Question

17．某化學研究性學習小組探討Fe³⁺和SO₃^2-之間發生怎樣的反應，請你一起參與并協助他們完成實驗．
（1）提出猜想：
甲同學認為發生氧化還原反應，其反應的離子方程式為2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺；
乙同學認為發生雙水解反應，其反應方程式為2Fe³⁺+3SO₃^2-+6H₂O═2Fe（OH）₃（膠體）+3H₂SO₃；
（2）實驗驗證：
丙同學設計了下列實驗來探究反應的可能性．
①為了檢驗所用Na₂SO₃是否變質，應選用的試劑是BaCl₂溶液、稀鹽酸；
②取5mLFeCl₃溶液于試管中，逐滴加入Na₂SO₃溶液至過量，觀察到溶液顏色由黃色變為紅褐色（無氣泡產生，也無沉淀生成）；
③將②溶液分成兩等份，其中一份加入稀鹽酸至過量，再加入BaCl₂稀溶液，有白色沉淀生成；另一份滴入幾滴KSCN溶液，溶液變成血紅色；
（3）得出結論：
1．根據上述丙同學的實驗得出的結論是：Fe³⁺與SO₃^2-同時發生氧化還原反應和雙水解反應；
2．上述丙同學的實驗③中溶液變成血紅色的離子方程式為Fe（OH）₃（膠體）+3SCN^-=Fe（SCN）₃+3OH^-；
（4）拓展探究：
①丁同學在FeCl₃溶液中加入Na₂CO₃溶液，觀察到紅褐色沉淀并且產生無色氣體，該反應的離子方程式是2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑；
②從形式上看，Na₂CO₃和Na₂SO₃相似，但是從上述實驗中可以看到，二者的水溶液與氯化鐵溶液反應的現象差別很大，其可能的原因除SO₃^2-水解能力較CO₃^2-小（填“大”或“小”）外，還有SO₃^2-有較強的還原性，而CO₃^2-沒有還原性．

Answer 1

分析 （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；
（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；
（3）①根據氫氧化鐵的顏色為紅褐色進行判斷反應生成了氫氧化鐵膠體；加入KSCN溶液，溶液變為血紅色，證明溶液中存在鐵離子；
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；
②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：2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺；
（2）Na₂SO₃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，即亞硫酸鈉被氧化，若無沉淀，則沒被氧化；
故答案為：BaCl₂溶液、稀鹽酸；
（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；
②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，說明有硫氰化鐵生成，反應的離子方程式為：Fe（OH）₃（膠體）+3SCN^-=Fe（SCN）₃+3OH^-；
故答案為：Fe（OH）₃（膠體）+3SCN^-=Fe（SCN）₃+3OH^-；
（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由于亞硫酸根離子具有較強的還原性，能夠與鐵離子發生氧化還原反應，而碳酸根離子沒有還原性，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：��；SO₃^2-有較強的還原性，CO₃^2-沒有還原性．

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．