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(2014•四川模拟)甲、乙两同学研究Na2SO3溶液与FeCl3溶液反应的情况.步骤操作现象Ⅰ向2mL1mol•L-1FeCl3溶液中加入一定量的Na2SO3溶液溶液由棕黄色变为红褐色,并有少量刺激
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(2014•四川模拟)甲、乙两同学研究Na2SO3溶液与FeCl3溶液反应的情况.
(1)常温下,FeCl3溶液的pH______7(填“<”、“>”或“=”).
(2)分析红褐色产生的原因.
①甲同学认为步骤I中溶液呈红褐色是因为生成了Fe(OH)3,用化学平衡移动原理解释溶液呈红褐色的原因:______.
②乙同学认为可能是发生了氧化还原反应,完成并配平其反应的离子方程式:Fe3++SO32-+______═Fe2++______+______.
(3)乙同学查阅资料得知:1.Fe2+与SO32-反应生成墨绿色的絮状沉淀FeSO3;2.墨绿色的FeSO3与黄色的FeCl3溶液混合后,溶液呈红褐色.甲同学为了确认溶液呈红褐色的原因是生成了Fe(OH)3,设计并完成了如下实验:
甲同学因此得出结论:溶液呈红褐色是因为生成了Fe(OH)3.而乙同学认为甲同学得出结论的证据仍然不足,乙同学的理由是______.
(4)为进一步确认Na2SO3溶液与FeCl3溶液反应的情况,乙同学设计并完成了如下实验:
①经检验步骤III中红褐色溶液含有Fe2+,检验Fe2+选用的试剂是______(填字母).
a.K3[Fe(CN)6]溶液 b.KSCN溶液 c.KMnO4溶液
②已知H2SO3是弱酸,请结合电离方程式说明步骤III中出现红褐色的原因:______.
(5)结论:由上述实验得知,甲、乙两同学所持观点均正确.
步骤 | 操作 | 现象 |
Ⅰ | 向2mL 1mol•L-1 FeCl3溶液中加入一定量的Na2SO3溶液 | 溶液由棕黄色变为红褐色, 并有少量刺激性气味的气体逸出 |
(2)分析红褐色产生的原因.
①甲同学认为步骤I中溶液呈红褐色是因为生成了Fe(OH)3,用化学平衡移动原理解释溶液呈红褐色的原因:______.
②乙同学认为可能是发生了氧化还原反应,完成并配平其反应的离子方程式:Fe3++SO32-+______═Fe2++______+______.
(3)乙同学查阅资料得知:1.Fe2+与SO32-反应生成墨绿色的絮状沉淀FeSO3;2.墨绿色的FeSO3与黄色的FeCl3溶液混合后,溶液呈红褐色.甲同学为了确认溶液呈红褐色的原因是生成了Fe(OH)3,设计并完成了如下实验:
步骤 | 操作 | 现象 |
Ⅱ | 用激光笔照射步骤I中的红褐色溶液 | 出现“丁达尔效应” |
(4)为进一步确认Na2SO3溶液与FeCl3溶液反应的情况,乙同学设计并完成了如下实验:
步骤 | 操作 | 现象 |
Ⅲ | 向1mol•L-1的FeCl3溶液中通入一定量的SO2 | 溶液由黄色变为红褐色 |
Ⅳ | 用激光笔照射步骤III中的红褐色溶液 | 没有出现“丁达尔效应” |
a.K3[Fe(CN)6]溶液 b.KSCN溶液 c.KMnO4溶液
②已知H2SO3是弱酸,请结合电离方程式说明步骤III中出现红褐色的原因:______.
(5)结论:由上述实验得知,甲、乙两同学所持观点均正确.
▼优质解答
答案和解析
(1)FeCl3是强酸弱碱盐,铁离子水解而导致其溶液呈酸性,水解离子方程式为Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+2H+,所以其溶液pH<7,故答案为:<;
(2)①甲同学认为步骤I中溶液呈红褐色是因为生成了Fe(OH)3,原因是:Fe3++3H2O═Fe(OH)3+3H+,加入Na2SO3后,c(H+)下降,平衡正向移动,生成Fe(OH)3,故答案为:Fe3++3H2O═Fe(OH)3+3H+,加入Na2SO3后,c(H+)下降,平衡正向移动,生成Fe(OH)3;
②Fe3+→Fe2+,化合价从+3→+2,降低1价,SO32-→SO42-,化合价从+4→+6,升高2价,根据化合价升高和降低总数相等以及原子守恒配平得方程式2Fe3++SO32-+H2O═2Fe2++SO42-+2H+,故答案为:2Fe3++SO32-+H2O═2Fe2++SO42-+2H+;
(3)根据乙同学查阅资料得知:1.Fe2+与SO32-反应生成墨绿色的絮状沉淀FeSO3;2.墨绿色的FeSO3与黄色的FeCl3溶液混合后,溶液呈红褐色,故而乙同学认为甲同学得出结论的证据仍然不足,理由是 FeSO3和FeCl3的混合溶液也可能出现“丁达尔效应”,故答案为:FeSO3和FeCl3的混合溶液也可能出现“丁达尔效应”;
(4)①a.K3[Fe(CN)6]溶液与Fe2+ 会产生蓝色沉淀,故可用于检验步骤III中红褐色溶液是否含有Fe2+,故a正确;
b.KSCN溶液用于检验Fe3+,故b错误;
c.溶液中的二氧化硫会干扰KMnO4溶液检验Fe2+,故c错误;
故选a;
②步骤III中出现红褐色的原因:H2SO3⇌H++HSO3-、HSO3-⇌H++SO32-,SO32-与被还原生成的Fe2+结合为FeSO3,与剩余的FeCl3溶液混合而呈现红褐色,
故答案为:H2SO3⇌H++HSO3-、HSO3-⇌H++SO32-,SO32-与被还原生成的Fe2+结合为FeSO3,与剩余的FeCl3溶液混合而呈现红褐色.
(2)①甲同学认为步骤I中溶液呈红褐色是因为生成了Fe(OH)3,原因是:Fe3++3H2O═Fe(OH)3+3H+,加入Na2SO3后,c(H+)下降,平衡正向移动,生成Fe(OH)3,故答案为:Fe3++3H2O═Fe(OH)3+3H+,加入Na2SO3后,c(H+)下降,平衡正向移动,生成Fe(OH)3;
②Fe3+→Fe2+,化合价从+3→+2,降低1价,SO32-→SO42-,化合价从+4→+6,升高2价,根据化合价升高和降低总数相等以及原子守恒配平得方程式2Fe3++SO32-+H2O═2Fe2++SO42-+2H+,故答案为:2Fe3++SO32-+H2O═2Fe2++SO42-+2H+;
(3)根据乙同学查阅资料得知:1.Fe2+与SO32-反应生成墨绿色的絮状沉淀FeSO3;2.墨绿色的FeSO3与黄色的FeCl3溶液混合后,溶液呈红褐色,故而乙同学认为甲同学得出结论的证据仍然不足,理由是 FeSO3和FeCl3的混合溶液也可能出现“丁达尔效应”,故答案为:FeSO3和FeCl3的混合溶液也可能出现“丁达尔效应”;
(4)①a.K3[Fe(CN)6]溶液与Fe2+ 会产生蓝色沉淀,故可用于检验步骤III中红褐色溶液是否含有Fe2+,故a正确;
b.KSCN溶液用于检验Fe3+,故b错误;
c.溶液中的二氧化硫会干扰KMnO4溶液检验Fe2+,故c错误;
故选a;
②步骤III中出现红褐色的原因:H2SO3⇌H++HSO3-、HSO3-⇌H++SO32-,SO32-与被还原生成的Fe2+结合为FeSO3,与剩余的FeCl3溶液混合而呈现红褐色,
故答案为:H2SO3⇌H++HSO3-、HSO3-⇌H++SO32-,SO32-与被还原生成的Fe2+结合为FeSO3,与剩余的FeCl3溶液混合而呈现红褐色.
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