乔金锁+刘延华+刘晓荣

摘要：在溶液中，用HNO3氧化Fe2+为Fe3+通过KSCN鉴别Fe2+的存在，在不少化学教师中存在争议。采用微型实验，以影响该实验的HNO3自身所含铁量、HNO3溶液的浓度及用量、KSCN溶液及Fe2+浓度等为可变因素，对该实验进行了探究，旨在找到用HNO3作氧化剂鉴别Fe2+存在的适宜条件。结果显示，若滴入HNO3溶液的浓度适合且是少量的，则HNO3可先跟还原性较强的Fe2+反应，将Fe2+氧化为Fe3+，即可通过KSCN鉴别Fe2+的存在；若HNO3溶液浓度用量过大，就会继续氧化SCN-而使鉴别实验失效。

关键词：Fe2+氧化为Fe3+；HNO3氧化性；KSCN溶液；HNO3浓度和用量；实验探究

文章编号：1005–6629（2017）2–0072–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

1 问题的提出

《化学教育》2011年第2期周改英[1]在其论文中强调，使用HNO3氧化Fe2+为Fe3+，通过与KSCN反应生成红色配合物鉴别Fe2+的存在不可行。原因是稀HNO3有强氧化性会破坏SCN-，该实验的最佳氧化剂有待进一步探讨。《分析化学》[2]第56页，在鉴别Fe3+的条件中指出“酸化不能用硝酸，因为硝酸有强氧化性会将配体SCN-氧化。然而，周小凡[3]、刘永梅[4]等许多化学教师，在引导学生检验二价铁的还原性，或将Fe2+转化为Fe3+通过KSCN鉴别Fe2+的存在时，大多采用HNO3作为氧化剂。对于HNO3能不能作为以上实验的氧化剂，目前，在不少化学教师中存在争议。本文就“用HNO3氧化Fe2+为Fe3+通过与KSCN生成红色配合物鉴别Fe2+的存在”是否可行，进行了实验探究，试图找到用HNO3作氧化剂鉴别Fe2+存在的适宜条件，以达成对该实验的共识。

2 实验部分

2.1 实验用品

仪器与材料：六穴白色点滴板若干、玻璃棒、量筒、分析天平、小烧杯若干、试管若干、滴管若干、滤纸、试管架

试剂：16.0 mol·L-1 HNO3（优级纯）、KSCN（分析纯）、FeCl2（分析纯）、蒸馏水

2.2 实验原理

HNO3具有氧化性，可以把Fe2+氧化为Fe3+，再利用Fe3+与KSCN溶液反应生成血红色配合物来鉴别Fe2+的存在。

H++Fe2++HNO3→Fe3++NO2↑+H2O

Fe3++nKSCN→Fe（SCN）n3-n（血红色）+nK+

2.3 实验内容与步骤

2.3.1 实验所需溶液的配制

（1）分别配制浓度为1.0、1.5、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、8.0、16.0 mol·L-1 HNO3溶液。

（2）分别配制浓度为0.0025、0.005、0.01、0.02、0.025、0.05、0.1 g·100mL-1 FeCl2溶液。

（3）分别配制浓度为0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0% KSCN溶液。

2.3.2 Fe2+用HNO3作氧化剂时的空白试验

在两个洁净的白色点滴板穴内，分别加入浓度为1.0、1.5、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、8.0、16.0 mol·L-1 HNO3溶液1滴，再分别滴入饱和KSCN溶液1滴，实验现象见表1。

结论：HNO3中含有微量Fe2+，用HNO3作Fe2+的氧化剂时，HNO3溶液浓度不能超过2 mol·L-1。

2.3.3 不同浓度硝酸氧化Fe2+后与饱和硫氰酸钾溶液反应

在两个洁净的白色点滴板穴内，分别加入浓度为0.1 g·100mL-1 FeCl2溶液，再分别加入浓度为1.0、1.5、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、8.0、16.0 mol·L-1 HNO3溶液1滴和饱和KSCN溶液1滴，实验现象见表2。

结论：随着HNO3溶液浓度的增大，红色加深；当分别继续滴入4.0、5.0、6.0、8.0、16.0 mol·L-1HNO3溶液17、14、13、12、6d后，红色褪去且伴有刺激性气体放出，溶液变为浅黄色。该实验所需HNO3溶液浓度不能太大、所加量不能过量。

2.3.4 不同浓度Fe2+经HNO3氧化后与饱和KSCN溶液反应

在两个洁净的白色点滴板穴内，分别加入浓度为0.0025、0.005、0.01、0.02、0.025、0.05、0.1 g·100mL-1 FeCl2溶液1滴，再分别滴加6.0 mol·L-1 HNO3溶液和饱和KSCN溶液各1滴，实验现象见表3。

结论：随着FeCl2浓度的增大，红色加深。该实验所需FeCl2浓度不能低于0.005 mol·L-1。

2.3.5 不同浓度KSCN与0.005 g·100mL-1 FeCl2溶液反应

在洁净的白色点滴板穴内，分别加入浓度为0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0% KSCN溶液1滴，再分别滴加0.005 g·100mL-1 FeCl2溶液和6.0 mol·L-1 HNO3溶液各1滴，实验现象见表4。

结论：随着KSCN溶液浓度的增大，红色逐渐加深。该实验所需KSCN溶液的浓度不能低于2.0%。

3 结论和讨论

实验证明，使用HNO3氧化Fe2+为Fe3+，通过与KSCN生成红色配合物鉴别Fe2+的存在，在一定条件下是可行的。即FeCl2浓度不能低于0.005 mol·L-1；KSCN溶液浓度不能低于2.0%；HNO3的用量应根据具体浓度而定。HNO3溶液浓度分别为4.0、5.0、6.0、8.0、16.0 mol·L-1时，用量分别不能超过18、15、14、13、7d（或约0.72、0.60、0.56、0.52、 0.28mL）。在Fe2+转化为Fe3+的实验中，SCN-的還原性弱于Fe2+。若滴入的HNO3溶液的浓度适合且是少量的，则HNO3溶液先与还原性较强的Fe2+反应，将Fe2+氧化为Fe3+，即可通过KSCN鉴别Fe2+的存在；若HNO3溶液浓度或用量过大，就会继续氧化SCN-而使血红色褪去并伴有气体放出，溶液变为浅黄色，从而使鉴别实验失效。氯水、双氧水作Fe2+的氧化剂时，它们的浓度也应是适合且所加量也应是少量的，否则，出现的红色也会褪去。所以，我们在做该实验时，一定要注意控制HNO3溶液（或氯水、双氧水）的浓度和用量。常见的控制试剂用量有：少量（或逐滴加入）、适量、足量、过量。少量是指节约试剂、环境保护和明显显示实验现象的用量；适量是指反应物按物质的量比恰好完全反应的用量；过量是指反应完全后所加试剂有剩余；足量是指所加试剂能完全反应或稍有剩余。若通过颜色变化或褪色来判断反应发生，或证明某物质存在时，所加试剂应为少量，或逐滴加入。如在检验Fe2+时，加入氧化剂应少量，或逐滴加入，不能过量。其主要原因是过量的氧化剂可能同时把少量的KSCN氧化，导致Fe2+检测失效。

参考文献：

[1]周改英.基于铁离子检验的教学问题探讨[J].化学教育，2011，32（2）：69～72.

[2]华中师范大学，东北师范大学，陕西师范大学.分析化学（第2版）[M].北京：高等教育出版社，1995：56，591，434～436.

[3]夏时君，周小凡.近年广东高考化学实验探究题方案设计的命制策略浅析[J].化学教育，2011，32（10）：45～48.

[4]刘永梅.“探究铁及其化合物的氧化性和还原性”课堂实录[J].文理导航（中旬），2015，（7）：56.