题目内容

【题目】硫氰化钾(KSCN)是常用的化学试剂,常用做Fe3+的指示剂,加入后产生血红色絮状络合物。配制的硫氰酸盐(硫氰化物)溶液,还可以用于鉴别Fe3+和Cu2+。某实验小组同学设计实验,用KSCN探究Cu和Fe2(SO4)3溶液反应后的产物。已知:

i.Cu2+可与SCN-反应生成CuSCN白色沉淀和(SCN)2;

ii.(SCN)2被称为“拟卤素”,在水溶液中呈黄绿色;(SCN)2的化学性质与Cl2相似,可与水、碱等发生反应。

实验Ⅰ:取少量反应后的清液于试管中,滴加2滴1mol·L-1KSCN溶液,立即出现白色沉淀,溶液局部变为红色,振荡后红色迅速褪去,继续滴加数滴KSCN溶液后,溶液又变为红色。

(1)依据现象可判断白色沉淀为____,生成该沉淀的离子方程式为____。

实验Ⅱ:该小组同学继续探究白色沉淀的成因,进行如下实验:

试管内试剂

实验现象

第1组:2 mL 0.1 mol·L-1CuSO4、2 mL水、3滴0.1 mol·L-1KSCN溶液

短时间内无明显变化,溶液颜色仍为蓝色,1小时后有少量白色沉淀生成

第2组:2 mL 2 mL水、3滴0.1 mol·L-1KSCN溶液

无明显变化

第3组:2 mL 0.1 mol·L-1CuSO4、2 mL 0.2 mol·L-1FeSO4、3滴0.1 mol·L-1KSCN溶液

立刻产生白色沉淀,溶液局部变为红色,振荡后红色迅速褪去

(2)①根据现象可得到的结论为____,写出第3组实验中溶液局部变红的离子方程式:_______。

②取第1组实验充分反应并过滤后的少量清液于试管中,加入过量KOH溶液后,试管中溶液的颜色变为__色,写出发生反应的化学方程式:_____。

(3)有的同学认为实验Ⅱ不能充分证明其结论,并补充实验如下:

取2mL0.1mol·L-1Fe2(SO4)3于试管中,滴加3滴0.1 mol·L-1KSCN溶液,一段时间后,溶液颜色仍为红色且无白色沉淀生成,滴加2 mL 0.1 mol·L-1CuSO4溶液于试管中,溶液颜色仍为红色,1小时后产生少量白色沉淀,该实验现象可得出的结论为_____。

【答案】CuSCN 2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+(SCN)2 CuSO4和KSCN能缓慢反应生成白色沉淀CuSCN,Fe2+能加快CuSCN的生成速率 (SCN)2+2Fe2+=2Fe3++2SCN-、Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 无 (SCN)2+2KOH=KSCN+KSCNO+H2O、2KOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+K2SO4 白色沉淀不是由Fe3+与SCN–生成,且Fe3+不能加快CuSCN的生成速率

【解析】

(1)由题中信息可知,白色沉淀为CuSCN,根据氧化还原反应原理书写反应的离子方程式;

(2)①由实验Ⅱ中3组对比实验可知,CuSO4和KSCN能缓慢反应,Fe2+能加快CuSCN的生成速率;由题中信息可知,(SCN)2的化学性质与Cl2相似,可以将亚铁离子氧化生成铁离子,本身被还原为SCN -;②结合(SCN)2和硫酸铜的性质分析判断;

(3)实验Ⅱ不能充分证明其结论,因为没有排除Fe3+对生成CuSCN的影响,根据补充实验,说明白色沉淀不是由Fe3+与SCN–生成,且Fe3+不能加快CuSCN的生成速率。

(1)由题中信息可知,白色沉淀为CuSCN,根据氧化还原反应原理,生成白色沉淀CuSCN的离子方程式为2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+(SCN)2;

(2)①由实验Ⅱ中3组对比实验可知,CuSO4和KSCN能缓慢反应生成白色沉淀CuSCN,Fe2+能加快CuSCN的生成速率;由题中信息可知,(SCN)2的化学性质与Cl2相似,可以将亚铁离子氧化生成铁离子,本身被还原为SCN-,因此第3组实验中溶液局部变红的离子方程式为(SCN)2+2Fe2+=2Fe3++2SCN-、Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3;

②由题中信息可知,(SCN)2的水溶液中呈黄绿色,(SCN)2的化学性质与Cl2相似,可与水、碱等发生反应,滴加过量的KOH,(SCN)2与KOH反应,硫酸铜与氢氧化钾反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钾,溶液变成无色,反应的化学方程式为(SCN)2+2KOH=KSCN+KSCNO+H2O、2KOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+K2SO4;

(3)有的同学认为实验Ⅱ不能充分证明其结论,因为没有排除Fe3+对生成CuSCN的影响,根据实验,向2mL0.1mol·L-1Fe2(SO4)3于试管中,滴加3滴0.1 mol·L-1KSCN溶液,一段时间后,溶液颜色仍为红色且无白色沉淀生成,滴加2 mL 0.1 mol·L-1CuSO4溶液于试管中,溶液颜色仍为红色,1小时后产生少量白色沉淀,说明白色沉淀不是由Fe3+与SCN–生成,且Fe3+不能加快CuSCN的生成速率。

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