氯化铁和碘化钾溶液反应限度实验探究

1、氯化铁溶液与碘化钾溶液反应限度实验探究【实验目的】学习化学过程中常会出现一种现象多种解释的问题，要确信哪种解释比较合理，可采用逻辑推理方法，也可用实验验证的方法，但都少不了相关的基本知识。将此类问题编辑在一起成为专题，不仅有利于巩固和深化相关的知识，还有利于训练学生思维的敏捷性、严密性、整体性和创造性，培养学生能将实际问题（或题设的情景）分解，找出应答的关键，能选择和 调用自己贮存的知识块，将它们加以分解、迁移、转换（联想、类比、模仿、改造）、重组，使问题得到解决；并能用文字 （或语言、图表）来表达自己答案的应用能力。【实验原理】以FeCP液与KI溶液反应的实验来证明化学反应是有限度的，并说明

2、许多反应是可逆反应。即取5mL0 1mol/ L KI溶液，往其中滴加0. 1mol/L FeCh,溶液5滴6滴，继续加入 2mLCCl4,溶液，充分振荡，静置片刻，取上层溶液，用KSCI溶液检验，上层溶液呈现血红色（颜色稍淡）。反应方程式：Fe3+nSCN=Fe（SCN）n 3-n探究问题的提出但是中学化学教师在实际教学过程中，普遍提出该实验现象不明显的问题，因此学生容易提出质疑，教师若不能有效地解答，将对学生学习化学的兴趣产生不良影响。结果发现在滴加KSCN溶液后.溶液中没有出现特征的血红色现象，即使溶液稍有很微弱的变红.可将第一次萃取后得到的溶液进行二次萃取.则在二次萃取后得到的溶液中滴

3、加KSCN溶液后.溶液却基本不变色。由此可见本实验现象的确不理想。从而，通过设计探究实验对此反应进行探究，找出了最佳的反应条件。教材以FeCl3+3KSCNFe （SCN 3+3KCI的可逆反应为载体，增加 FeCh或KSCN勺浓度进 行对照实验，比较溶液颜色变化从而证明改变反应物浓度能影响以及如何影响化学平衡。一般的解答是从理论上进行推导得出的。根据勒沙特列原理，改变体系中物质浓度能影响化学平衡，其前提条件是改变参与反应的物质的浓度。从表面上看，KCl参与反应，但实际上，由于该可逆反应是离子反应，其实质是发生Fe3+3SCN Fe （ SCN 3, KCl并没有参与。因此，改变KCl不能影响

4、该化学平衡。问题解决设想FeC13溶液与KI溶液反应的离子方程式为：2Fe3+2l-=：2Fe2+l-:,教材中编入此实验的目的于证明化学反应是有限度的。理想的实验结果应该是往萃取后的溶液中滴加KSCI溶液后会出现血红色现象. 说明还有Fe3+存在，从而证明化学反应是有限度的。Fe3+能与KSCN生成血红色的Fe(SCN)n 3-n配离子：Fe3+ nSCN=Fe(SCN)n 3-n，这个显色反应十分灵敏，通常 以此反应来鉴定Fen的存在。但是本实验结果却没有观察到血红色的现象。推测原因可能是 反应后萃取得到的溶液中剩余的Fe3+,浓度过低.导致生成的Fe(SCN)n 3-n浓度偏低，因此就不

5、容易观察到血红色现象。实验中现象不明显也可以是由于负离子的作用而产生，我们设想从两个角度去验证这个问题。首先，改用Fe2 (SQ) 3溶液与KI溶液反应比较不同负离子对反应的影响。再者，在原 来的实验基础上，通过加入不同量的固体KCl，来探究Cl-对反应的影响。相关资料查阅综述根据化学反应平衡常数的大小可判断化学反应的限度。一般说来，K>10,和K<10分别是“限度很深，可能进行”及“限度很浅。不能进行”的判据。平衡常数非常大(K>10 )或非常小(K<10 )的反应，通常认为是向一个方向进行的不可逆反应I。对于反应：2Fe3+2I-=：2Fe2+ +I -，查资料可知

6、，f £e(Ij/I>O.5355V賦二 _ 口_ 二 2xO.2255) 一7 Q56沪 0.05920.0592A '1，因此该反应是一个不可逆反应。对一个不可逆反应.其可逆的痕迹必定极弱.因此，在反应物Fe不足的情况下，要检出反应后溶液中Fe的浓度，其浓度若没 有达到一定水平，必定难以检测到。实验设计一、实验仪器与药品仪器：小试管、胶头滴管、烧杯药品：KI 溶液(0.1mol/L ) FeCl 3溶液(0.1mol/L ) KSCN溶液(0.1mol/L ) CCI4溶液 固体KCl二、实验步骤1、不同用量的FeCl3溶液与KI溶液反应。取5mL 0 . 1mol

7、/ L KI溶液，往其中滴加不同用量FeC£溶液，继续加入 2mL CCk,溶液，充分振荡，静置片刻，取上层溶液，用KSCN溶液检验。FeCl3溶液的用量2-3 （滴）5 （滴）15 （滴）1mL1.5mL2mL滴加后的KSCN颜色没有变红色稍微有点变红浅血红色明显的变血红色明显的变血红色变血红色， 颜色不深不同添加顺序，先加FeCl3溶液再滴加5mL0. 1mol/ L KI溶液，然后加入继续加入 2mLCCb, 溶液，充分振荡，静置片刻，取上层溶液，用KSCN溶液检验。其现象与原来设定的实验顺序变化不大，可以认为添加顺序对这个实验的影响不大。实验后颜色的对比2、不同用量的Fe2

8、(SO) 3溶液与KI溶液反应。Fe2 (SQ) 3溶液的用量2-3 （滴）5 （滴）15 （滴）1mL1.5mL2mL滴加后的没有变红稍微有点浅血红色明显的变明显的变变血红色，KSCN颜色色变红血红色血红色颜色不深其实颜色较使用 FeCP溶液的颜色要深，即使用 Fe2 (SQ) 3溶液的效果比较好，但其用量，以才考虑到实验药品用量问题，得到1mL为最佳的用量。3、萃取剂对实验的影响本实验考虑到二价铁离子与空气接触会被氧化，因此用乙酸乙酯作为萃取剂并且起到液封的作用。实验证明用乙酸乙酯作为萃取剂的效果比用四氯化碳作萃取剂更好，而且采用上述条件进行一次实验其颜色变化较为明显。不同萃取效果的对比实验结论:在原来的实验基础上我们探究出以下几点结论:1、反应的最佳配比为：0 . 1mol/ L KI 溶液 5mL与 0 . 1mol/ LFeCl溶液 1mL。2、反应添加药品的