Question

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，寫出相應(yīng)的離子方程式．一是發(fā)生氧化還原反應(yīng)：

 

；二是發(fā)生雙水解反應(yīng)：

 

；為了證明是哪一種反應(yīng)發(fā)生，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)并進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />實(shí)驗(yàn)Ⅰ：取5mLFeCl₃濃溶液于試管中，逐滴加入上述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，可以觀察到溶液最終變黃色，同時(shí)觀察到的另一現(xiàn)象是

 

．將所得溶液分成兩等份，其中一份加入KSCN溶液，溶液變成血紅色，其目的是

 

．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)Ⅱ：換用稀釋的FeCl₃和Na₂SO₃溶液重復(fù)實(shí)驗(yàn)Ⅰ、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

 

．指導(dǎo)老師看過學(xué)生的實(shí)驗(yàn)步驟后認(rèn)為該設(shè)計(jì)有缺陷，應(yīng)在開始實(shí)驗(yàn)前對(duì)某主要藥品進(jìn)行檢驗(yàn)，所選擇的藥品為

 

；該實(shí)驗(yàn)的目的是

 

．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(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

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：

分析：Fe³⁺和SO₃^2-之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞鐵離子和硫酸根離子；
Fe³⁺和SO₃^2-之間發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鐵膠體和亞硫酸；
實(shí)驗(yàn)Ⅰ：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；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，根據(jù)反應(yīng)生成了氫氧化鐵和硫酸根離子進(jìn)行分析；
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：根據(jù)反應(yīng)生成了氫氧化鐵和硫酸根離子進(jìn)行分析；亞硫酸根離子能被氧氣氧化為硫酸根離子，所以要先用BaCl₂溶液、稀鹽酸檢驗(yàn)是否含有SO₄^2-，
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．

解答： 解：Fe³⁺和SO₃^2-之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞鐵離子和硫酸根離子，其離子方程式為：2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺；
Fe³⁺和SO₃^2-之間發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鐵膠體和亞硫酸，其離子方程式為：2Fe³⁺+3SO₃^2-+6H₂O=2Fe（OH）₃（膠體）+3H₂SO₃；
故答案為：2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺；2Fe³⁺+3SO₃^2-+6H₂O=2Fe（OH）₃（膠體）+3H₂SO₃；
實(shí)驗(yàn)Ⅰ：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)反應(yīng)的離子方程式為：Fe³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃，證明氫氧化鐵膠體轉(zhuǎn)化為了Fe³⁺；
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↓；
故答案為：氫氧化鐵膠體；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；證明氫氧化鐵膠體轉(zhuǎn)化為了Fe³⁺；Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄↓；
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：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SO₃^2-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；
亞硫酸根離子能被氧氣氧化為硫酸根離子，所以要先用BaCl₂溶液、稀鹽酸檢驗(yàn)是否含有SO₄^2-，若有白色沉淀證明Na₂SO₃已經(jīng)變質(zhì)；
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：Fe³⁺與SO₃^2-同時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng)和雙水解反應(yīng)；BaCl₂溶液、稀鹽酸；檢驗(yàn)Na₂SO₃是否變質(zhì)；2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑；
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：SO₃^2-有較強(qiáng)的還原性，CO₃^2-沒有還原性；SO₃^2-水解能力較CO₃^2-�。�

點(diǎn)評(píng)：本題考查了鐵及其化合物性質(zhì)的分析應(yīng)用，側(cè)重于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，注意把握離子檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析判斷，掌握物質(zhì)性質(zhì)和反應(yīng)現(xiàn)象是解題關(guān)鍵，題目難度中等．