Question

3．（1）在t℃时，某NaOH稀溶液中，c（H⁺）=10^-amol/L，c（OH^-）=10^-bmol/L，已知a+b=13，则：
①该温度下，水的离子积常数Kw=10^-13．
②该温度下，100mL 0.1mol/L的稀硫酸溶液中由水电离的c（OH^-）=5×10^-13mol/L．
（2）实验室用Na₂SO₃固体与70%的硫酸反应制取SO₂气体时，可用NaOH溶液或Fe₂（SO₄）₃溶液吸收多余的SO₂气体．用Fe₂（SO₄）₃溶液吸收多余的SO₂气体，写出SO₂与Fe₂（SO₄）₃溶液反应的离子方程式SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺
（3）用Fe₂（SO₄）₃溶液吸收SO₂气体一段时间后，吸收液中一定存在的离子有H⁺、Fe²⁺、SO₄^2-和极少量的OH^-．某同学认为还可能存在其他离子，并提出假设进行实验探究．
①提出合理假设：
假设1：还存在HSO₃^-、SO₃^2-；
假设2：还存在Fe³⁺；
假设3：HSO₃^-、SO₃^2-、Fe³⁺都不存在
②设计实验方案

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取少量吸收液于试管中，加稀硫酸酸化，然后再滴入几滴品红溶液；	现象：品红不褪色 结论：假设1不成立；
步骤2：另取少量吸收液于试管中， 滴入几滴KSCN溶液．	现象：溶液变红 结论：假设2成立．

Answer 1

分析 （1）①根据水的离子积常数Kw=c（H⁺）•c（OH^-）来计算；
②在酸溶液中，氢氧根全部来自于水的电离；
（2）三价铁离子具有氧化性，二氧化硫具有还原性，二者能够发生氧化还原反应生成亚铁离子和硫酸；
（3）①根据反应原理：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，吸收液中一定存在的离子有H⁺、Fe²⁺、SO₄^2-和极少量的OH^-外，还可能有的离子：假设1：还存在HSO₃^-、SO₃^2-；假设2：还存在Fe³⁺；假设3：HSO₃^-、SO₃^2-、Fe³⁺都不存在；
②步骤1：滴入品红溶液，检验溶液中是否有二氧化硫生成；步骤2，利用硫氰化钾溶液检验铁离子，根据结论完成反应现象．

解答 解：（1）①水的离子积常数Kw=c（H⁺）•c（OH^-）=10^-a×10^-b=10^-（a+b）=10^-13，
故答案为：10^-13；
②100mL 0.1mol/L的稀硫酸溶液中c（H⁺）=0.2mol/L，在此温度下，水的离子积故Kw=10^-13，故c（OH^-）=$\frac{K{\;}_{w}}{0.2}$=5×10^-13mol/L，而在酸溶液中，氢氧根全部来自于水的电离，故由水电离的c（OH^-）=5×10^-13mol/L，
故答案为：5×10^-13；
（2）铁离子能够氧化二氧化硫，SO₂与FeCl₃溶液反应的离子方程式为：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，
故答案为：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
（3）①根据反应原理：SO₂+2Fe³⁺+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，吸收液中一定存在的离子有H⁺、Fe²⁺、SO₄^2-和极少量的OH^-外，还可能有的离子：假设1：还存在HSO₃^-、SO₃^2-；假设2：还存在Fe³⁺；假设3：HSO₃^-、SO₃^2-、Fe³⁺都不存在，
故答案为：HSO₃^-、SO₃^2-、Fe³⁺都不存在；
②步骤1，取少量吸收液于试管，滴加稀硫酸酸化，然后再滴入几滴品红溶液，现象是品红没有褪色，证明了假设1是错误的；步骤2，利用硫氰化钾溶液检验溶液中是否含有铁离子，方法是另取少量吸收液于试管中，滴入几滴KSCN溶液，现象为溶液显示红色，说明假设2是正确的，
故答案为：

实验步骤	现象和结论
	品红不褪色
步骤2：另取少量吸收液于试管中，滴入几滴KSCN溶液	溶液变红

点评 本题属于化学原理和实验探究的综合题，要根据实验原理提出假设，再结合物质的性质加以验证，侧重于考查学生的实验探究能力和对知识的应用能力，注意水的离子积常数的应用，题目难度中等．