Question

9．某同學為了驗證Fe³⁺是否能氧化H₂SO₃生成了SO₄^2-，他用50mL0.1mol/LFeCl₃溶液吸收制取SO₂氣體的尾氣，再進行以下實驗：
（1）向FeCl₃溶液中通入一定量的SO₂，反應的離子方程式：SO₂+2H₂0+2Fe³⁺=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺
（2）檢驗吸收液中SO₄^2-的方法：取少量樣品溶液于試管中，先滴入足量的稀鹽酸，再滴入氯化鋇溶液，有白色沉淀生成
（3）吸收液中除了含有H⁺、Cl^-、SO₄^2-以外，對其它成份（Fe³⁺、Fe²⁺、H₂SO₃）的可能組合進行探究：
①提出假設．
假設1：溶液中存在Fe³⁺、Fe²⁺；
假設2：溶液中存在Fe²⁺、H₂SO₃
假設3：溶液中存在Fe²⁺而不存在H₂SO₃ （二者恰好完全反應）．
②設計方案、進行實驗，驗證假設．請在表中寫出實驗步驟以及預期現象和結論（可以不填滿）．限選實驗試劑和儀器：試管、滴管、0.1moL•L^-1KMnO₄、0，.1moL•L^-1KSCN溶液、品紅溶液．

實驗步驟	預期現象和結論
步驟1：用試管取樣品溶液2～3mL，再用滴管取LKSCN溶液，向試管中滴入1～2滴0.1mol/LKSCN溶液	（1）若出現紅色，則假設1成立； （2）若未出現紅色，則假設2或假設3成立．
步驟2：另取2～3mL樣品溶液于試管中滴入1～2mL品紅稀溶液	1若品紅溶液紅色褪色，假設2成立； 2若品紅溶液不褪色，結合步驟1中的（2）則假設3成立

Answer 1

分析 （1）二氧化硫可以被三價鐵氧化為硫酸根離子，三價鐵自身被還原為亞鐵離子，結合原子守恒分析，化合價升高元素所在的產物是氧化產物；
（2）硫酸根可以和鋇離子反應生成白色沉淀，但是要排除碳酸根的干擾；
（3）三價鐵離子具有氧化性，亞硫酸具有還原性，二者不能組合，三價鐵能使硫氰酸鉀顯紅色，二氧化硫能使品紅褪色，據此來分析存在的微粒．

解答 解：（1）二氧化硫可以被三價鐵氧化為硫酸根離子，三價鐵自身被還原為亞鐵離子，所以產物有氯化亞鐵和硫酸以及鹽酸，反應的離子方程式為SO₂+2H₂0+2Fe³⁺=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案為：SO₂+2H₂0+2Fe³⁺=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
（2）Fe³⁺能夠把H₂SO₃氧化成SO₄^2-，溶液中存在硫酸根離子，證明反應發生了，硫酸根可以和鋇離子反應生成白色沉淀，但是要排除碳酸根的干擾，所以硫酸根的檢驗方法是：取少量樣品溶液于試管中，先滴入足量的稀鹽酸，再滴入氯化鋇溶液，有白色沉淀生成，
故答案為：取少量樣品溶液于試管中，先滴入足量的稀鹽酸，再滴入氯化鋇溶液，有白色沉淀生成；
（3）①三價鐵離子具有氧化性，亞硫酸具有還原性，二者不能組合，所以假設2：溶液中存在Fe²⁺、H₂SO₃，故答案為：Fe²⁺、H₂SO₃；
②三價鐵能使硫氰酸鉀顯紅色，亞硫酸中的二氧化硫能使品紅褪色，檢驗三價鐵可以將0.1mol/LKSCN溶液1～2滴加到待測樣品中，檢驗亞硫酸可以將品紅滴到樣品中，驗證時不能使用KMnO₄溶液，因它可以同時氧化Fe²⁺和H₂SO₃，由于用FeCl₃溶液吸收制取SO₂氣體，Fe³⁺可以氧化H₂SO₃，故Fe³⁺與H₂SO₃不能共存，溶液中有H₂SO₃就一定有Fe²⁺．所以用品紅驗證了H₂SO₃的存在就不必再驗證Fe²⁺，
故答案為：

實驗步驟	預期現象和結論
步聚1：向試管中滴入1～2滴0.1mol/LKSCN溶液
步驟2：另取2～3mL樣品溶液于試管中滴入1～2mL品紅稀溶液	1若品紅溶液紅色褪色，假設2成立； 2若品紅溶液不褪色，結合步驟1中的（2）則假設3成立

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點評 本題考查物質組成與性質的實驗探究，為高頻考點，把握物質的性質、氧化還原反應原理、離子檢驗等為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，題目難度中等．