Question

【題目】某實驗小組研究 FeCl3 溶液與 Na2SO3 溶液之間的反應，進行如下實驗探究

（1）配制 FeCl3 溶液時，先將 FeCl3 溶于濃鹽酸，再稀釋至指定濃度。結合化學用語說 明濃鹽酸的作用：______。

（2）甲同學認為，上述實驗在開始混合時觀察到的現象不涉及氧化還原反應，實驗 I中紅褐色比 II 中略淺的原因是______。

（3）乙同學認為實驗 II 可能發生了氧化還原反應，為了探究反應的產物做了實驗 III和生成物檢驗。

① 取少量 Na2SO3 溶液電極附近的混合液，加入______，產生白色沉淀，證明產生了 SO42-。

② 該同學又設計實驗探究另一電極的產物，取少量FeCl3溶液電極附近的混合液，加入鐵氰化鉀溶液，產生____________________，證明產生了Fe2+。

（4）實驗 III 發生反應的方程式是______。

（5）實驗小組查閱資料：溶液中 Fe3+、 SO32-、OH-三種微粒會形成紅色配合物并存在如下轉化：

從反應速率和化學平衡兩個角度解釋實驗 I、II 現象背后的原因可能是：______。

Answer 1

【答案】Fe3+＋3H2OFe(OH)3＋3H+；鹽酸抑制氯化鐵水解 Fe3+起始濃度小，水解出的Fe(OH)3少 足量鹽酸和BaCl2溶液 藍色沉淀 2Fe3+ + SO32- + H2O 2Fe2+ + SO42-+ 2H+ 生成紅色配合物的反應速率快，紅色配合物生成橙色配合物的速率較慢；在O2的作用下，橙色的HOFeOSO2濃度下降，平衡不斷正向移動，有淺綠色的Fe2+生成

【解析】

（1）FeCl3 溶液中存在Fe3+水解平衡，Fe3+＋3H2OFe(OH)3＋3H+，加入濃鹽酸可以抑制其水解。

（2）實驗Ⅰ中1.0mol/L FeCl3溶液2滴，實驗Ⅱ中1.0mol/L FeCl3溶液2mL，實驗I相對于實驗Ⅱ，Fe3+起始濃度小，水解出的Fe(OH)3少。

（3）①加入足量鹽酸和BaCl2溶液，產生白色沉淀，證明SO42-。

②加入鐵氰化鉀溶液，產生藍色沉淀，證明Fe2+。

（4）由（3）可知，Fe3+與 SO32-發生氧化還原反應生成Fe2+ 和SO42-。

（5）130min的實驗現象溶液立即變為紅褐色，隨后變淺，可見生成紅色配合物的反應速率快，紅色配合物生成橙色配合物的反應速率慢，是因為在氧氣的作用下，c(HOFeOSO2)減小，，平衡不斷正向移動，有淺綠色的Fe2+生成，

（1）配制 FeCl3 溶液時，Fe3+會水解，Fe3+＋3H2OFe(OH)3＋3H+，加入濃鹽酸可以抑制其水解，故答案為：Fe3+＋3H2OFe(OH)3＋3H+，鹽酸抑制氯化鐵水解。

（2）實驗Ⅰ中1.0mol/L FeCl3溶液2滴，實驗Ⅱ中1.0mol/L FeCl3溶液2mL，實驗I相對于實驗Ⅱ，Fe3+起始濃度小，雖然越稀越水解，但水解的鐵離子數目不及實驗Ⅱ，且水解的速率不及實驗Ⅱ，水解出的Fe(OH)3少，所以開始混合時，實驗I中紅褐色比Ⅱ中略淺，故答案為：Fe3+起始濃度小，水解出的Fe(OH)3少。

（3）①要證明產生了的SO42-，應加入足量鹽酸和BaCl2溶液，產生白色沉淀，證明產生了 SO42-，故答案為：足量鹽酸和BaCl2溶液。

②要證明Fe3+發生還原反應生成了Fe2+，加入鐵氰化鉀溶液，產生藍色沉淀，證明產生了Fe2+，故答案為：藍色沉淀。

（4）由（3）可知，Fe3+與 SO32-發生氧化還原反應生成Fe2+ 和SO42-，化學反應方程式為：2Fe3+ + SO32- + H2O=2Fe2+ + SO42-+ 2H+，故答案為：2Fe3+ + SO32- + H2O=2Fe2+ + SO42-+ 2H+。

（5）130min的實驗現象溶液立即變為紅褐色，隨后變淺，可見生成紅色配合物的反應速率快，紅色配合物生成橙色配合物的反應速率慢，是因為在氧氣的作用下，c(HOFeOSO2)減小，，平衡不斷正向移動，有淺綠色的Fe2+生成，故答案為：生成紅色配合物的反應速率快，紅色配合物生成橙色配合物的速率較慢，在O2的作用下，橙色的HOFeOSO2濃度下降，平衡不斷正向移動，有淺綠色的Fe2+生成。