Question

（本題共13分）甲、乙兩同學研究Na₂SO₃溶液與FeCl₃溶液反應的情況。

步驟	操作	現象
Ⅰ	向2mL 1 mol·L-1FeCl3溶液中加入一定量的Na2SO3溶液	溶液由棕黃色變?yōu)榧t褐色，并有少量刺激性氣味的氣體逸出

（1）常溫下，FeCl₃溶液的pH_______7（填“＜”、“＞”或“＝”）。
（2）分析紅褐色產生的原因。
① 甲同學認為步驟I中溶液呈紅褐色是因為生成了Fe(OH)₃，請用化學平衡移動原理解釋溶液呈紅褐色的原因：________。
② 乙同學認為可能是發(fā)生了氧化還原反應，其中Fe³⁺ →Fe²⁺ ；請寫出Fe³⁺ 跟SO₃^2－反應的離子方程式
______________。
乙同學查閱資料得知：
1．Fe²⁺與SO₃^2－反應生成墨綠色的絮狀沉淀FeSO₃；
2．墨綠色的FeSO₃與黃色的FeCl₃溶液混合后，溶液呈紅褐色。
（3）甲同學為了確認溶液呈紅褐色的原因是生成了Fe(OH)₃，設計并完成了如下實驗：

步驟	操作	現象
Ⅱ	用激光筆照射步驟I中的紅褐色溶液	出現“丁達爾效應”

甲同學因此得出結論：溶液呈紅褐色是因為生成了Fe(OH)₃。而乙同學認為甲同學得出結論的證據仍然不足，乙同學的理由是________。
（4）為進一步確認Na₂SO₃溶液與FeCl₃溶液反應的情況，乙同學設計并完成了如下實驗：

步驟	操作	現象
Ⅲ	向1 mol?L-1的FeCl3溶液中通入一定量的SO2	溶液由黃色變?yōu)榧t褐色
Ⅳ	用激光筆照射步驟Ⅲ中的紅褐色溶液	沒有出現“丁達爾效應”

① 經檢驗步驟Ⅲ中紅褐色溶液含有Fe²⁺，檢驗Fe²⁺選用的試劑是_________（填字母）。
a．K₃[Fe(CN)₆] 溶液         b．KSCN溶液        c．KMnO₄溶液
② 請用離子方程式和必要的文字說明步驟Ⅲ中出現紅褐色的原因       。
（5）結論：由上述實驗得知，甲、乙兩同學所持觀點均正確。

Answer 1

 （1）＜（1分） （2） ① Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃+3H⁺，加入Na₂SO₃后，c(H⁺)下降，平衡正向移動，生成Fe(OH)₃（離子方程式1分，平衡移動方向1分，共2分）
② 2Fe³⁺ + SO₃^2- +H₂O ==2Fe²⁺ +SO₄^2-+2H⁺  （2分）
（3）FeSO₃和FeCl₃的混合溶液也可能出現“丁達爾效應” （2分）（4）①  a （1分）
② 2Fe³⁺ + SO₂ + 2H₂O ＝ 2Fe²⁺ + SO2- 4 + 4H⁺； Fe²⁺ + SO₂ +H₂O ＝ FeSO₃↓ + 2H⁺（或2Fe³⁺ + 3SO₂ + 4H₂O ＝2FeSO₃↓+ SO2- 4 + 8H⁺）；FeSO₃與剩余的FeCl₃溶液混合而呈現紅褐色。（每個方程式2分，文字闡述1分，共5分）

試題分析：（1）氯化鐵是強酸弱堿鹽，鐵離子水解溶液顯酸性，因此常溫下，FeCl₃溶液的pH＜7。
（2）① 在氯化鐵溶液中存在鐵離子的水解平衡：Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃+3H⁺，加入Na₂SO₃后，消耗氫離子，溶液中c(H⁺)下降，平衡正向移動，生成Fe(OH)₃。
②鐵離子具有氧化性，亞硫酸鈉具有還原性，二者可以發(fā)生氧化還原反應，離子方程式為2Fe³⁺ + SO₃^2- +H₂O==2Fe²⁺ +SO₄^2-+2H⁺。
（3）由于FeSO₃和FeCl₃混合后即使不反應，混合溶液也可能出現“丁達爾效應”。
（4）①由于溶液顯紅褐色，雖然亞鐵離子能與高錳酸鉀溶液反應，但現象不明顯，所以檢驗亞鐵離子的試劑應該選擇K₃[Fe(CN)₆] 溶液，實驗現象是溶液中產生藍色沉淀，答案選a。
②在溶液中鐵離子與SO₂發(fā)生氧化還原反應：2Fe³⁺ + SO₂ + 2H₂O ＝2Fe²⁺ + SO2- 4 + 4H⁺，生成的亞鐵離子與SO₂繼續(xù)反應：Fe²⁺ + SO₂ +H₂O＝FeSO₃↓ + 2H⁺（或2Fe³⁺ + 3SO₂ + 4H₂O ＝2FeSO₃↓+ SO2- 4 + 8H⁺），生成的FeSO₃與剩余的FeCl₃溶液混合而呈現紅褐色。