Question

某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組討論Fe³⁺和SO₃^2-之間發(fā)生怎樣的反應(yīng)，提出了兩種可能：
一是發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2Fe³⁺+SO^2-₃+H₂O=2Fe²⁺+SO^2-₄+2H⁺；
二是發(fā)生雙水解反應(yīng)：2Fe³⁺+3SO^2-₃+6H₂O=2Fe（OH）₃（膠體）+3H₂SO₃．
為了證明是哪一種反應(yīng)發(fā)生，同學(xué)們設(shè)計(jì)并實(shí)施了下列實(shí)驗(yàn)，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />實(shí)驗(yàn)Ⅰ，學(xué)生選擇的實(shí)驗(yàn)用品：Na₂SO₃濃溶液、BaCl₂稀溶液、稀鹽酸；試管若干、膠頭滴管若干．從選擇的藥品分析，作者設(shè)計(jì)這個實(shí)驗(yàn)的目的是

 

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實(shí)驗(yàn)Ⅱ，取5mLFeCl₃濃溶液于試管中，逐滴加入Na₂SO₃濃溶液，觀察到溶液顏色由黃色變?yōu)榧t棕色，無氣泡產(chǎn)生，無沉淀生成，繼續(xù)加入Na₂SO₃濃溶液至過量，溶液顏色加深，最終變?yōu)榧t褐色．這種紅褐色液體是

 

．向紅褐色液體中逐滴加入稀鹽酸至過量，可以觀察到的現(xiàn)象是

 

．將溶液分成兩等份，其中一份加入KSCN溶液，溶液變成血紅色，反應(yīng)的離子方程式為

 

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另一份加入BaCl₂稀溶液，有少量白色沉淀生成，產(chǎn)生該白色沉淀的離子方程式是

 

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實(shí)驗(yàn)Ⅲ，換用稀釋的FeCl₃和Na₂SO₃溶液重復(fù)實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ，產(chǎn)生的現(xiàn)象完全相同．由上述實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是

 

．若在FeCl₃濃溶液中加入Na₂CO₃濃溶液，觀察到紅褐色沉淀并且產(chǎn)生無色氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．從形式上看，Na₂CO₃和Na₂SO₃相似，但是從上述實(shí)驗(yàn)中可以看到，二者的水溶液與氯化鐵溶液反應(yīng)的現(xiàn)象差別很大，分析其原因可能是：

 

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Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：實(shí)驗(yàn)Ⅰ：根據(jù)選擇的實(shí)驗(yàn)用品“Na₂SO₃濃溶液、BaCl₂稀溶液、稀鹽酸”分析實(shí)驗(yàn)的目的；
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：根據(jù)氫氧化鐵的顏色為紅褐色進(jìn)行判斷反應(yīng)生成了氫氧化鐵膠體；加入KSCN溶液，溶液變?yōu)檠�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；
實(shí)驗(yàn)Ⅲ：根據(jù)反應(yīng)生成了氫氧化鐵和硫酸根離子進(jìn)行分析根據(jù)碳酸根離子與鐵離子發(fā)生了雙水解生成氫氧化鐵和二氧化碳寫出離子方程式；根據(jù)碳酸鈉和亞硫酸鈉的本身性質(zhì)進(jìn)行判斷．

解答： 解：實(shí)驗(yàn)Ⅰ：學(xué)生選擇的實(shí)驗(yàn)用品：Na₂SO₃濃溶液、BaCl₂稀溶液、稀鹽酸，目的是檢驗(yàn)亞硫酸鈉是否被氧化成了硫酸鈉，
故答案為：檢驗(yàn)Na₂SO₃是否變質(zhì)（或檢驗(yàn)Na₂SO₃溶液中是否混有Na₂SO₄）；
實(shí)驗(yàn)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(fā)生水解生成了紅褐色的氫氧化鐵膠體；
加入KSCN溶液，溶液變?yōu)檠�紅色，反應(yīng)反應(yīng)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(yīng)的離子方程式為：Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄，
故答案為：氫氧化鐵膠體（或膠體）；先產(chǎn)生紅褐色沉淀，后沉淀逐漸溶解，溶液變?yōu)辄S色，有氣泡產(chǎn)生；Fe³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃；Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄↓；
實(shí)驗(yàn)Ⅲ：換用稀釋的FeCl₃和Na₂SO₃溶液重復(fù)實(shí)驗(yàn)Ⅱ，產(chǎn)生的現(xiàn)象完全相同，證明了Fe³⁺與SO₃^2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)和雙水解反應(yīng)是同時進(jìn)行的，在FeCl₃濃溶液中加Na₂CO₃濃溶液，觀察到紅褐色沉淀并且產(chǎn)生無色氣體，二者發(fā)生了雙水解反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑；由于亞硫酸根離子具有較強(qiáng)的還原性，能夠與鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，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(yīng)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：Fe³⁺與SO₃^2-同時發(fā)生氧化還原反應(yīng)和雙水解反應(yīng)；2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑SO₃^2-有較強(qiáng)的還原性，CO₃^2-沒有還原性（或SO₃^2-水解能力較CO₃^2-�。�．

點(diǎn)評：本題考查了探究反應(yīng)機(jī)理的方法，題目難度中等，是一道不錯的題目，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．