Question

【题目】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+ +SO32- + =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。
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 molL-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

【答案】< Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入Na2SO3后,c(H+)下降,平衡正向移动,生成Fe(OH)3 2Fe3++SO32-+H2O2Fe2++SO42-+2H+ FeSO3和FeCl3的混合溶液也可能出现“丁达尔效应” a H2SO3H++HSO3-;HSO3-H++SO32-,SO32-与被还原生成的Fe2+结合成FeSO3,与剩余的FeCl3溶液混合而呈现红褐色

【解析】

（1）FeCl3是强酸弱碱盐，铁离子水解而导致其溶液呈酸性；

（2）①步骤I中溶液呈红褐色的原因是：Fe3++3H2OFe(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+；

（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，由是 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；b．KSCN溶液用于检验Fe3+；c．溶液中的二氧化硫会干扰KMnO4溶液检验Fe2+；②步骤III中出现红褐色的原因：H2SO3H++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。

（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++3H2OFe(OH)3+2H+，所以其溶液pH＜7；

（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；

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+；

（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”；

（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；答案选a；

②步骤III中出现红褐色的原因：H2SO3H++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。