Question

18．某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組探討Fe³⁺和SO₃^2-之間發(fā)生怎樣的反應(yīng)，請你一起參與并協(xié)助他們完成實驗．
（1）提出猜想：
甲同學(xué)認(rèn)為發(fā)生氧化還原反應(yīng)，其反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺；
乙同學(xué)認(rèn)為發(fā)生雙水解反應(yīng)，其反應(yīng)方程式為2Fe³⁺+3SO₃^2-+6H₂O=2Fe（OH）₃（膠體）+3H₂SO₃；
（2）實驗驗證：
丙同學(xué)設(shè)計了下列實驗來探究反應(yīng)的可能性．
①為了檢驗所用Na₂SO₃是否變質(zhì)，應(yīng)選用的試劑是BaCl₂溶液、稀鹽酸．
②取5mL FeCl₃溶液于試管中，逐滴加入Na₂SO₃溶液至過量，觀察到溶液顏色由黃色變?yōu)榧t棕色（無氣泡產(chǎn)生，也無沉淀生成）．
③將②溶液分成兩等份，其中一份加入稀鹽酸至過量，再加入BaCl₂稀溶液，有白色沉淀生成；另一份滴入幾滴KSCN溶液，溶液變成血紅色．
（3）得出結(jié)論：
①根據(jù)丙同學(xué)的實驗得出的結(jié)論是：Fe³⁺與SO₃^2-同時發(fā)生氧化還原反應(yīng)和雙水解反應(yīng)；
②實驗③中溶液變成血紅色的離子方程式為Fe（OH）₃（膠體）+3SCN^-=Fe（SCN）₃+3OH^-．
（4）拓展探究：
①丁同學(xué)在FeCl₃溶液中加入Na₂CO₃溶液，觀察到紅褐色沉淀并且產(chǎn)生無色氣體，該反應(yīng)的離子方程是2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑．
②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(yīng)的現(xiàn)象差別很大，其可能的原因除SO₃^2-水解能力較CO₃^2-小外，還有SO₃^2-有較強的還原性，CO₃^2-沒有還原性．

Answer 1

分析 （1）三價鐵離子具有氧化性，能氧化SO₃^2-，生成硫酸根離子，同時三價鐵離子被還原為亞鐵離子；
（2）①Na₂SO₃具有還原性，易被氧化成硫酸鈉，故要檢驗變質(zhì)，應(yīng)檢驗是否含硫酸根離子；
（3）①根據(jù)氫氧化鐵的顏色為紅褐色進行判斷反應(yīng)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；
②加入KSCN溶液，溶液變?yōu)檠�紅色，證明溶液中存在鐵離子；
（4）根①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；②根據(jù)碳酸鈉和亞硫酸鈉的本身性質(zhì)進行判斷．

解答 解：（1）三價鐵離子具有氧化性，能氧化SO₃^2-，生成硫酸根離子，同時三價鐵離子被還原為亞鐵離子，其反應(yīng)離子方程式為：2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺；
故答案為：2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺；
（2）Na₂SO₃具有還原性，易被氧化成硫酸鈉，故要檢驗變質(zhì)，應(yīng)檢驗是否含硫酸根離子，可先加過量的鹽酸，使亞硫酸鈉中亞硫酸根離子變成二氧化硫氣體，再加氯化鋇，若出現(xiàn)沉淀，證明有硫酸根離子，即亞硫酸鈉被氧化，若無沉淀，則沒被氧化；
故答案為：BaCl₂溶液、稀鹽酸；
（3）①實驗Ⅱ：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；
加入KSCN溶液，溶液變?yōu)檠�紅色，反應(yīng)的離子方程式為：Fe³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃；
加入氯化鋇生成白色沉淀，白色沉淀為硫酸鋇，反應(yīng)的離子方程式為：Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄，
證明了Fe³⁺與SO₃^2-發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
故答案為：Fe³⁺與SO₃^2-同時發(fā)生氧化還原反應(yīng)和雙水解反應(yīng)；
②實驗Ⅱ：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，加入KSCN溶液，溶液變?yōu)檠�紅色，說明有硫氰化鐵生成，反應(yīng)的離子方程式為：Fe（OH）₃（膠體）+3SCN^-=Fe（SCN）₃+3OH^-；
故答案為：Fe（OH）₃（膠體）+3SCN^-=Fe（SCN）₃+3OH^-；
（4）①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(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案為：2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑；
②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(yīng)，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(yīng)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．

點評 本題考查了探究反應(yīng)機理的方法，題目難度中等，側(cè)重于離子的檢驗的考查，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．