Question

某化學研究性學習小組討論Fe³⁺和SO₃^2-之間發(fā)生怎樣的反應，提出了兩種可能：
一是發(fā)生氧化還原反應：2Fe³⁺+SO^2-₃+H₂O=2Fe²⁺+SO^2-₄+2H⁺；
二是發(fā)生雙水解反應：2Fe³⁺+3SO^2-₃+6H₂O=2Fe（OH）₃（膠體）+3H₂SO₃．
為了證明是哪一種反應發(fā)生，同學們設計并實施了下列實驗，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />實驗Ⅰ，學生選擇的實驗用品：Na₂SO₃濃溶液、BaCl₂稀溶液、稀鹽酸；試管若干、膠頭滴管若干．從選擇的藥品分析，作者設計這個實驗的目的是

 

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實驗Ⅱ，取5mLFeCl₃濃溶液于試管中，逐滴加入Na₂SO₃濃溶液，觀察到溶液顏色由黃色變?yōu)榧t棕色，無氣泡產生，無沉淀生成，繼續(xù)加入Na₂SO₃濃溶液至過量，溶液顏色加深，最終變?yōu)榧t褐色．這種紅褐色液體是

 

．向紅褐色液體中逐滴加入稀鹽酸至過量，可以觀察到的現象是

 

．將溶液分成兩等份，其中一份加入KSCN溶液，溶液變成血紅色，反應的離子方程式為

 

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另一份加入BaCl₂稀溶液，有少量白色沉淀生成，產生該白色沉淀的離子方程式是

 

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實驗Ⅲ，換用稀釋的FeCl₃和Na₂SO₃溶液重復實驗Ⅱ、Ⅲ，產生的現象完全相同．由上述實驗得出的結論是

 

．若在FeCl₃濃溶液中加入Na₂CO₃濃溶液，觀察到紅褐色沉淀并且產生無色氣體，該反應的化學方程式是

 

．從形式上看，Na₂CO₃和Na₂SO₃相似，但是從上述實驗中可以看到，二者的水溶液與氯化鐵溶液反應的現象差別很大，分析其原因可能是：

 

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Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：實驗Ⅰ：根據選擇的實驗用品“Na₂SO₃濃溶液、BaCl₂稀溶液、稀鹽酸”分析實驗的目的；
實驗Ⅱ：根據氫氧化鐵的顏色為紅褐色進行判斷反應生成了氫氧化鐵膠體；加入KSCN溶液，溶液變?yōu)檠�紅色，證明溶液中存在鐵離子；在鹽酸中能夠生成與氯化鋇生成的白色沉淀為硫酸鋇沉淀；
實驗Ⅲ：根據反應生成了氫氧化鐵和硫酸根離子進行分析根據碳酸根離子與鐵離子發(fā)生了雙水解生成氫氧化鐵和二氧化碳寫出離子方程式；根據碳酸鈉和亞硫酸鈉的本身性質進行判斷．

解答： 解：實驗Ⅰ：學生選擇的實驗用品：Na₂SO₃濃溶液、BaCl₂稀溶液、稀鹽酸，目的是檢驗亞硫酸鈉是否被氧化成了硫酸鈉，
故答案為：檢驗Na₂SO₃是否變質（或檢驗Na₂SO₃溶液中是否混有Na₂SO₄）；
實驗Ⅱ：FeCl₃濃溶液于試管中，逐滴加入Na₂SO₃濃溶液，鐵離子能夠與亞硫酸根離子發(fā)生水解生成了紅褐色的氫氧化鐵膠體；
加入KSCN溶液，溶液變?yōu)檠�紅色，反應反應的離子方程式為：Fe³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃；
加入氯化鋇生成白色沉淀，白色沉淀為硫酸鋇，反應的離子方程式為：Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄，
故答案為：氫氧化鐵膠體（或膠體）；先產生紅褐色沉淀，后沉淀逐漸溶解，溶液變?yōu)辄S色，有氣泡產生；Fe³⁺+3SCN^-═Fe（SCN）₃；Ba²⁺+SO₄^2-═BaSO₄↓；
實驗Ⅲ：換用稀釋的FeCl₃和Na₂SO₃溶液重復實驗Ⅱ，產生的現象完全相同，證明了Fe³⁺與SO₃^2-發(fā)生氧化還原反應和雙水解反應是同時進行的，在FeCl₃濃溶液中加Na₂CO₃濃溶液，觀察到紅褐色沉淀并且產生無色氣體，二者發(fā)生了雙水解反應，反應的離子方程式為：2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O═2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑；由于亞硫酸根離子具有較強的還原性，能夠與鐵離子發(fā)生氧化還原反應，而碳酸根離子沒有還原性；鐵離子與亞硫酸根離子生成了氫氧化鐵膠體，與碳酸根離子反應生成了氫氧化鐵沉淀，說明碳酸根離子水解能力比亞硫酸根離子大，
故答案為：Fe³⁺與SO₃^2-同時發(fā)生氧化還原反應和雙水解反應；2Fe³⁺+3CO₃^2-+3H₂O=2Fe（OH）₃↓+3CO₂↑SO₃^2-有較強的還原性，CO₃^2-沒有還原性（或SO₃^2-水解能力較CO₃^2-小）．

點評：本題考查了探究反應機理的方法，題目難度中等，是一道不錯的題目，充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力．