Question

13．從宏觀現(xiàn)象探究微觀本質(zhì)是重要的化學學科素養(yǎng)．以FeCl₃溶液為實驗對象，探究其與堿性物質(zhì)之間反應(yīng)的復雜多樣性．實驗如圖1：

（1）①中反應(yīng)的離子方程式是3Mg（OH）₂+2Fe³⁺=2Fe（OH）₃（膠體）+3Mg²⁺．
（2）②中逸出的無色氣體是CO₂．從物質(zhì)類別的角度分析，Na₂CO₃與Na₂SO₃在化學性質(zhì)方面的共性是兩者都為強堿弱酸鹽，能與強酸反應(yīng)（寫一條）；從化合價的角度分析，Na₂CO₃與Na₂SO₃在化學性質(zhì)方面的差異是Na₂CO₃中碳原子為最高正價+4，無還原性；Na₂SO₃中硫原子+4價，具有較強的還原性（寫一條）．
（3）對于③中的實驗現(xiàn)象，同學們有諸多猜測，繼續(xù)進行實驗：
Ⅰ．甲�、壑械募t棕色溶液少許，滴入少量鹽酸酸化的BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀．甲得出結(jié)論：FeCl₃與Na₂SO₃發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，離子方程式是2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺．
Ⅱ．乙認為甲的實驗不嚴謹，重新設(shè)計并進行實驗，證實了甲的結(jié)論是正確的．其實驗方案是�、壑械募t棕色溶液少許，滴加鐵氰化鉀溶液，出現(xiàn)藍色沉淀．
（4）受以上實驗的啟發(fā)，同學們對pH≈8的1mol/LNaF溶液與FeCl₃溶液混合時的現(xiàn)象產(chǎn)生了好奇并進行實驗：

實驗操作及現(xiàn)象	④向2mL 0.2mol/L FeCl3溶液中滴入2mL1mol/L NaF溶液，溶液變無色．
	⑤向2mL 0.2mol/L FeCl3溶液中滴入2mL 蒸餾水，溶液顏色變淺．

Ⅰ．⑤的實驗目的是排除加水稀釋對溶液顏色變化的影響．
Ⅱ．為探究④中溶液變無色的原因，進行如圖2實驗：（資料顯示：FeF₃溶液為無色．）用平衡移動原理解釋紅褐色沉淀產(chǎn)生的原因無色溶液中存在平衡：Fe³⁺+3F^-?FeF₃，加入NaOH后，F(xiàn)e³⁺更易與OH^-結(jié)合生成難溶的Fe（OH）₃
（5）根據(jù)實驗，F(xiàn)eCl₃溶液與堿性物質(zhì)之間的反應(yīng)的多樣性與堿性物質(zhì)的pH、離子的性質(zhì)有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)產(chǎn)生紅褐色膠體得實驗現(xiàn)象可知①中反應(yīng)的離子方程式；
（2）由FeCl₃和Na₂CO₃的性質(zhì)可知逸出的無色氣體是CO₂，Na₂CO₃與Na₂SO₃在化學性質(zhì)方面的共性是兩者都為強堿弱酸鹽，能與強酸反應(yīng)．從化合價的角度分析，Na₂CO₃與Na₂SO₃在化學性質(zhì)方面的差異是Na₂CO₃中碳原子為最高正價+4，無還原性；Na₂SO₃中硫原子+4價，具有較強的還原性；
（3）Ⅰ、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；
Ⅱ、�、壑械募t棕色溶液少許，滴加鐵氰化鉀溶液，出現(xiàn)藍色沉淀；
（4）Ⅰ．排除加水稀釋對溶液顏色變化的影響；
Ⅱ、無色溶液中存在平衡：Fe³⁺+3F^-?FeF₃，加入NaOH后，F(xiàn)e³⁺更易與OH^-結(jié)合生成難溶的Fe（OH）₃
（5）FeCl₃溶液與堿性物質(zhì)之間的反應(yīng)的多樣性與堿性物質(zhì)的pH、陰、陽離子的性質(zhì)和反應(yīng)條件有關(guān)．

解答 解：（1）①中反應(yīng)的離子方程式：3Mg（OH）₂+2Fe³⁺=2Fe（OH）₃（膠體）+3Mg²⁺，故答案為：3Mg（OH）₂+2Fe³⁺=2Fe（OH）₃（膠體）+3Mg²⁺；
（2）FeCl₃溶液和Na₂CO₃溶液反應(yīng)產(chǎn)生無色氣體CO₂，Na₂CO₃與Na₂SO₃在化學性質(zhì)方面的共性是兩者都為強堿弱酸鹽，能與強酸反應(yīng)．從化合價的角度分析，Na₂CO₃與Na₂SO₃在化學性質(zhì)方面的差異是Na₂CO₃中碳原子為最高正價+4，無還原性；Na₂SO₃中硫原子+4價，具有較強的還原性，故答案為：CO₂；共性：兩者都為強堿弱酸鹽，能與強酸反應(yīng)；差異：Na₂CO₃中碳原子為最高正價+4，無還原性；Na₂SO₃中硫原子+4價，具有較強的還原性；
（3）Ⅰ、三價鐵離子能氧化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⁺；
Ⅱ、取③中的紅棕色溶液少許，滴加鐵氰化鉀溶液，出現(xiàn)藍色沉淀，故答案為：取③中的紅棕色溶液少許，滴加鐵氰化鉀溶液，出現(xiàn)藍色沉淀；
（4）Ⅰ．加水稀釋對溶液顏色變化有影響，故答案為：排除加水稀釋對溶液顏色變化的影響；
Ⅱ、無色溶液中存在平衡：Fe³⁺+3F^-?FeF₃，加入NaOH后，F(xiàn)e³⁺更易與OH^-結(jié)合生成難溶的Fe（OH）₃，故答案為：無色溶液中存在平衡：Fe³⁺+3F^-?FeF₃，加入NaOH后，F(xiàn)e³⁺更易與OH^-結(jié)合生成難溶的Fe（OH）₃；
（5）根據(jù)實驗，F(xiàn)eCl₃溶液與堿性物質(zhì)之間的反應(yīng)的多樣性與堿性物質(zhì)的pH、離子的性質(zhì)有關(guān)，故答案為：堿性物質(zhì)的pH、離子的性質(zhì)．

點評 本題考查了探究反應(yīng)機理的方法，鐵的重要化合物性質(zhì)、電離方程式、離子方程式的書寫，題目難度中等，注意掌握常見元素單質(zhì)及其化合物性質(zhì)，明確離子方程式、電離方程式的書寫原則，本題充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學知識的能力．