硫氰化钾鉴别Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)实验的改进-《化学教学》(2020年6期).docx

龙源版权所有 硫氰化钾鉴别Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)实验的改进作者：徐慧来源：《化学教学》2020年第06期 摘要： 针对新人教版高中化学教材中用硫氰化钾鉴别Fe（Ⅲ）和Fe（Ⅱ）实验试剂准备繁琐、实验现象容易出现异常的问题，从理论上分析硫氰化钾鉴别Fe（Ⅲ）和Fe（Ⅱ）的原理，并通过改进实验证明演示实验的可行性。改进实验使用维生素C處理FeSO4溶液，营造溶液的还原性氛围，既确保理想的实验现象，又建立化学知识与生活实际的连接点，可供课堂教学演示和学生分组实验参考。 关键词： 硫氰化钾; 鉴别Fe（Ⅲ）和Fe（Ⅱ）; 实验改进; 实验探究 文章编号：2020中图分类号： G633.8 文献标识码： B 1 问题的提出 人教版[1]新教材《化学（必修）第一册》第三章第一节“铁及其化合物”中Fe3+和Fe2+的鉴别采用以下实验方案： 在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeCl2溶液，各滴入几滴KSCN溶液。实验现象为含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色，而含有Fe2+的盐溶液遇到KSCN溶液时无明显变化。 该方案虽操作简单、现象明显、灵敏度高，是高中化学中Fe3+定性检验的经典方案，然而该方法存在以下不足。 （1） 实验试剂准备繁琐。FeCl2溶液并不是高中化学实验室常备试剂，其溶质FeCl2固体也难觅踪迹。如果一定要用FeCl2溶液，唯一的办法就是利用铁单质（铁粉或铁丝）与盐酸或FeCl3溶液反应制备，试剂配制过程操作繁琐，且无法确定溶液的物质的量浓度。 （2） 实验现象出现异常。按照教材提供的方法进行操作，实验现象常与预期不同： 不仅含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色，而且含有Fe2+的盐溶液遇到KSCN溶液时也变成红色。虽然两支试管中溶液颜色（红色）深浅不同，但已无法作为定性判断有无Fe3+的充分证据，难以支撑硫氰化钾溶液可以鉴别Fe3+和Fe2+的结论。 基于上述原因，本文对硫氰化钾鉴别Fe（Ⅲ）和Fe（Ⅱ）实验作如下改进。 2 实验原理 Fe（Ⅲ）与KSCN溶液的显色反应之所以能够发生，可以从H2O和NCS-（KSCN提供的配体，高中一般写作SCN-）的分裂能大小得到解释[2]。在晶体场光谱化学序列中，分裂能Δ值NCS->H2O，所以NCS-与Fe3+形成的配离子较稳定。实际上，Fe3+在水溶液中以[Fe（H2O）6]3+形式存在，与NCS-发生的是配位体取代反应[3]： [Fe（H2O）6]3++SCN-[Fe（H2O）5NCS]2++H2O 配离子通式为Fe（NCS）（3-n）n， n=1～6，都显红色[4];而Fe2+与NCS-生成的配离子无色。由此，可以利用KSCN溶液作为显色剂鉴别Fe（Ⅲ）与Fe（Ⅱ）。 Fe（Ⅲ）和Fe（Ⅱ）是铁元素的中等氧化态，但水溶液中Fe2+不如Fe3+稳定，易被水中溶解氧氧化为Fe3+。所以Fe2+的水溶液中常含有Fe3+，遇KSCN溶液会显红色。Fe2+的不稳定性对Fe（Ⅲ）和Fe（Ⅱ）的鉴别造成干扰。 基于上述分析，成功进行课堂演示实验的关键是消除溶液中Fe2+氧化产生的Fe3+或阻止Fe2+被氧化为Fe3+。本改进实验利用生活中常见的维生素C药片将氧化产生的Fe3+还原为Fe2+，以完善该实验方案。 3 实验药品和仪器 硫氰化钾（KSCN）溶液（约0.1mol？L-1）、 FeSO4？7H2O（化学纯）、FeCl3溶液、维生素C（片剂，0.1g/片）;小试管、胶头滴管、托盘天平 、量筒（100mL） 4 改进实验方案 4.1 实验步骤 （1） 将2.8g FeSO4？7H···试读结束