题目内容

【题目】某小组用实验1验证FeCl3Cu的反应,观察到有白色沉淀产生,决定对其进行深入探究。

实验1

资料:

i. CuSCNCuCl均为难溶于水的白色固体;均能与硝酸反应,分别生成Cu2+SO42-Cu2+Cl-

ii. SCN-被称为拟卤素离子,性质与卤素离子相似;(SCN)2性质与卤素单质相似,其水溶液呈黄色。

1FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为__________________

2)下列由实验1得到的推论中,合理的是_______________(填字母序号)。

a. Cu能还原Fe3+

b. Fe3+SCN-的反应是可逆反应

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

3)为探究实验1中白色沉淀的成分,小组同学实施了实验2

由实验2可知,实验1中白色沉淀的成分是____

4)该小组欲进一步探究实验1中白色沉淀产生的原因,实施了实验3

步骤

实验操作

实验现象

I

溶液变为蓝色,澄清透明,底部只有少量红色固体剩余

II

I中上层清液于试管中,滴加1 0.1mol/L KSCN溶液

立刻出现红色,同时有白色沉淀生成

III

振荡II中试管,静置

白色沉淀变多,红色逐渐褪去

步骤I的实验操作是_____________________

根据实验3的现象,小组同学认为Fe3+Cu反应的氧化产物不含Cu(I),他们的判断依据是______

步骤II中加入KSCN溶液后出现红色的可能原因是________________

解释步骤III中实验现象产生的可能原因:_______________________

【答案】Fe3+ + 3SCN-Fe(SCN)3 abc CuClCuSCN 2 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液中加入0.15 g铜粉,振荡、静置 若有Cu(I)生成,步骤I中应产生CuCl白色沉淀,但步骤I中无白色沉淀产生 Cu2+SCN-反应生成(SCN)2Fe2+(SCN)2氧化为Fe3+ Cu2+SCN-发生反应:2Cu2+ + 4SCN-= 2CuSCN↓+ (SCN)2CuSCNCl-发生沉淀转化反应:CuSCN + Cl-=CuCl + SCN-SCN-继续与Cu2+反应,导致白色沉淀变多;随着反应的进行SCN-逐渐被消耗,平衡Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3逆向移动,导致红色逐渐褪去

【解析】

1FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3

答案为:Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3

2a. 加入Cu,溶液红色退去,产生白色固体,结合已知信息,CuSCNCuCl均为难溶于水的白色固体,说明溶液中三价铁离子消失,铜单质转变为亚铜离子,可证明铜和溶液中的Fe3+发生氧化还原反应,三价铁离子化合价降低,被还原,故a正确;

b. 铜和溶液中的Fe3+发生反应时,溶液中Fe3+浓度减小,使反应Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3 逆向移动,Fe(SCN)3 逐渐减少,溶液褪色,则可以说明Fe3+SCN-的反应是可逆反应,故b正确;

c. 铜元素由0价变为+1价,化合价升高被氧化,溶液中含有Cl-SCN-Fe3+K+Cl--1价是氯元素的最低价,只具有还原性,SCN-被称为拟卤素离子,性质与卤素离子相似,则SCN-具有还原性,不能使铜单质被氧化;单质的还原性越强,其离子的氧化性越弱,K的还原性强于Fe,则Fe3+的氧化性强于K+,则铜单质与Fe3+发生氧化还原反应,故c正确;

3)根据已知信息,CuSCNCuCl均为难溶于水的白色固体;均能与硝酸反应,硝酸具有氧化性,将亚铜离子和SCN-氧化,分别生成Cu2+SO42-Cu2+Cl-,根据图中反应,向加入硝酸后的溶液中加入硝酸银,产生白色沉淀,说明溶液中含有Cl-;向加入硝酸后的溶液中加入氯化钡,产生白色沉淀,说明溶液中含有SO42-,故根据以上分析可知,实验1中白色沉淀的成分是CuSCNCuCl

答案为:CuSCNCuCl

4)①结合实验1及步骤I中的实验现象,要进一步探究实验1中白色沉淀产生的原因,需要铜和氯化铁溶液反应,步骤I的实验操作是向2 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液中加入0.15 g铜粉,振荡、静置,

答案为:向2 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液中加入0.15 g铜粉,振荡、静置;

Fe3+Cu反应若有Cu(I)生成,步骤I中应产生CuCl白色沉淀,但步骤I中现象为溶液变为蓝色,澄清透明,底部只有少量红色固体剩余;无白色沉淀产生,则认为Fe3+Cu反应的氧化产物不含Cu(I)

答案为:若有Cu(I)生成,步骤I中应产生CuCl白色沉淀,但步骤I中无白色沉淀产生;

③步骤II中加入KSCN溶液后出现红色,同时有白色沉淀生成,说明Cu2+SCN-反应生成(SCN)2和亚铜离子,亚铜离子与氯离子结合生成CuCl白色沉淀,(SCN)2与卤素单质的性质相似,Fe2+(SCN)2氧化为Fe3+Fe3+SCN-产生红色溶液,

答案为:Cu2+SCN-反应生成(SCN)2Fe2+(SCN)2氧化为Fe3+

Cu2+SCN-发生反应:2Cu2+ + 4SCN-= 2CuSCN↓+ (SCN)2CuSCNCl-发生沉淀转化反应:CuSCN + Cl-=CuCl + SCN-SCN-继续与Cu2+反应,导致白色沉淀变多;随着反应的进行SCN-逐渐被消耗,平衡Fe + 3SCN- Fe(SCN)3逆向移动,导致红色逐渐褪去,

答案为:Cu2+SCN-发生反应:2Cu2+ + 4SCN-= 2CuSCN↓+ (SCN)2CuSCNCl-发生沉淀转化反应:CuSCN + Cl-=CuCl + SCN-SCN-继续与Cu2+反应,导致白色沉淀变多;随着反应的进行SCN-逐渐被消耗,平衡Fe3+ + 3SCN- Fe(SCN)3逆向移动,导致红色逐渐褪去。

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