Question

【題目】某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組討論Fe3＋和SO32－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)2Fe3＋＋SO32－＋H2O=2Fe2＋＋SO42－＋2H＋；二是發(fā)生水解相互促進(jìn)反應(yīng)2Fe3＋＋3SO32－＋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?cè)O(shè)計(jì)并實(shí)施了下列實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白：

實(shí)驗(yàn)Ⅰ，學(xué)生選擇的實(shí)驗(yàn)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(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是___________________________。

實(shí)驗(yàn)Ⅱ，取5 mL FeCl3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(wú)氣泡產(chǎn)生，無(wú)沉淀生成，繼續(xù)加入Na2SO3濃溶液至過(guò)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(guò)量，可以觀察到的現(xiàn)象是__________________________________。

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，產(chǎn)生該白色沉淀的離子方程式是___________________________________________________________。

實(shí)驗(yàn)Ⅲ，換用稀釋的FeCl3溶液和Na2SO3溶液重復(fù)實(shí)驗(yàn)Ⅱ，產(chǎn)生的現(xiàn)象完全相同。由上述實(shí)驗(yàn)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(wú)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(shí)驗(yàn)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_____________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 檢驗(yàn)Na2SO3是否變質(zhì)(或檢驗(yàn)Na2SO3溶液中是否混有Na2SO4) 氫氧化鐵膠體(或膠體) 先產(chǎn)生紅褐色沉淀，后沉淀逐漸溶解，溶液變?yōu)辄S色，有氣泡產(chǎn)生 Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3 Ba2＋＋SO42－===BaSO4↓ Fe3＋與SO32－同時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng)和水解相互促進(jìn)反應(yīng) 2Fe3＋＋3CO32－＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋3CO2↑ SO32－有較強(qiáng)的還原性，CO32－沒(méi)有還原性 SO32－水解能力較CO32－小

【解析】實(shí)驗(yàn)Ⅰ：該同學(xué)選擇的藥品中有BaCl2稀溶液，用來(lái)檢驗(yàn)硫酸根離子的存在，所以實(shí)驗(yàn)I的目的是檢驗(yàn)Na2SO3是否變質(zhì)(或檢驗(yàn)Na2SO3溶液中是否混有Na2SO4)，故答案為：檢驗(yàn)Na2SO3是否變質(zhì)(或檢驗(yàn)Na2SO3溶液中是否混有Na2SO4)；

實(shí)驗(yàn)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；向紅褐色液體中逐滴加入稀鹽酸至過(guò)量，可以觀察到的現(xiàn)象是先產(chǎn)生紅褐色沉淀，后沉淀逐漸溶解，溶液變成黃色且有氣泡產(chǎn)生；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++SO42-═BaSO4，故答案為：氫氧化鐵膠體(或膠體)；先產(chǎn)生紅褐色沉淀，后沉淀逐漸溶解，溶液變成黃色且有氣泡產(chǎn)生；Fe3++3SCN-═Fe(SCN)3；Ba2++SO42-═BaSO4↓；

實(shí)驗(yàn)Ⅲ：換用稀釋的FeCl3和Na2SO3溶液重復(fù)實(shí)驗(yàn)Ⅱ，產(chǎn)生的現(xiàn)象完全相同，證明了Fe3+與SO32-發(fā)生氧化還原反應(yīng)和雙水解反應(yīng)是同時(shí)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(wú)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++3CO32-+3H2O═2Fe(OH)3↓+3CO2↑；故答案為：Fe3+與SO32-同時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng)和雙水解反應(yīng)；2Fe3++3CO32-+3H2O═2Fe(OH)3↓+3CO2↑；

①CO32-離子中的C元素是+4價(jià)為最高價(jià)，無(wú)還原性，不可能與Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng)，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)，故答案為：SO32-有較強(qiáng)的還原性，CO32-沒(méi)有還原性；

②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(shuō)明碳酸根離子水解能力比亞硫酸根離子大，故答案為：SO32-水解能力較CO32-小。