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吸血鬼的福音---製備硫氰化鐵錯離子
by yangsp, 2011-09-25 09:40:09, 人氣(15227)

中學化學示範實驗

Chemical Demonstrations for High School


國立彰化師範大學理學院化學系 提供

【策劃者:楊水平】  【製作者:許宏泰  E524015


吸血鬼的福音---製備硫氰化鐵錯離子

簡介

無色的鐵二價離子溶液,加入少量的無色硫氰化鉀溶液,再加入無色的含酸過氧化氫溶液,首先鐵二價離子被氧化成黃褐色的鐵三價離子,接著鐵三價離子和硫化氰離子反應,得到紅色的硫氰化鐵離子錯合物,此溶液的顏色似鮮血。

示範步驟

1. 取一個 100 mL 的燒杯,內裝約 50 mL 的蒸餾水,再加入少許的硫酸銨亞鐵(II)粉末溶於水中,使呈無色硫酸銨亞鐵溶液。
2. 加入約 10 mL 的 0.1 M 無色硫氰化鉀溶液,呈黃色,如圖一所示。
3. 再用滴管加入含少量濃磷酸的過氧化氫溶液(如圖二所示),接著,溶液即快速的變成紅色的硫氰化鐵離子錯合物溶液,如圖三所示。
圖一 圖二  圖三

溶液和器材

1. 硫酸銨亞鐵(II)粉末 (Ferrous Ammonium Sulfate, FeSO4(NH4)2SO4.6H2O) 少許。
2. 0.1 M 硫氰化鉀溶液:0.97 g 的硫氰化鉀 (Potassium Thiocyanate, KSCN)粉末溶於水中成 100 mL 的溶液。
3. 30% 過氧化氫溶液(Hydrogen Peroxide, H2O2 )
4. 85% 濃磷酸(Phosphoric Acid, H3PO4 )。
5. 100 mL 燒杯 5 個。
6. 滴管 5 隻。
7. 蒸餾水。

原理和概念

1. 本實驗的氧化還原反應如下:
氧化反應:Fe2+(aq) + e- → Fe3+(aq)
還原反應:H2O2(aq) + 2 H+(aq) + 2 e- → 2 H2O(l)
總反應:2 Fe2+(aq) + H2O2(aq) + 2 H+(aq) → 2 Fe3+(aq) + 2 H2O(l)
Fe3+(aq)(黃褐色) + SCN-(aq)(無色) → FeSCN2+(aq)(紅色)

教學提示

1. 硫酸銨亞鐵(II)粉末溶於水後,二價的鐵離子易在空氣中被氧氣氧化成鐵三價離子,使得溶液變成黃褐色,所以最好當天配製此溶液。
2. 過氧化氫溶液最好也是當天再加入濃磷酸,以保持其良好的反應性。
3. 硫氰化鉀溶液可事先配好,以便於使用。

問題和參考答案

1. 試以化學反應式來表示氧化及還原各自的反應式?
答: 氧化反應:Fe2+(aq) + e- → Fe3+(aq)
還原反應:H2O2(aq) + 2 H+(aq) + 2 e- → 2 H2O(l)
2.  試以寫出本實驗紅色錯合物的化學式。
答: FeSCN2+(aq)(紅色)
3. 為何鐵二價離子溶液要在當天配製?
答: 硫酸銨亞鐵(II)粉末溶於水後,二價的鐵離子易在空氣中被氧氣氧化成鐵三價離子,使得溶液變成黃褐色,所以最好當天配製此溶液。

參考資料

1. Summerlin, Lee R. and Ealy, Jr., James L., Chemical Demonstrations: a Sourcebook for Teachers, 2nd Ed., 1988, Volume 2, pp 205-206, Washington, D.C., American Chemical Society.
2. 高級中學化學編輯小組,化學實驗手冊,十版,頁 28-30,84年1月,國立編譯館,台北市。

適用程度

國民小學 國民中學 ˇ高級中學 ˇ大學普通化學

安全

 示範這個實驗必須戴安全眼鏡及可丟棄的手套。
 示範這個實驗實行適當的風險評估是老師的責任。

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