Question

8．某化学小组在研究Na₂SO₃溶液、FeCl₃溶液性质及反应时，进行了下列实验：
（1）取1mol•L^-1的Na₂SO₃溶液置于空气中，测得其pH随时间的变化曲线如图所示：

①最初，Na₂SO₃溶液pH=7.8，解释其原因的离子方程式是SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-．
②t时间段内，造成其pH发生上述变化，用离子方程式解释是2SO₃^2-+O₂=2SO₄^2-．
（2）探究Na₂SO₃溶液与FeCl₃溶液实际反应的情况：
实验ⅰ

装置	操作	现象
	向2mL1mol•L-1FeCl3溶液中，逐滴滴加1mo•L-1Na2SO3溶液2mL	溶液黄色逐渐加深，最终得红褐色溶液（W）

实验ⅱ

装置	操作	现象
	取1mL溶液W于试管中，向其滴加过量盐酸，再滴加5滴BaCl2溶液	产生白色沉淀

①实验ⅱ证明，溶液中含有SO₄^2-离子；
②对Na₂SO₃溶液与FeCl₃溶液实际反应存在两种认识：
认识Ⅰ．反应中Fe³⁺完全转化为Fe²⁺，W溶液中c（Fe²⁺）一定很大，反应的离子方程式是SO₃^2-+2Fe³⁺+H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+2H⁺．
认识Ⅱ．W溶液中c（Fe²⁺）应该极小，否则W溶液不会呈红褐色．
（3）资料显示：Fe²⁺呈淡绿色、FeSO₃是墨绿色沉淀、碱式硫酸铁[Fe₄（OH）₂（SO₄）₅]溶液为红褐色．
①实验中始终未出现墨绿色沉淀，说明c（Fe²⁺）极小，其原因用离子方程式解释是4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O．
②实验过程和结果显示，O₂、Fe³⁺、SO₄^2-的氧化性强弱顺序是O₂＞Fe³⁺＞SO₄^2-  O₂＞Fe³⁺＞SO₄^2-，．
③若Fe₄（OH）₂（SO₄）₅是造成溶液W呈红褐色的原因之一，其形成的化学方程式是8FeCl₃+10Na₂SO₃+5O₂+4H₂O=2Fe₄（OH）₂（SO₄）₅+20NaCl+4HCl．
④用激光笔照射W溶液，发现有丁达尔现象，用离子方程式解释原因是Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（胶体）+3H⁺．

Answer 1

分析 （1）①亚硫酸氢根水解导致溶液呈碱性；
②t时间段内，造成其pH发生上述变化原因是亚硫酸跟离子不稳定，极易被空气中氧气氧化；
（2）①由实验ⅱ滴加BaCl₂溶液产生白色沉淀，故检验SO₄^2-；
②认识Ⅰ．SO₃^2-与Fe³⁺和H₂O反应生成SO₄^2-和Fe²⁺和H⁺；
（3）①c（Fe²⁺）极小，其原因是易被空气中氧气氧化；
②氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化物；
③FeCl₃和Na₂SO₃、O₂、H₂O反应生成Fe₄（OH）₂（SO₄）₅和NaCl和HCl；
④Fe³⁺水解生成Fe（OH）₃（胶体）．

解答 解：（1）①亚硫酸氢根水解导致溶液呈碱性，故离子方程式为SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-，
故答案为：SO₃^2-+H₂O?HSO₃^-+OH^-；
②t时间段内，造成其pH发生上述变化原因是亚硫酸跟离子不稳定，极易被空气中氧气氧化，故离子方程式为2SO₃^2-+O₂=2SO₄^2-，
故答案为：2SO₃^2-+O₂=2SO₄^2-；
（2）①由实验ⅱ滴加BaCl₂溶液产生白色沉淀，故实验ⅱ证明，溶液中含有SO₄^2-离子，
故答案为：SO₄^2-；
②认识Ⅰ．SO₃^2-与Fe³⁺和H₂O反应生成SO₄^2-和Fe²⁺和H⁺，故离子方程式为SO₃^2-+2Fe³⁺+H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+2H⁺，
故答案为：SO₃^2-+2Fe³⁺+H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+2H⁺；
（3）①c（Fe²⁺）极小，其原因是易被空气中氧气氧化，故对应的离子方程式为4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O；
②实验ⅰ中发生SO₃^2-+2Fe³⁺+H₂O=SO₄^2-+2Fe²⁺+2H⁺，c（Fe²⁺）极小，其原因是易被空气中氧气氧化，故对应的离子方程式为4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O，
由氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性可知氧化性为O₂＞Fe³⁺＞SO₄^2-，
故答案为：O₂＞Fe³⁺＞SO₄^2-；
③FeCl₃和Na₂SO₃、O₂、H₂O反应生成Fe₄（OH）₂（SO₄）₅和NaCl和HCl，故化学方程式为8FeCl₃+10Na₂SO₃+5O₂+4H₂O=2Fe₄（OH）₂（SO₄）₅+20NaCl+4HCl，
故答案为：8FeCl₃+10Na₂SO₃+5O₂+4H₂O=2Fe₄（OH）₂（SO₄）₅+20NaCl+4HCl；
④Fe³⁺水解生成Fe（OH）₃（胶体），故离子方程式为Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（胶体）+3H⁺，
故答案为：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃（胶体）+3H⁺．

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．