張濤
摘 要:對(duì)鐵離子、亞鐵離子的檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中的異?,F(xiàn)象進(jìn)行了探討,用硫氰化鉀檢驗(yàn)亞鐵離子時(shí),需先用氯水將亞鐵離子氧化成鐵離子,氯水的用量會(huì)顯著改變?nèi)芤旱念伾?,過量的氯水能使血紅色褪去,并可將硫氰化鉀氧化成劇毒的氰化物。
關(guān)鍵詞:鐵離子;亞鐵離子;硫氰化鉀;氰化物
鐵元素及其化合物是中學(xué)中的一個(gè)重要知識(shí)點(diǎn),而鐵離子和亞鐵離子的檢驗(yàn)是高考中的一個(gè)重要考點(diǎn),檢驗(yàn)鐵離子和亞鐵離子通常用到硫氰化鉀溶液和氯水,若增大氯水的用量,會(huì)出現(xiàn)異?,F(xiàn)象,我們應(yīng)該如何解釋呢?
一、異?,F(xiàn)象
新人教版《化學(xué)必修1》中關(guān)于鐵離子Fe3+與亞鐵離子Fe2+離子的檢驗(yàn)時(shí),需要演示鐵離子Fe3+與亞鐵離子Fe2+的相互轉(zhuǎn)化,在FeCl3溶液中加入過量的鐵粉、振蕩、靜置一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)棕黃色的溶液變成了淺綠色,取上層清液少許,加入幾滴KSCN溶液,不再變成血紅色,證明Fe3+已經(jīng)轉(zhuǎn)變成了Fe2+,再加入幾滴氯水,溶液變?yōu)檠t色,若繼續(xù)加入一定量的氯水,血紅色會(huì)褪去,變?yōu)闇\黃色,為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢?
二、釋疑
原來Cl2能將SCN-氧化成(SCN)2。二硫代氰(SCN)2為擬鹵素,與鹵素有相似的性質(zhì),擬鹵離子顯一定的還原性,擬鹵離子和鹵負(fù)離子的還原性能力大小順序?yàn)镃l-
Fe3++nSCN-=[Fe(SCN)n](3-n)+(血紅色) ①
n=1~6,其值大小取決于SCN-的濃度。
2SCN-+Cl2=(SCN)2+2Cl- ②
以上兩個(gè)反應(yīng),前者為絡(luò)合反應(yīng),后者為氧化還原反應(yīng),SCN-還原性弱于亞鐵離子Fe2+,向FeCl2與KSCN的混合液中滴入一滴氯水時(shí),氯氣先與還原性較強(qiáng)的亞鐵離子Fe2+反應(yīng),生成Fe3+,F(xiàn)e3+與SCN-絡(luò)合,生成血紅色物質(zhì),繼續(xù)滴加一定量的氯水,可將亞鐵離子Fe2+全部氧化成鐵離子Fe3+,若再繼續(xù)加氯水,氯水則與SCN-反應(yīng),生成二硫代氰(SCN)2,SCN-不斷被消耗,反應(yīng)①的化學(xué)平衡向左移動(dòng),直至鐵離子Fe3+的絡(luò)合物完全消失,溶液血紅色褪去。生成的二硫代氰(SCN)2不穩(wěn)定,易于水解且發(fā)生歧化反應(yīng),特別是在堿性介質(zhì)中反應(yīng)更容易進(jìn)行。
(SCN)2+2OH-=SCN-+OSCN-+H2O, ③
OSCN-不穩(wěn)定,可進(jìn)一步歧化,
OSCN-+2OH-+O2=CN-+SO42-+H2O ④
當(dāng)加入一定量的氯水,血紅色褪去后,再向所得溶液中加入幾滴氯化鋇溶液,有白色沉淀產(chǎn)生,說明有硫酸鋇生成??梢?,SCN-可以被氯水氧化成二硫代氰(SCN)2,二硫代氰(SCN)2進(jìn)一步水解發(fā)生歧化反應(yīng)生成CN-和SO42-。硫氰化物也可和其他氧化劑反應(yīng),最終生成CN-。如,在酸性溶液中,用硫氰酸滴定高錳酸鉀時(shí),有下列反應(yīng)發(fā)生:
5HSCN+6KMnO4=4H2SO4=3K2SO4+6MnSO4+5HCN↑+4H2O
⑤
用過氧化氫也能將硫氰化鉀氧化,2KSCN+6H2O2=2HCN↑+K2SO4+H2SO4+4H2O ⑥
綜上所述,硫氰化物可被氯水等氧化劑氧化生成CN-。值得注意的是,在鐵離子的檢驗(yàn)中,加入過量的氯水不僅能使血紅色褪去,還會(huì)產(chǎn)生SO42-以及劇毒的氰化物。氰化物屬劇毒物品,致死量為0.05克(幾秒鐘內(nèi)立即死亡)。中毒之所以如此迅速,是因?yàn)樗苁怪袠猩窠?jīng)系統(tǒng)癱瘓,血紅蛋白失去輸氧能力(強(qiáng)配合能力的CN-離子取代了O2)。因此,在空氣中氰化氫的含量必須控制在0.3mg/m3以下,在水中含量不得超0.01mg/L。所以,關(guān)于KSCN的安全性值得注意,忌與強(qiáng)氧化劑配伍。
參考文獻(xiàn):
邵學(xué)俊,董平安,魏益海.高等院校本科生化學(xué)系列教材:無機(jī)化學(xué)(下冊)[M].3版.武漢大學(xué)出版社,2002:85-86.
(作者單位 湖北省恩施州恩施高中)