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解析Fe3+/SCN平衡体系的显色反应

2019-06-21吴文中汤芹

化学教学 2019年1期

吴文中 汤芹

摘要: 基于Fe3+与Cl-的配合平衡以及HSCN的电离平衡等化学反应事实,以“Fe3+/SCN-”反应体系为对象研究浓度对化学平衡的影响。借助计算机进行“模拟实验”,通过实验验证、分析、讨论认为: 氯离子以及溶液的酸碱性、试剂类别、浓度等因子对实验都有显著影响,建议以上述实验为素材研究“浓度对化学平衡的影响”课题中需严格控制试剂的浓度和用量,以确保实验在教学过程中可控。

关键词: 显色反应; 氯离子; 配合反应; 模拟实验; Fe3+/SCN-平衡体系

文章编号: 10056629(2019)1008706      中图分类号: G633.8      文献标识码: B

这时,我们来回答文章开始提出的几个问题:

(1) 由于Fe3+能与Cl-形成稳定的配合物,实验使用饱和FeCl3溶液是为了获得更高浓度的“自由、简单”的Fe3+,从而保证在滴入FeCl3溶液后,能看到溶液颜色有明显的变化。

(2) 使用的KSCN溶液浓度只有1.0mol·L-1,这是因为影响SCN-浓度只有溶液的酸性,酸性強,自由的SCN-浓度变小而影响实验的效果,但加入的SCN-不会因为H+的存在而显著减小,因此实验室使用1.0mol·L-1的KSCN溶液完全能满足实验要求。

(3) 综上,Cl-和H+都会对“Fe3+/SCN-平衡体系”产生影响,其中Cl-影响较大,邹如恒在“碱性条件下硫氰化铁溶液平衡移动的实验探究”[5]一文中做了详细的探讨,其中提到滴加浓度不高的NaOH溶液Fe3+/SCN-平衡体系颜色基本不变的现象,这也说明Fe3+/SCN-平衡体系为酸性这一性质(H+)对化学平衡的影响。因此,苏教版选修4教材在“浓度对化学平衡的影响”实验中,选用Cr2O2-7+H2O2CrO2-4+2H+作为研究对象就很容易理解了。

(4) Fe3+/SCN-平衡体系使用0.005mol·L-1的FeCl3和0.01mol·L-KSCN溶液作为初始反应体系,显然是为了便于观察溶液颜色的变化,若浓度太高,肉眼无法判断颜色的改变。……

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