Question

3．某實驗小組同學設計實驗，完成了Cu和FeCl₃溶液的反應，在檢驗反應后的溶液中是否存在Fe³⁺時發現實驗現象出乎預料，并通過實驗進行探究．

實驗I：	實驗現象
	i．加入Cu粉后充分振蕩，溶液變成淺藍綠色； ii．取少量i中清液于試管中，滴加2滴1 mol/L KSCN溶液，立即出現白色沉淀，溶液變為紅色，振蕩后紅色迅速褪去；繼續滴加KSCN數滴溶液后，溶液又變為紅色

已知：i．Cu2+$\stackrel{SCN-}{→}$CuSCN↓（白色）+（SCn）₂（黃色）
ii．（SCn）₂的性質與鹵素單質相似，且氧化性：Br₂＞（SCN）₂＞I₂
（1）Cu和FeCl₃溶液反應的離子方程式是2Fe ³⁺+Cu=2Fe ²⁺+Cu ²⁺．
（2）現象ii中溶液最終呈紅色的一種可能原因是：Cu²⁺和SCN^-生成（SCN）₂，進而使清液中的Fe²⁺氧化為Fe³⁺．設計了如圖1所示的實驗II進行驗證：

①認為原因被證實的現象iii是出現白色沉淀，溶液顯紅色．
②加入CuCl₂溶液后反應的離子方程式是2Cu²⁺+4SCN^-=2CuSCN↓+（SCN）₂、2Fe ²⁺+（SCN）₂+4SCN^-=2Fe（SCN）₃．
（3）有的同學認為實驗II并不嚴謹，不能證實（2）中猜想，改進的實驗III如圖2所示：
①對比實驗II，說明實驗III更加嚴謹的原因：由于KSCN溶液過量，所以黃色溶液中不含有Cu²⁺．
②改進后的實驗才能證實（2）中猜想，依據的上述現象是加入KSCN之后溶液變黃，加入FeCl₂之后變紅．
（4）改變實驗I的試劑添加順序及用量，設計實驗IV：

實驗IV	現象
向2mL 1mol/LFeCl3溶液中加入1滴1mol/L KSCN溶液，再加入足量的Cu粉	充分振蕩，溶液紅色褪去，有白色沉淀生成

①實驗IV中溶液紅色褪去，不能說明Fe³⁺反應完全．結合實驗II或III，說明理由：因為Cu只要和Fe³⁺反應生成Cu²⁺和Fe²⁺，它們就會與SCN^-反應，所以紅色褪去也有可能是溶液中的SCN^-被消耗完．
②實驗小組同學進行討論，設計了下列實驗方案，能夠檢測紅色褪去后的溶液是否含有Fe³⁺的是abc（填序號）．
a．排除溶液中的Fe²⁺后，再加入足量KSCN溶液進行檢測
b．排除溶液中的Cu²⁺后，再加入足量KSCN溶液進行檢測
c．選擇一種只與Fe³⁺反應的試劑，觀察是否出現特征現象
d．加入足量鐵粉，再向濾液中加入K₃[Fe（CN）₆]（鐵氰化鉀）溶液進行檢測．

Answer 1

分析 （1）FeCl₃具有氧化性，能氧化Cu生成氯化銅，同時自身被還原生成氯化亞鐵；
（2）①根據Cu²⁺和SCN^-生成（SCN）₂和CuSCN，進而（SCN）₂使清液中的Fe²⁺氧化為Fe³⁺，再與SCN^-生成Fe（SCN）₃；
②加入CuCl₂溶液后反應的離子方程式是：2Cu²⁺+4SCN^-=2CuSCN↓+（SCN）₂、2Fe ²⁺+（SCN）₂+4SCN^-=2Fe（SCN）₃或Cu²⁺+4SCN^-+Fe ²⁺=CuSCN↓+Fe（SCN）₃；
（3）①CuCl₂溶液有顏色影響Fe（SCN）₃溶液顏色的判斷；
②在沒用Cu²⁺而有SCN^-和（SCN）₂的溶液中滴加FeCl₂溶液的現象：加入KSCN之后溶液變黃，加入FeCl₂之后變紅；
（4）①Cu只要和Fe³⁺反應生成Cu²⁺和Fe²⁺，它們就會與SCN^-反應，故紅色褪去也有可能是溶液中的SCN^-被消耗完；
②檢測紅色褪去后的溶液是否含有Fe³⁺的方法有：a．排除溶液中的Fe²⁺后，再加入足量KSCN溶液進行檢測；b．排除溶液中的Cu²⁺后，再加入足量KSCN溶液進行檢測；c．選擇一種只與Fe³⁺反應的試劑，觀察是否出現特征現象．

解答 解：（1）FeCl₃具有氧化性，能氧化Cu生成氯化銅，同時自身被還原生成氯化亞鐵，離子方程式為2Fe ³⁺+Cu=2Fe ²⁺+Cu ²⁺，
故答案為：2Fe ³⁺+Cu=2Fe ²⁺+Cu ²⁺；
（2）①根據Cu²⁺和SCN^-生成（SCN）₂和CuSCN，進而（SCN）₂使清液中的Fe²⁺氧化為Fe³⁺，再與SCN^-生成Fe（SCN）₃，由此推知現象為：出現白色沉淀，溶液顯紅色．
故答案為：出現白色沉淀，溶液顯紅色；
②加入CuCl₂溶液后反應的離子方程式是：2Cu²⁺+4SCN^-=2CuSCN↓+（SCN）₂、2Fe ²⁺+（SCN）₂+4SCN^-=2Fe（SCN）₃或Cu²⁺+4SCN^-+Fe ²⁺=CuSCN↓+Fe（SCN）₃，
故答案為：2Cu²⁺+4SCN^-=2CuSCN↓+（SCN）₂、2Fe ²⁺+（SCN）₂+4SCN^-=2Fe（SCN）₃或Cu²⁺+4SCN^-+Fe ²⁺=CuSCN↓+Fe（SCN）₃；
（3）①CuCl₂溶液有顏色影響Fe（SCN）₃溶液顏色的判斷．由于KSCN溶液過量，所以黃色溶液中不含有Cu²⁺，
故答案為：由于KSCN溶液過量，所以黃色溶液中不含有Cu²⁺；
②在沒用Cu²⁺而有SCN^-和（SCN）₂的溶液中滴加FeCl₂溶液的現象：加入KSCN之后溶液變黃，加入FeCl₂之后變紅；
故答案為：加入KSCN之后溶液變黃，加入FeCl₂之后變紅；
（4）①Cu只要和Fe³⁺反應生成Cu²⁺和Fe²⁺，它們就會與SCN^-反應，故紅色褪去也有可能是溶液中的SCN^-被消耗完，
故答案為：因為Cu只要和Fe³⁺反應生成Cu²⁺和Fe²⁺，它們就會與SCN^-反應，所以紅色褪去也有可能是溶液中的SCN^-被消耗完；
②檢測紅色褪去后的溶液是否含有Fe³⁺的方法有：a．排除溶液中的Fe²⁺后，再加入足量KSCN溶液進行檢測；b．排除溶液中的Cu²⁺后，再加入足量KSCN溶液進行檢測；c．選擇一種只與Fe³⁺反應的試劑，觀察是否出現特征現象．而加入足量鐵粉，向濾液中加入K₃[Fe（CN）₆]（鐵氰化鉀）溶液，是檢測Fe²⁺的，故d選項錯誤．
故答案為：abc

點評 本題綜合考查物質的性質實驗，為高考常見題型，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，注意把握題給信息以及實驗的原理、方法，為解答該題的關鍵，答題時注意審題，難度較大．