Question

【题目】某化学兴趣小组为验证SO2的还原性和Fe3+的氧化性，特邀你参与以下探究活动。

I.理论预测

该兴趣小组实验实施前进行了充分的讨论交流,确定选择SO2和FeCl3溶液的反应来探究，并预测将SO2通入FeCl3溶液中的现象。小组同学想听听你的

（1）确定选择SO2和FeCl3溶液的反应而不选择SO2和Fe(NO3)3溶液的反应来探究，你认为可能是基于什么原因作出的选择：_______________________________________。

（2）将SO2通入FeCl3溶液中，你认为可能观察到的现象是：______________________，你预测的理论依据是（用离子方程式表示）：___________________________________。

II.实验探究

（1）配制1mol·L-1FeCl3溶液（未用盐酸酸化）

①下面是小组四位同学在配制溶液时的“转移”操作，其中正确的是：_________。

②检测得知溶液呈酸性，其原因是：___________________________（用离子方程式表示）。

（2）将SO2通入FeCl3溶液至饱和，观察到溶液由棕黄色变为红棕色，并没有观察到预期的现象。将反应后的溶液放置12小时后又出现了预期的结果。

查阅资料得知：[Fe(HSO3)]2+为红棕色，生成[Fe(HSO3)]2+的反应为可逆反应。请你用化学方程式解释将SO2通入FeCl3溶液至饱和时观察到的现象：_____________________________________。

（3）为了探究如何缩短红棕色变为预期颜色的时间，小组继续探究：另取少量FeCl3溶液，再通入SO2，溶液变为红棕色，加浓HCl酸化，几分钟后变为预期颜色。请你推测小组在实验方案设计中“加浓HCl酸化”的目的是：_____________________________________________________。

Answer 1

【答案】NO3-可能对验证Fe3+的氧化性有干扰 溶液由（棕）黄色变为浅绿色 2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + SO42 + 4H+ A Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+ FeCl3+ SO2 + H2O [Fe(HSO3)]Cl2 + HCl 增大H+浓度，使“ FeCl3+ SO2 + H2O [Fe(HSO3)]Cl2 + HCl”平衡逆向移动，加快预期反应的速率

【解析】

本题考查SO2和FeCl3溶液反应的实验探究，涉及物质性质的分析，物质的量浓度溶液的配制，盐类的水解，外界条件对化学平衡的影响，结合相应知识进行分析；

I.(1)SO2溶于水显酸性，酸性条件下， NO3-也可将SO2氧化，干扰实验，因此，本题答案为：NO3-可能对验证Fe3+的氧化性有干扰；

(2)由于SO2具有还原性，Fe3+具有氧化性，预测SO2通入FeCl3溶液中SO2将Fe3+还原为Fe2+，可能观察到的现象是：溶液由棕黄色变为浅绿色。反应的离子方程式可表示为SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+，因此，本题答案为：溶液由（棕）黄色变为浅绿色 ；2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + SO42 + 4H+ ；

II.（1）①“转移”时防止溶液外洒，应将玻璃棒的下端伸入容量瓶的刻度线以下，用玻璃棒引流溶液，故选A；

②FeCl3属于强酸弱碱盐，由于Fe3+的水解使溶液呈酸性，Fe3+水解的离子方程式为Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+，因此，本题答案为：Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+；

（2）根据资料，红棕色溶液中含[Fe（HSO3）]2+，该过程中元素的化合价没有变化，反应的化学方程式为SO2+FeCl3+H2O[Fe（HSO3）]Cl2+2HCl，因此，本题答案为：FeCl3+ SO2 + H2O [Fe(HSO3)]Cl2 + HCl；

（3）出现红棕色是发生了反应SO2+FeCl3+H2O[Fe（HSO3）]Cl2+2HCl，缩短红棕色时间，使上述平衡向逆反应方向移动。因此，本题答案为：增大H+浓度，使“ FeCl3+ SO2 + H2O [Fe(HSO3)]Cl2 + HCl”平衡逆向移动，加快预期反应的速率；