將濃硝酸還原，產生紅棕色的還原產物NO2，所以僅通過紅棕色氣體生成無法說明A中一定有CuSCN；

③若要證明A中不含CuCl，只能設計實驗驗證白色沉淀A溶解后的溶液中不含Cl-；因此，a溶液即AgNO3溶液；

④題干中指出SCN-中的S為-2價，所以方程式中S反應后價態上升，Cu反應后價態下降，所以該反應的方程式為：；

⑤分析(2)中溶液紅色褪去的原因時：一方面要考慮Fe3+被還原導致的濃度下降，另一方面也要考慮由于生成了CuSCN白色沉淀，所以也發生了SCN-被氧化而導致的濃度下降；因此紅色褪去的原因為：Cu和Fe3+反應生成Cu2+使c(Fe3+)減少；Cu2+和SCN-反應生成CuSCN沉淀使c(SCN-)減少，均使平衡正向移動，導致Fe(SCN)3濃度減小，溶液紅色褪去；

(3)題干中指出擬鹵素(SCN)2氧化性與Br2接近，因此擬鹵素(SCN)2也可以將Fe2+氧化，此外Fe2+還原性較強，也容易被氧氣氧化；因此溶液變紅色的原因可能是：(SCN)2將Fe2+氧化或空氣中的氧氣將Fe2+氧化。