Question

4．從宏觀現(xiàn)象探究微觀本質(zhì)是重要的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)．以FeCl₃溶液為實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象，探究其與堿性物質(zhì)之間的復(fù)雜多樣性．實(shí)驗(yàn)如圖
：
（1）①中反應(yīng)的離子方程式是3Mg（OH）₂+2Fe³⁺=2Fe（OH）₃（膠體）+3Mg²⁺．
（2）②中逸出的無色氣體是CO₂．
（3）對(duì)于③中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，同學(xué)們有諸多猜測(cè)，繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
Ⅰ．甲取③中的紅棕色溶液少許，滴入少量鹽酸酸化的BaCl₂溶液，產(chǎn)生白色沉淀． 甲得出結(jié)論：FeCl₃與Na₂SO₃發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，離子方程式是2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺．
Ⅱ．乙認(rèn)為甲的實(shí)驗(yàn)不嚴(yán)謹(jǐn)，重新設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了甲的結(jié)論是正確的．其實(shí)驗(yàn)方案是�、裰兴�得溶液少許進(jìn)行亞鐵離子（或Fe²⁺）離子的檢驗(yàn)．
（4）受以上實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，同學(xué)們對(duì)pH≈8的1mol/LNaF溶液與FeCl₃溶液混合時(shí)的現(xiàn)象產(chǎn)生了好奇并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象	④向2mL0.2mol/L FeCl3溶液中滴入2mL1mol/LNaF溶液．溶液變無色
	⑤向2mL0.2mol/L FeCl3溶液中滴入2mL蒸餾水，溶液顏色變淺

Ⅰ．⑤的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖桥懦�加水稀釋�?duì)溶液顏色變化的影響．
Ⅱ．為探究④中溶液變無色的原因，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
資料顯示：FeF₃溶液為無色．
用平衡移動(dòng)原理解釋紅褐色沉淀產(chǎn)生的原因：無色溶液中存在平衡：Fe³⁺+3F^-?FeF₃，加入NaOH后，F(xiàn)e³⁺更易與OH^-結(jié)合生成難溶的Fe（OH）₃．
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)，F(xiàn)eCl₃溶液與堿性物質(zhì)之間的反應(yīng)的多樣性與堿性物質(zhì)的pH、離子的性質(zhì)有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）①中產(chǎn)生紅褐色膠體，說明生成氫氧化鐵膠體，據(jù)此書寫；
（2）由FeCl₃和Na₂CO₃的性質(zhì)可知逸出的無色氣體是CO₂；
（3）Ⅰ三價(jià)鐵離子具有氧化性，能氧化SO₃^2-，生成硫酸根離子，同時(shí)三價(jià)鐵離子被還原為亞鐵離子；
Ⅱ還需要對(duì)亞鐵離子（或Fe²⁺）的檢驗(yàn)；
（4）Ⅰ排除加水稀釋對(duì)溶液顏色變化的影響；
Ⅱ無色溶液中存在平衡：Fe³⁺+3F^-?FeF₃，加入NaOH后，F(xiàn)e³⁺更易與OH^-結(jié)合生成難溶的Fe（OH）₃；
（5）FeCl₃溶液與堿性物質(zhì)之間的反應(yīng)的多樣性與堿性物質(zhì)的pH、陰、陽離子的性質(zhì)和反應(yīng)條件有關(guān)．

解答 解：（1）①中反應(yīng)的離子方程式：3Mg（OH）₂+2Fe³⁺=2Fe（OH）₃（膠體）+3Mg²⁺；
故答案為：3Mg（OH）₂+2Fe³⁺=2Fe（OH）₃（膠體）+3Mg²⁺；
（2）FeCl₃溶液和Na₂CO₃溶液反應(yīng)產(chǎn)生無色氣體CO₂和紅褐色沉淀氫氧化鐵；
故答案為：CO₂；
（3）Ⅰ．三價(jià)鐵離子能氧化SO₃^2-，生成硫酸根離子，同時(shí)三價(jià)鐵離子被還原為亞鐵離子，其反應(yīng)離子方程式為：2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺；
故答案為：2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺；
Ⅱ．乙認(rèn)為甲的實(shí)驗(yàn)不嚴(yán)謹(jǐn)，重新設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了甲的結(jié)論是正確的．其實(shí)驗(yàn)方案是�、裰兴�得溶液少許進(jìn)行亞鐵離子（或Fe²⁺）的檢驗(yàn)；
故答案為：亞鐵離子（或Fe²⁺）；
（4）Ⅰ．加水稀釋對(duì)溶液顏色變化有影響；
故答案為：排除加水稀釋對(duì)溶液顏色變化的影響；
Ⅱ．無色溶液中存在平衡：Fe³⁺+3F^-?FeF₃，加入NaOH后，F(xiàn)e³⁺更易與OH^-結(jié)合生成難溶的Fe（OH）₃；
故答案為：無色溶液中存在平衡：Fe³⁺+3F^-?FeF₃，加入NaOH后，F(xiàn)e³⁺更易與OH^-結(jié)合生成難溶的Fe（OH）₃；
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)，F(xiàn)eCl₃溶液與堿性物質(zhì)之間的反應(yīng)的多樣性與堿性物質(zhì)的pH、離子的性質(zhì)有關(guān)；
故答案為：堿性物質(zhì)的pH、離子的性質(zhì)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究反應(yīng)機(jī)理的方法，鐵的重要化合物性質(zhì)、電離方程式、離子方程式的書寫，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析問題和解決問題的能量，注意相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與積累．