Question

某化學研究性學習小組討論Fe³⁺和SO₃^2-之間發(fā)生怎樣的反應，提出了兩種可能，寫出相應的離子方程式．一是發(fā)生氧化還原反應：

 

；二是發(fā)生雙水解反應：

 

；為了證明是哪一種反應發(fā)生，同學們設計并進行了如下實驗，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />實驗Ⅰ：取5mLFeCl₃濃溶液于試管中，逐滴加入上述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，可以觀察到溶液最終變黃色，同時觀察到的另一現(xiàn)象是

 

．將所得溶液分成兩等份，其中一份加入KSCN溶液，溶液變成血紅色，其目的是

 

．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

 

．
實驗Ⅱ：換用稀釋的FeCl₃和Na₂SO₃溶液重復實驗Ⅰ、Ⅱ，產(chǎn)生的現(xiàn)象完全相同．由上述實驗得出的結論是

 

．指導老師看過學生的實驗步驟后認為該設計有缺陷，應在開始實驗前對某主要藥品進行檢驗，所選擇的藥品為

 

；該實驗的目的是

 

．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，該反應的化學方程式是

 

．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(xiàn)象差別很大，分析其原因可能是：①

 

；②

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：

分析：Fe³⁺和SO₃^2-之間發(fā)生氧化還原反應生成亞鐵離子和硫酸根離子；
Fe³⁺和SO₃^2-之間發(fā)生雙水解反應生成氫氧化鐵膠體和亞硫酸；
實驗Ⅰ：根據(jù)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?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，根據(jù)反應生成了氫氧化鐵和硫酸根離子進行分析；
實驗Ⅱ：根據(jù)反應生成了氫氧化鐵和硫酸根離子進行分析；亞硫酸根離子能被氧氣氧化為硫酸根離子，所以要先用BaCl₂溶液、稀鹽酸檢驗是否含有SO₄^2-，
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進行判斷．

解答： 解：Fe³⁺和SO₃^2-之間發(fā)生氧化還原反應生成亞鐵離子和硫酸根離子，其離子方程式為：2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺；
Fe³⁺和SO₃^2-之間發(fā)生雙水解反應生成氫氧化鐵膠體和亞硫酸，其離子方程式為：2Fe³⁺+3SO₃^2-+6H₂O=2Fe（OH）₃（膠體）+3H₂SO₃；
故答案為：2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺；2Fe³⁺+3SO₃^2-+6H₂O=2Fe（OH）₃（膠體）+3H₂SO₃；
實驗Ⅰ：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；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)象是先產(chǎn)生紅褐色沉淀，后沉淀逐漸溶解，溶液變成黃色且有氣泡產(chǎn)生；
加入KSCN溶液，溶液變?yōu)檠�紅色，反應反應的離子方程式為：Fe³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃，證明氫氧化鐵膠體轉化為了Fe³⁺；
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↓；
故答案為：氫氧化鐵膠體；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；證明氫氧化鐵膠體轉化為了Fe³⁺；Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄↓；
實驗Ⅱ：換用稀釋的FeCl₃和Na₂SO₃溶液重復實驗Ⅱ，產(chǎn)生的現(xiàn)象完全相同，證明了Fe³⁺與SO₃^2-發(fā)生氧化還原反應和雙水解反應是同時進行的；
亞硫酸根離子能被氧氣氧化為硫酸根離子，所以要先用BaCl₂溶液、稀鹽酸檢驗是否含有SO₄^2-，若有白色沉淀證明Na₂SO₃已經(jīng)變質；
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，反應的離子方程式為：2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑；
故答案為：Fe³⁺與SO₃^2-同時發(fā)生氧化還原反應和雙水解反應；BaCl₂溶液、稀鹽酸；檢驗Na₂SO₃是否變質；2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑；
由于亞硫酸根離子具有較強的還原性，能夠與鐵離子發(fā)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；SO₃^2-水解能力較CO₃^2-小．

點評：本題考查了鐵及其化合物性質的分析應用，側重于考查學生的實驗探究能力，注意把握離子檢驗的實驗設計分析判斷，掌握物質性質和反應現(xiàn)象是解題關鍵，題目難度中等．