Question

【題目】某校化學興趣小組探究SO2與FeCl3溶液的反應，所用裝置如圖所示。

(1)該小組同學預測SO2與FeCl3溶液反應的現(xiàn)象為溶液由棕黃色變成淺綠色，然后開始實驗。

步驟①	配制1 mol·L－1 FeCl3溶液(未用鹽酸酸化)，測其pH約為1，取少量裝入試管B中，加熱A

FeCl3溶液顯酸性的原因是_______________________(用離子方程式表示)。寫出裝置A中產(chǎn)生SO2的化學方程式：______________________。

（2）當SO2通入到FeCl3溶液至飽和時，同學們觀察到的現(xiàn)象是溶液由棕黃色變成紅棕色，沒有觀察到丁達爾效應。將混合液放置12小時，溶液才變成淺綠色。

【資料】[Fe(HSO3)]2＋離子為紅棕色，它可以將Fe3＋還原為Fe2＋。生成[Fe(HSO3)]2＋離子的反應為可逆反應。

解釋SO2與FeCl3溶液反應生成紅棕色[Fe(HSO3)]2＋的原因：_____________________。

寫出溶液中[Fe(HSO3)]2＋離子與Fe3＋反應的離子方程式：_________________。

(3)為了探究如何縮短紅棕色變?yōu)闇\綠色的時間，該小組同學進行了步驟②③的實驗。

步驟②	往5 mL 1 mol·L－1 FeCl3溶液中通入SO2氣體，溶液立即變?yōu)榧t棕色。微熱3 min，溶液顏色變?yōu)闇\綠色
步驟③	往5 mL重新配制的1 mol·L－1 FeCl3溶液(用濃鹽酸酸化)中通入SO2氣體，溶液立即變?yōu)榧t棕色。幾分鐘后，發(fā)現(xiàn)溶液顏色變成淺綠色

用鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6] 溶液檢驗步驟②和步驟③所得溶液中的Fe2＋，其現(xiàn)象為______________

(4)綜合上述實驗探究過程，可以獲得的實驗結(jié)論：

Ⅰ.SO2與FeCl3溶液反應生成紅棕色中間產(chǎn)物[Fe(HSO3)]2＋離子；

Ⅱ.紅棕色中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)變成淺綠色溶液是一個較慢的過程；

Ⅲ.______________________ _______。

Answer 1

【答案】(1)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋(2分）

Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O（2分）

（2）Fe3＋＋H2O＋SO2[Fe(HSO3)]2＋+H+

(或者SO2+H2OH2SO3，H2SO3HSO3-+H+Fe3＋+HSO3-[Fe(HSO3)]2＋）（3分）

Fe3＋＋H2O＋[Fe(HSO3)]2＋===2Fe2＋＋SO＋3H＋（2分）

(3)生成藍色沉淀（2分）(4)加熱、提高FeCl3溶液的酸性會縮短淺綠色出現(xiàn)的時間（2分）

【解析】

試題分析：（1）氯化鐵是強酸弱堿鹽，鐵離子水解溶液顯酸性，方程式為Fe3++ 3H2OFe(OH)3+ 3H+ 。在加熱的條件下濃硫酸與銅發(fā)生氧化還原反應生成SO2，反應的化學方程式為Cu + 2H2SO4(濃)CuSO4 + SO2↑+2H2O。

（2）SO2溶于水生成亞硫酸，亞硫酸是二元弱酸，電離出亞硫酸氫根離子，亞硫酸氫根離子結(jié)合鐵離子生成Fe(HSO3)2+，生成Fe(HSO3)2+離子可以將Fe3+還原為Fe2+，有關反應的離子方程式為H2O+SO2H2SO3、H2SO3 H++HSO3－、Fe3++HSO3－Fe(HSO3)2+、Fe3++H2O+Fe(HSO3)2+===2Fe2++SO42－+3H+。

（3）鐵氰化鉀溶液與亞鐵離子結(jié)合可以產(chǎn)生藍色沉淀，所以實驗現(xiàn)象為生成藍色沉淀。

（4）根據(jù)步驟②③中的實驗現(xiàn)象可以推測其第三個結(jié)論是加熱、提高FeCl3溶液的酸性會縮短淺綠色出現(xiàn)的時間。