Question

【題目】某化學小組探究酸性條件下NO3－、SO42-、Fe3+三種微粒的氧化性強弱，設計如下實驗（夾持儀器已略去，裝置的氣密性已檢驗）。（忽略氧氣對反應的影響）

實驗記錄如下：

實驗序號	實驗操作	實驗現象
I	向A裝置中通入一段時間的SO2氣體。	A中黃色溶液迅速變成深紅棕色，最終變為淺綠色。
II	取出少量A裝置中的溶液，先加入KSCN溶液，再加入BaCl2溶液。	加入KSCN溶液后溶液不變色，再加入BaCl2溶液產生白色沉淀。
III	打開活塞a，將過量稀HNO3加入裝置A中，關閉活塞a	A中淺綠色溶液最終變為黃色。
IV	取出少量A裝置中的溶液，加入KSCN溶液；向A裝置中通入空氣。	溶液變為紅色；液面上方有少量紅棕色氣體生成。

請回答下列問題：

（1）配制FeCl3溶液時，常常加入鹽酸，目的是（用化學方程式和簡單文字敘述）： 。

（2）資料表明，Fe3+能與SO2結合形成深紅棕色物質Fe(SO2)63+，反應方程式為： Fe3+ + 6SO2 Fe(SO2)63+。請用化學平衡移動原理解釋實驗I中溶液顏色變化的原因 。

（3）實驗II中發生反應的離子方程式是 。

（4）實驗III中，淺綠色溶液變為黃色的原因是（用離子方程式表示） 。

（5）實驗IV中液面上方有少量紅棕色氣體生成，發生反應的方程式是 。

（6）綜合上述實驗得出的結論是：在酸性條件下，NO3－、SO42-、Fe3+三種微粒的氧化性由強到弱的順序是： 。

Answer 1

【答案】（1）Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，加入鹽酸，增大c(H+)，平衡左移，抑制Fe3+水解；

（2）Fe3+和SO2生成紅棕色的Fe(SO2)63+反應速率較快：Fe3++6SO2Fe(SO2)63+；而反應2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+反應緩慢，但是反應限度較大，使溶液中c(Fe3+)降低，平衡逆向移動，紅棕色逐漸褪去，最終得到淺綠色溶液；（3）Ba2++SO42-=BaSO4↓；

（4）3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O；（5）2NO+O2=2NO2；

（6）氧化性強弱是：NO3->Fe3+>SO42-。

【解析】

試題分析：（1）FeCl3屬于強酸弱堿鹽，Fe3＋要發生水解，其水解反應方程式：Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，加入鹽酸，增大c(H+)，平衡左移，抑制Fe3+水解；（2）通入SO2后溶液先變為深紅棕色，發生Fe3++6SO2Fe(SO2)63+；然后利用Fe3＋的強氧化性和SO2的強還原性，兩者發生2Fe3＋＋SO2＋2H2O=2Fe2＋＋SO42－＋4H＋，使溶液中c(Fe3+)降低，平衡逆向移動，紅棕色逐漸褪去，最終得到淺綠色溶液；（3）加入KSCN溶液，溶液不變色，說明不含Fe3＋，加入BaCl2溶液產生白色沉淀，說明溶液中含有SO42－，因此發生的反應是Ba2＋＋SO42－=BaSO4↓；(4)硝酸具有強氧化性，把Fe2＋氧化成Fe3＋，溶液由淺綠色變為黃色，發生的反應是：3Fe2+ +4H++ NO3- = 3Fe3++NO↑+2H2O；（5）紅棕色氣體為NO2，因此發生的反應是2NO＋O2=2NO2；(6)根據氧化還原反應中強弱規律，因此NO3－>Fe3＋>SO42－。