Question

17．某化學興趣小組探討Fe³⁺與SO₃^2-之間的反應情況，請您參與并協助完成實驗．
（1）提出猜想：
①發生氧化還原反應．請你配平反應的離子方程式：
2Fe³⁺+1SO₃^2-+1H₂O═2Fe²⁺+1SO₄^2-+2H⁺
②發生互促水解反應，其反應的離子方程式為：2Fe³⁺+3SO₃^2-+6H₂O?Fe（OH）₃（膠體）+3H₂SO₃
（2）實驗驗證：
①檢驗Na₂SO₃溶液是否變質，取Na₂SO₃溶液，加入過量鹽酸后，再加入BaCl₂溶液，無沉淀產生，結論：Na₂SO₃溶液沒有變質寫出有關反應的離子方程式SO₃^2-+2H⁺═SO₂↑+H₂O．
②取5mLFeCl₃溶液與試管中，逐滴加入Na₂SO₃溶液至過量，觀察到：溶液由黃色變為紅棕色，無氣體產生，也沒有沉淀產生．
③將②溶液加入過量稀鹽酸，分成兩等份，一份加入BaCl₃溶液，產生白色沉淀；另一份加入幾滴KSCN溶液，溶液呈血紅色．
（3）得出結論：根據上述實驗現象，得出Fe³⁺與SO₃^2-之間發生反應的情況是Fe³⁺與SO₃^2-同時發生氧化還原反應和雙水解反應．
（4）拓展探究：實驗小組的一位同學在FeCl₃溶液中加入Na₂CO₃溶液，觀察到有紅褐色沉淀產生，并有無色氣體放出．
①寫出反應的離子方程式2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑．
②SO₃^2-的電解能力小于CO₃^2-（填“大于”、“小于”）．

Answer 1

分析 （1）提出猜想：三價鐵離子具有氧化性，能氧化SO₃^2-，生成硫酸根離子，同時三價鐵離子被還原為亞鐵離子；
（2）實驗驗證：
①Na₂SO₃具有還原性，易被氧化成硫酸鈉，故要檢驗變質，應檢驗是否含硫酸根離子，取Na₂SO₃溶液，加入過量鹽酸后，生成二氧化硫；
（3）在鹽酸中能夠生成與氯化鋇生成的白色沉淀為硫酸鋇沉淀；加入KSCN溶液，溶液變為血紅色，證明溶液中存在鐵離子；
（4）根①據碳酸根離子與鐵離子發生了雙水解生成氫氧化鐵和二氧化碳寫出離子方程式；②根據碳酸鈉和亞硫酸鈉的本身性質進行判斷．

解答 解：（1）三價鐵離子具有氧化性，能氧化SO₃^2-，生成硫酸根離子，同時三價鐵離子被還原為亞鐵離子，其反應離子方程式為：2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺；
故答案為：2、1、1、2、1、2；
（2）①Na₂SO₃具有還原性，易被氧化成硫酸鈉，故要檢驗變質，應檢驗是否含硫酸根離子，可先加過量的鹽酸，使亞硫酸鈉中亞硫酸根離子變成二氧化硫氣體，再加氯化鋇，若出現沉淀，證明有硫酸根離子，亞硫酸鈉被氧化，現實驗現象為無沉淀產生，說明Na₂SO₃沒被氧化，溶液沒有變質；取Na₂SO₃溶液，加入過量鹽酸后，離子反應為：SO₃^2-+2H⁺═SO₂↑+H₂O，
故答案為：Na₂SO₃溶液沒有變質；SO₃^2-+2H⁺═SO₂↑+H₂O；
（3）①實驗Ⅱ：FeCl₃濃溶液于試管中，逐滴加入Na₂SO₃濃溶液，鐵離子能夠與亞硫酸根離子發生水解生成了紅褐色的氫氧化鐵膠體；
加入KSCN溶液，溶液變為血紅色，反應的離子方程式為：Fe³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃；
加入氯化鋇生成白色沉淀，白色沉淀為硫酸鋇，反應的離子方程式為：Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄↓，證明了Fe³⁺與SO₃^2-發生氧化還原反應；
故答案為：Fe³⁺與SO₃^2-同時發生氧化還原反應和雙水解反應；
（4）①在FeCl₃濃溶液中加Na₂CO₃濃溶液，觀察到紅褐色沉淀并且產生無色氣體，二者發生了雙水解反應，反應的離子方程式為：2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案為：2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑；
②鐵離子與亞硫酸根離子生成了氫氧化鐵膠體，與碳酸根離子反應生成了氫氧化鐵沉淀，說明碳酸根離子水解能力比亞硫酸根離子大，
故答案為：小于．

點評 本題考查了探究反應機理的方法，題目難度中等，側重于離子的檢驗的考查，充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力．