某小組用實驗Ⅰ驗證Fe2(SO4)3與Cu的反應(yīng),觀察到了異?,F(xiàn)象,決定對其進(jìn)行深入探究。
實驗Ⅰ:
(1)Fe2(SO4)3 溶液常溫下呈酸性的原因是
三價鐵離子水解造成
三價鐵離子水解造成
。
(2)Fe2(SO4)3 與KSCN溶液反應(yīng)的離子方程式為Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
。
(3)實驗前,小組同學(xué)預(yù)測經(jīng)過步驟2后溶液不應(yīng)該呈現(xiàn)紅色,依據(jù)是Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+銅過量不可能有三價鐵離子
Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+銅過量不可能有三價鐵離子
。
(4)實驗小組對白色沉淀的產(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)過實驗測定白色固體為CuSCN,查閱資料后小組同學(xué)猜測CuSCN的生成有如下兩種可能:
猜測1:Cu2+與KSCN發(fā)生了氧化還原反應(yīng)
猜測2:亞鐵離子將其還原Cu2++Fe2+═Cu++Fe3+ Cu++SCN-═CuSCN↓
為證實猜想小組同學(xué)做了實驗Ⅱ和Ⅲ。
(FeSO4和CuSO4溶液濃度為0.1mol/L,KSCN溶液濃度為0.4mol/L)
實驗 序號 |
對比實驗及試劑 |
實驗步驟 |
實驗現(xiàn)象 |
Ⅱ |
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加入1mL KSCN溶液 |
開始時溶液的上方變?yōu)榧t色,一段時間后紅色向下蔓延,最后充滿整支試管 |
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加入1mL KSCN溶液 |
溶液變成綠色 |
①猜測1的離子方程式
2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+(SCN)2
2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+(SCN)2
。
②實驗Ⅱ中試管
B
B
(填字母)中的現(xiàn)象可以證實猜測1不成立。
實驗 序號 |
對比實驗及試劑 |
實驗步驟 |
實驗現(xiàn)象 |
Ⅲ |
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加入2mL CuSO4溶液 |
溶液變?yōu)榈{(lán)色 |
再加入1mL KSCN溶液 |
溶液的上層變?yōu)榧t色,有白色沉淀產(chǎn)生,一段時間后整支試管溶液呈紅色 |
|
加入4mL CuSO4溶液 |
溶液變?yōu)榈{(lán)色 |
再加入1mL KSCN溶液 |
溶液的上層變?yōu)榧t色,有白色沉淀產(chǎn)生,一段時間后整支試管溶液呈淺紅色 |
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加入2mL CuSO4溶液 |
溶液變?yōu)榈{(lán)色 |
再加入1mL KSCN溶液 |
溶液的上層變?yōu)榧t色,有白色沉淀產(chǎn)生,一段時間后整支試管溶液呈深紅色 |
(5)Fe
3+的氧化性本應(yīng)強(qiáng)于Cu
2+,結(jié)合實驗Ⅲ中的現(xiàn)象解釋Cu
2++Fe
2+═Cu
++Fe
3+能正向發(fā)生的原因是
Cu++SCN-═CuSCN↓,F(xiàn)e3++3SCN-=Fe(SCN)3,使生成物濃度降低,平衡向正方向移動,反應(yīng)能夠發(fā)生
Cu++SCN-═CuSCN↓,F(xiàn)e3++3SCN-=Fe(SCN)3,使生成物濃度降低,平衡向正方向移動,反應(yīng)能夠發(fā)生
。
(6)實驗小組查閱資料并討論后得出:溶液中離子在反應(yīng)時所表現(xiàn)的氧化性強(qiáng)弱與相應(yīng)還原產(chǎn)物的價態(tài)和狀態(tài)有關(guān)。由此分析生成CuSCN沉淀使Cu
2+的氧化性增強(qiáng),并補(bǔ)充實驗進(jìn)一步證明。補(bǔ)充的實驗是
用CuSO4溶液、KSCN溶液與石墨電極、電壓表、鹽橋等組裝成原電池
用CuSO4溶液、KSCN溶液與石墨電極、電壓表、鹽橋等組裝成原電池
。