Question

【題目】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2 mL 1 mol·L-1FeCl3溶液中加入一定量的Na2SO3溶液	溶液由棕黃色變為紅褐色， 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，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生了氧化還原反應，完成并配平其反應的離子方程式：

Fe3+ +SO32- + =F e2+ + +

乙同學查閱資料得知：

1．Fe2+與SO32-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。
1．Fe2+與SO32-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 molL-1的FeCl3溶液中通入一定量的SO2	溶液由黃色變為紅褐色
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 已知H2SO3是弱酸，請結合電離方程式說明步驟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

【答案】< Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入Na2SO3后,c(H+)下降,平衡正向移動,生成Fe(OH)3 2Fe3++SO32-+H2O2Fe2++SO42-+2H+ FeSO3和FeCl3的混合溶液也可能出現“丁達爾效應” a H2SO3H++HSO3-;HSO3-H++SO32-,SO32-與被還原生成的Fe2+結合成FeSO3,與剩余的FeCl3溶液混合而呈現紅褐色

【解析】

（1）FeCl3是強酸弱堿鹽，鐵離子水解而導致其溶液呈酸性；

（2）①步驟I中溶液呈紅褐色的原因是：Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，加入Na2SO3后，c（H+）下降，平衡正向移動，生成Fe(OH)3；②Fe3+→Fe2+，化合價從+3→+2，降低1價，SO32-→SO42-，化合價從+4→+6，升高2價，根據化合價升高和降低總數相等以及原子守恒配平得方程式2Fe3++SO32-+H2O═2Fe2++SO42-+2H+；

（3）根據乙同學查閱資料得知：1．Fe2+與SO32-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，故而乙同學認為甲同學得出結論的證據仍然不足，由是 FeSO3和FeCl3的混合溶液也可能出現“丁達爾效應”；

（4）①a．K3[Fe(CN)6]溶液與Fe2+ 會產生藍色沉淀；b．KSCN溶液用于檢驗Fe3+；c．溶液中的二氧化硫會干擾KMnO4溶液檢驗Fe2+；②步驟III中出現紅褐色的原因：H2SO3H++HSO3-；HSO3-H++SO32-，SO32-與被還原生成的Fe2+結合為FeSO3，與剩余的FeCl3溶液混合而呈現紅褐色。

（1）FeCl3是強酸弱堿鹽，鐵離子水解而導致其溶液呈酸性，水解離子方程式為Fe3++3H2OFe(OH)3+2H+，所以其溶液pH＜7；

（2）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，原因是：Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+，加入Na2SO3后，c（H+）下降，平衡正向移動，生成Fe(OH)3；

②Fe3+→Fe2+，化合價從+3→+2，降低1價，SO32-→SO42-，化合價從+4→+6，升高2價，根據化合價升高和降低總數相等以及原子守恒配平得方程式2Fe3++SO32-+H2O═2Fe2++SO42-+2H+；

（3）根據乙同學查閱資料得知：1．Fe2+與SO32-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，故而乙同學認為甲同學得出結論的證據仍然不足，理由是 FeSO3和FeCl3的混合溶液也可能出現“丁達爾效應”；

（4）①a．K3[Fe(CN)6]溶液與Fe2+ 會產生藍色沉淀，故可用于檢驗步驟III中紅褐色溶液是否含有Fe2+，故a正確；b．KSCN溶液用于檢驗Fe3+，故b錯誤；c．溶液中的二氧化硫會干擾KMnO4溶液檢驗Fe2+，故c錯誤；答案選a；

②步驟III中出現紅褐色的原因：H2SO3H++HSO3-、HSO3-H++SO32-，SO32-與被還原生成的Fe2+結合為FeSO3，與剩余的FeCl3溶液混合而呈現紅褐色。