Question

Ⅰ、某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組討論Fe³⁺和SO₃^2-之間發(fā)生怎樣的反應(yīng)，提出了兩種可能：一是發(fā)生氧化還原反應(yīng)；二是發(fā)生雙水解反應(yīng)：2Fe³⁺+3SO₃^2-+6H₂O=2Fe（OH）₃（膠體）+3H₂SO₃．為了證明是哪一種反應(yīng)發(fā)生，同學(xué)們設(shè)計并實施了下列實驗，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）寫出發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式

 

；
（2）實驗Ⅰ，學(xué)生選擇的實驗用品：Na₂SO₃濃溶液、BaCl₂稀溶液、稀鹽酸；試管若干、膠頭滴管若干．從選擇的藥品分析，設(shè)計這個實驗的目的是

 

．
（3）實驗Ⅱ，取5mLFeCl₃濃溶液于試管中，逐滴加入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．將溶液分成兩等份，其中一份加入KSCN溶液，溶液變成血紅色，反應(yīng)的離子方程式為

 

．另一份加入BaCl₂稀溶液，有少量白色沉淀生成．
（4）實驗Ⅲ，換用稀釋的FeCl₃和Na₂SO₃溶液重復(fù)實驗Ⅱ、Ⅲ，產(chǎn)生的現(xiàn)象完全相同．由上述實驗得出的結(jié)論是

 

．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(yīng)的化學(xué)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(yīng)的現(xiàn)象差別很大，分析其原因可能是：
①

 

；②

 

．
Ⅱ．在某化工廠生產(chǎn)中，要用到一種無色、可溶于水的晶體鋁銨礬．該晶體是一種復(fù)鹽，其主要化學(xué)成分為十二水合硫酸鋁銨．向該復(fù)鹽的濃溶液中逐滴加入濃氫氧化鈉溶液．將發(fā)生一系列變化．已知，NH₄⁺與AlO₂^-在水溶液中不能大量共存，會發(fā)生如下反應(yīng)：NH₄⁺+A10₂^-+H₂O=Al（0H）₃↓+NH₃↑
試回答：
（1）硫酸鋁銨在水溶液中的電離方程式為

 

；
（2）在逐滴加入濃氫氧化鈉溶液的過程中，產(chǎn)生的現(xiàn)象有：①溶液中出現(xiàn)白色沉淀；②有刺激性氣體逸出；③白色沉淀量逐漸增多；④白色沉淀完全消失；⑤白色沉淀逐漸減少．
請回答各種現(xiàn)象由先到后出現(xiàn)的順序是（用序號回答）：

 

；
（3）寫出滴入氫氧化鈉溶液的過程中，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：
①

 

；②

 

；③

 

．

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計,物質(zhì)的檢驗和鑒別的實驗方案設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：I．（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）實驗Ⅰ：根據(jù)選擇的實驗用品“Na₂SO₃濃溶液、BaCl₂稀溶液、稀鹽酸”分析實驗的目的；
（3）實驗Ⅱ：根據(jù)氫氧化鐵的顏色為紅褐色進(jìn)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；
（4）實驗Ⅲ：根據(jù)反應(yīng)生成了氫氧化鐵和硫酸根離子進(jìn)行分析；
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(zhì)進(jìn)行判斷；
Ⅱ．（1）硫酸鋁銨在水溶液中完全電離出鋁離子、銨根離子、硫酸根離子；
（2）銨根和鋁離子在溶液中共存時，鋁離子先和氫氧根離子生成沉淀，然后是銨根離子和堿的反應(yīng)，接下來是氫氧化鋁和氫氧根離子的反應(yīng)，根據(jù)銨根離子、鋁離子、偏鋁酸根和氫氧根之間的反應(yīng)的離子方程式確定離子的量的多少；
（3）根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)以及離子方程式的書寫進(jìn)行解答．

解答： 解：Ⅰ．（1）（2）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）實驗Ⅰ：學(xué)生選擇的實驗用品：Na₂SO₃濃溶液、BaCl₂稀溶液、稀鹽酸，目的是檢驗亞硫酸鈉是否被氧化成了硫酸鈉，故答案為：檢驗Na₂SO₃是否變質(zhì)（或檢驗Na₂SO₃溶液中是否混有Na₂SO₄）；
（3）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)反應(yīng)的離子方程式為：Fe³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃；
故答案為：氫氧化鐵膠體（或膠體）；Fe³⁺+3SCN^-=Fe（SCN）₃；
（4）實驗Ⅲ：換用稀釋的FeCl₃和Na₂SO₃溶液重復(fù)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(yīng)和雙水解反應(yīng)是同時進(jìn)行的，
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)的化學(xué)方程式為：2FeCl₃+3Na₂CO₃+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑+6NaCl；
由于亞硫酸根離子具有較強(qiáng)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：Fe³⁺與SO₃^2-同時發(fā)生氧化還原反應(yīng)和雙水解反應(yīng)；2FeCl₃+3Na₂CO₃+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑+6NaCl；①SO₃^2-有較強(qiáng)的還原性，CO₃^2-沒有還原性；②SO₃^2-水解能力較CO₃^2-�。�
Ⅱ．（1）硫酸鋁銨為類似于明礬的復(fù)鹽，在水溶液中完全電離出NH₄⁺、A1³⁺、SO₄^2-，電離方程式為：NH₄Al（SO₄）₂=NH₄⁺+Al³⁺+2SO₄^2-，
故答案為：NH₄Al（SO₄）₂=NH₄⁺+Al³⁺+2SO₄^2-；
（2）加入NaOH溶液，OH^-能與NH₄⁺和A1³⁺作用，但由于 A1³⁺+3NH₃?H₂O=A1（OH）₃↓+3NH₄⁺，
即堿性NaOH＞NH₃?H₂O＞Al（OH）₃，則先發(fā)生反應(yīng)的是Al³⁺與OH^-，最后 Al（OH）₃逐漸溶解生成A1O₂^-故反應(yīng)的順序是：①③②⑤④，
故答案為：①③②⑤④；
（3）先發(fā)生反應(yīng)的是Al³⁺與OH^-，然后是NH₄⁺、OH^-之間的反應(yīng)，最后 Al（OH）₃逐漸溶解生成A1O₂^-，
即①Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓②NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O③Al（OH）₃+OH^-=A1O₂^-+2H₂O，
故答案為：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓；NH₄⁺+OH^-=NH₃↑+H₂O；Al（OH）₃+OH^-=A1O₂^-+2H₂O．

點評：本題考查了探究反應(yīng)機(jī)理的方法，鋁的重要化合物性質(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(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．