Question

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2 mL 1 mol·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， 并有少量刺激性气味的气体逸出

 
（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⁺ +SO₃^2- +     =F e²⁺ +       +     
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。

 
（3）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”

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：

步骤	操作	现象
III	向1 mol?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”

 
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。

Answer 1

（1）＜（2）①Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃+3H⁺，加入Na₂SO₃后，c(H⁺)下降，平衡正向移动，生成Fe(OH)₃②2Fe³⁺ + SO₃^2- +H₂O = 2Fe²⁺ +SO₄^2-+2H⁺（3）FeSO₃和FeCl₃的混合溶液也可能出现“丁达尔效应”（4）①a ②H₂SO₃H⁺+HSO₃^—；HSO₃^—H⁺+SO₃^2—，SO₃^2—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

试题分析：（1）铁离子在溶液中水解生成Fe(OH)₃产生H⁺，故溶液pH<7；（2）①溶液中铁离子水解生成Fe(OH)₃产生红褐色沉淀，Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃+3H⁺，加入Na₂SO₃后，SO₃^2-与H⁺反应生成SO₂，使溶液中c(H⁺)下降，平衡正向移动，促进水解进行②2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O = 2Fe²⁺+SO₄²+2H⁺②由题意知铁元素的化合价降低，生成亚铁离子，硫元素化合价升高生成硫酸根离子，故反应方程式2Fe³⁺ + SO₃^2- +H₂O = 2Fe²⁺ +SO₄^2-+2H⁺（3）由查阅到的资料可知墨绿色的FeSO₃与黄色的FeCl₃溶液混合后，溶液呈红褐色，也可产生“丁达尔现象”故无法确定是否为Fe(OH)₃（4）①亚铁离子和铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀，这是亚铁离子的特征反应，故a正确 ②H₂SO₃分步电离生成SO₃^2—，SO₃^2—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，H₂SO₃H⁺+HSO₃^—，HSO₃^—H⁺+SO₃^2—，Fe²⁺ + SO₃^2- = FeSO₃。