Question

某化学研究性学习小组讨论Fe³⁺和SO₃^2-之间发生怎样的反应，提出了两种可能：
一是发生氧化还原反应：2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺；
二是发生双水解反应：2Fe³⁺+3SO₃^2-+6H₂O═2Fe（OH）₃（胶体）+3H₂SO₃．
（1）为了证明是哪一种反应发生，同学们设计并实施了下列实验．
实验Ⅰ：学生选择的实验用品：Na₂SO₃浓溶液、BaCl₂稀溶液、稀盐酸；试管若干、胶头滴管若干．从选择的药品分析，设计这个实验的目的是

 

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实验Ⅱ：取5mL FeCl₃浓溶液于试管中，逐滴加入Na₂SO₃浓溶液，观察到溶液颜色由黄色变为红棕色，无气泡产生，无沉淀生成，继续加入Na₂SO₃浓溶液至过量，溶液颜色加深，最终变为红褐色．这种红褐色液体是

 

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向红褐色液体中逐漓加入稀盐酸至过量，将所得溶液分成两等份，其中一份加入KSCN溶液，溶液变为血红色，反应的离子方程式为

 

．另一份中加入BaCl₂稀溶液，有少量白色沉淀生成，产生该白色沉淀的离子方程式

 

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实验Ⅲ：换用稀释的FeCl₃和Na₂SO₃溶液重复实验Ⅱ，产生的现象完全相同．
由上述实验得出的结论是

 

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（2）若在FeCl₃浓溶液中加Na₂CO₃浓溶液，观察到红褐色沉淀并且产生无色气体，该反应的化学方程式为

 

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从形式上看，Na₂CO₃和Na₂SO₃相似，但是从上述实验中可以看到，二者的水溶液与氯化铁溶液反应的现象差别很大，分析其原因可能是：

 

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Answer 1

考点：探究化学反应机理

专题：实验设计题

分析：（1）实验Ⅰ：根据选择的实验用品“Na₂SO₃浓溶液、BaCl₂稀溶液、稀盐酸”分析实验的目的；
实验Ⅱ：根据氢氧化铁的颜色为红褐色进行判断反应生成了氢氧化铁胶体；加入KSCN溶液，溶液变为血红色，证明溶液中存在铁离子；在盐酸中能够生成与氯化钡生成的白色沉淀为硫酸钡沉淀；
实验Ⅲ：根据反应生成了氢氧化铁和硫酸根离子进行分析；
（2）根据碳酸根离子与铁离子发生了双水解生成氢氧化铁和二氧化碳写出离子方程式；根据碳酸钠和亚硫酸钠的本身性质进行判断．

解答： 解：（1）实验Ⅰ：学生选择的实验用品：Na₂SO₃浓溶液、BaCl₂稀溶液、稀盐酸，目的是检验亚硫酸钠是否被氧化成了硫酸钠，
故答案为：检验Na₂SO₃是否变质（或检验Na₂SO₃溶液中是否混有Na₂SO₄）；
实验Ⅱ：FeCl₃浓溶液于试管中，逐滴加入Na₂SO₃浓溶液，铁离子能够与亚硫酸根离子发生水解生成了红褐色的氢氧化铁胶体；
加入KSCN溶液，溶液变为血红色，反应反应的离子方程式为：Fe³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃；
加入氯化钡生成白色沉淀，白色沉淀为硫酸钡，反应的离子方程式为：Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄，
故答案为：氢氧化铁胶体（或胶体）；Fe³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃；Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄↓；
实验Ⅲ：换用稀释的FeCl₃和Na₂SO₃溶液重复实验Ⅱ，产生的现象完全相同，证明了Fe³⁺与SO₃^2-发生氧化还原反应和双水解反应是同时进行的，
故答案为：Fe³⁺与SO₃^2-同时发生氧化还原反应和双水解反应；
（2）在FeCl₃浓溶液中加Na₂CO₃浓溶液，观察到红褐色沉淀并且产生无色气体，二者发生了双水解反应，反应的离子方程式为：2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑；
由于亚硫酸根离子具有较强的还原性，能够与铁离子发生氧化还原反应，而碳酸根离子没有还原性；
铁离子与亚硫酸根离子生成了氢氧化铁胶体，与碳酸根离子反应生成了氢氧化铁沉淀，说明碳酸根离子水解能力比亚硫酸根离子大，
故答案为：2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑；SO₃^2-有较强的还原性，CO₃^2-没有还原性，且SO₃^2-水解能力较CO₃^2-小．

点评：本题考查了探究反应机理的方法，题目难度中等，是一道不错的题目，充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．