【題目】某化學興趣小組為驗證SO2的還原性,特邀你參與以下探究活動。

I.理論預測

該興趣小組實驗實施前進行了充分的討論交流,確定選擇SO2和FeCl3溶液的反應來探究,并預測將SO2通入FeCl3溶液中的現(xiàn)象。小組同學想聽聽你的分析,你認為可能觀察到的現(xiàn)象是:_____________,你預測的理論依據(jù)是(用離子方程式表示):________________________。

II.實驗探究

(1)配制1mol/LFeCl3溶液(未用鹽酸酸化)

①下面是小組四位同學在配制溶液時的“轉(zhuǎn)移”操作,其中正確的是:_______________。

②測溶液的pH得知溶液呈酸性,其原因是:____________________ (用離子方程式表示)。

(2)SO2通入FeCl3溶液至飽和,觀察到溶液由棕黃色變?yōu)榧t棕色,并沒有觀察到預期的現(xiàn)象。將反應后的溶液放置12小時后又出現(xiàn)了預期的結(jié)果。

查閱資料得知[Fe(HSO3)]2+為紅棕色,生成[Fe(HSO3)]2+的反應為可逆反應。請你用化學方程式解釋將SO2通入FeCl3溶液至飽和時觀察到的現(xiàn)象:_______________。

(3)為了探究如何縮短紅棕色變?yōu)轭A期顏色的時間,小組繼續(xù)探究:另取少量FeCl3溶液,再通入SO2溶液變?yōu)榧t棕色,加濃HCl酸化,幾分鐘后變?yōu)轭A期顏色。

請你推測小組在實驗方案設(shè)計中“加濃HC1酸化”的目的是:_______________。

III.感悟與分享

通過探究,小組同學深受啟發(fā)、感悟良多。比如,有同學認為“實驗才是化學的最高法庭”。請寫出一種你的感悟與同學分享:______________________。

【答案】 溶液由(棕)黃色變?yōu)闇\綠色 2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + SO42-+ 4H+ A Fe3+ + 3H2OFe(OH)3 + 3H+ FeCl3+ SO2 + H2O[Fe(HSO3)]Cl2 + HCl 增大 H+濃度, 使“FeCl3+ SO2 + H2O[Fe(HSO3)]Cl2 + HCl”平衡逆向移動, 加快預期反應的速率 實踐才是檢驗真理的唯一標準;敢于質(zhì)疑,不放過實驗中的異,F(xiàn)象,可能獲得新知;(其他合理描述即給分)。

【解析】試題分析:本題考查SO2FeCl3溶液反應的實驗探究,涉及物質(zhì)性質(zhì)的分析,物質(zhì)的量濃度溶液的配制,鹽類的水解,外界條件對化學平衡的影響。

I.由于SO2具有還原性,Fe3+具有氧化性,預測SO2通入FeCl3溶液中SO2Fe3+還原為Fe2+,可能觀察到的現(xiàn)象是:溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色。反應的離子方程式可表示為SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+。

II.1“轉(zhuǎn)移”時防止溶液外灑,應將玻璃棒的下端伸入容量瓶的刻度線以下,用玻璃棒引流溶液,答案選A

②FeCl3屬于強酸弱堿鹽,由于Fe3+的水解使溶液呈酸性,Fe3+水解的離子方程式為Fe3++3H2OFeOH3+3H+。

2根據(jù)資料,紅棕色溶液中含[FeHSO3]2+,該過程中元素的化合價沒有變化,反應的化學方程式為SO2+FeCl3+H2O[FeHSO3]Cl2+2HCl。

3出現(xiàn)紅棕色是發(fā)生了反應SO2+FeCl3+H2O[FeHSO3]Cl2+2HCl,縮短紅棕色時間,即使上述平衡向逆反應方向移動。加濃HCl酸化的目的是增大H+濃度,使“FeCl3+SO2+H2O[Fe(HSO3)]Cl2 + HCl”平衡逆向移動,加快預期反應的速率。

III. 通過上述實驗說明:實踐才是檢驗真理的唯一標準;敢于質(zhì)疑,不放過實驗中的異常現(xiàn)象,可能獲得新知等

練習冊系列答案
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容器

反應物投入量

1 mol N23 mol H2

2 mol NH3

4 mol NH3

NH3的濃度(mol·L-1

c1

c2

c3

反應的能量變化

放出a kJ

吸收b kJ

吸收c kJ

體系壓強(Pa

p1

p2

p3

反應物轉(zhuǎn)化率

α1

α2

α3

下列說法正確的是(  )

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(2)將0.4 mol/L HB溶液與0.2 mol/L NaOH溶液等體積混合(忽略混合后溶液體積的變化),測得混合溶液中c(Na+)>c(B)。

①混合溶液中c(B_____c(HB)(填“>”、“<” 或“=”);

②混合溶液中c(HB)+ c(B_____0.2mol/L(填“>”、“<”或“=”).

(3)已知在常溫下常見弱酸的電離平衡常數(shù)Ka如表所示:

溶質(zhì)

CH3COOH

H2CO3

HClO

HCN

電離平衡常數(shù)Ka

1.75×10-5

Ka1=4.4×10-7 Ka2=4.7×10-11

3.2×10-8

6.2×10-10

①少量二氧化碳通入NaClO溶液中的離子方程式_____

②濃度均為0.01mol/L的下列4種物質(zhì)的溶液分別加水稀釋100倍,pH變化最小的是_____(填編號);

a.CH3COOH b.HCN c.HClO d.H2CO3

③常溫下濃度相同的醋酸和醋酸鈉混合液pH=6,則c( CH3COO)﹣c( CH3COOH)=___mol/L(用數(shù)值列出計算式即可).

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水溶性

密度(g/cm3)

顏色

熔點

沸點

S2Cl2

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1.687

金黃色

-76℃

138℃

SCl2

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1.621

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(4)b中的反應開始前,需排除裝置中的空氣,簡述相關(guān)操作:_________。

(5)裝置d中盛放的試劑是_________;其作用是①__________________。

(6)為了獲得更純凈的S2Cl2,需要對產(chǎn)品進行的操作是_________。

(7)若將S2Cl2放入水中同時產(chǎn)生沉淀和氣體,寫出反應的方程式_________。

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