Question

【题目】某小组用实验1验证FeCl3与Cu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. CuSCN、CuCl均为难溶于水的白色固体；均能与硝酸反应，分别生成Cu2+与SO42-、Cu2+与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。

（1）FeCl3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+与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	取I中上层清液于试管中，滴加1滴 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

①步骤I的实验操作是_____________________。

②根据实验3的现象，小组同学认为Fe3+与Cu反应的氧化产物不含Cu(I)，他们的判断依据是______。

③步骤II中加入KSCN溶液后出现红色的可能原因是________________。

④解释步骤III中实验现象产生的可能原因：_______________________。

Answer 1

【答案】Fe3+ + 3SCN-Fe(SCN)3 abc CuCl和CuSCN 向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+与SCN-反应生成(SCN)2，Fe2+被(SCN)2氧化为Fe3+ Cu2+与SCN-发生反应：2Cu2+ + 4SCN-= 2CuSCN↓+ (SCN)2，CuSCN与Cl-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】

（1）FeCl3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；

（2）a. 加入Cu，溶液红色退去，产生白色固体，结合已知信息，CuSCN、CuCl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+与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+和K+，Cl-为-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，CuSCN、CuCl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+与SO42-、Cu2+与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CuSCN、CuCl，

答案为：CuSCN、CuCl；

（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；

②Fe3+与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+与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+与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+被(SCN)2氧化为Fe3+，Fe3+遇SCN-产生红色溶液，

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

④Cu2+与SCN-发生反应：2Cu2+ + 4SCN-= 2CuSCN↓+ (SCN)2，CuSCN与Cl-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+与SCN-发生反应：2Cu2+ + 4SCN-= 2CuSCN↓+ (SCN)2，CuSCN与Cl-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。