Question

某化学研究性学习小组讨论Fe³⁺溶液和SO₃^2-溶液之间发生怎样的反应，提出了两种可能，写出预计反应的离子方程式：
一是发生氧化还原反应

 

；二是发生互促水解反应

 

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为了证明发生怎样的反应，同学们设计并进行如下实验，请填写下列空白：
实验Ⅰ：取5mLFeCl₃浓溶液于试管中，逐滴加入某Na₂SO₃浓溶液至过量，观察到无气泡产生，无沉淀生成，但溶液颜色最终变为红褐色．这种红褐色液体是

 

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向红褐色液体中逐滴加入稀盐酸至过量，可观察到溶液最终变为黄色．将所得溶液分成两等份：
其中一份加入KSCN溶液，溶液变成血红色，此步实验的目的是

 

；另一份加入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是

 

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实验Ⅱ：将FeCl₃和Na₂SO₃溶液分别稀释后，重复实验Ⅰ，产生的现象完全相同．同学们由上述实验得出的结论是

 

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指导老师看过上述实验步骤后认为该设计有缺陷，应在开始实验前对某主要药品进行检验，该主要药品为

 

；检验的目的是

 

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Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：铁离子具有氧化性，亚硫酸根离子具有还原性，二者之间能发生氧化还原反应；铁离子水解显示酸性，亚硫酸根离子水解显示碱性，二者可以发生双水解反应；
实验Ⅰ：氢氧化铁胶体是红褐色的液体；硫氰酸钾可以检验铁离子的存在，亚硫酸钠很容易被氧化为硫酸钠，硫酸钠可以和氯化钡反应得到硫酸钡沉淀，据此回答；
实验Ⅱ：亚硫酸钠和氯化铁混合后能生成氢氧化铁，还能得到硫酸钡沉淀，说明铁离子和亚硫酸根之间即发生双水解反应还发生氧化还原反应，但是亚硫酸钠溶液极不稳定，很容易被氧气氧化为硫酸钠，所以实验之前应该检验亚硫酸钠是否变质，据此回答．

解答： 解：铁离子具有氧化性，亚硫酸根离子具有还原性，Fe³⁺溶液和SO₃^2-溶液之间发生氧化还原反应：2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺，铁离子水解显示酸性，亚硫酸根离子水解显示碱性，二者可以发生双水解反应：2Fe³⁺+3SO₃^2-+6H₂O=2Fe²⁺+2Fe（OH）₃↓+3H₂SO₄，
故答案为：2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺；2Fe³⁺+3SO₃^2-+6H₂O=2Fe²⁺+2Fe（OH）₃↓+3H₂SO₄；
实验Ⅰ：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，此步实验的目的是验证铁离子是否被还原，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）；验证铁离子是否被还原；Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄↓；
实验Ⅱ：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，但是亚硫酸钠溶液极不稳定，很容易被氧气氧化为硫酸钠，所以实验之前应该检验亚硫酸钠是否变质，即验证亚硫酸根离子是否已经被空气氧化，如果变质，则和铁离子的反应研究就失去意义，
故答案为：Fe³⁺与SO₃^2-同时发生氧化还原反应和双水解反应；Na₂SO₃浓溶液；验证亚硫酸根离子是否已经被空气氧化．

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．