Question

某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組討論Fe³⁺和SO₃^2-之間發(fā)生怎樣的反應(yīng)，提出了兩種可能：一是發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2Fe³⁺+ SO₃^2-+H₂O=2Fe³⁺ + SO₄^2-+2H⁺；二是發(fā)生雙水解反應(yīng)2Fe³⁺+3SO₃^2-+6H₂0=2Fe（OH）₃（膠體）+3H₂SO₃。為了證明是哪一種反應(yīng)發(fā)生，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)并實(shí)施了下列實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白：

實(shí)驗(yàn)Ⅰ、學(xué)生選擇的實(shí)驗(yàn)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(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是                       。

實(shí)驗(yàn)Ⅱ、取5mL FeCl₃濃溶液于試管中，逐滴加入NaSO₃濃溶液，觀察到溶液顏色由黃色變?yōu)榧t棕色，無(wú)氣泡產(chǎn)生，無(wú)沉淀生成，繼續(xù)加入Na₂SO₃濃溶液至過(guò)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(guò)量，可以觀察到的現(xiàn)象是               。將溶液分成兩等份，其中一份加入KSCN溶液，溶液變?yōu)檠�紅色，反應(yīng)的離子方程式為                 。另一份中加入BaCl₂稀溶液，有少量白色沉淀生成，產(chǎn)生該白色沉淀的離子方程式是                    。

實(shí)驗(yàn)Ⅲ、換用稀釋的FeCl₃和Na₂SO₃ 溶液重復(fù)實(shí)驗(yàn)Ⅱ，產(chǎn)生的現(xiàn)象完全相同。

由上述實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)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(chǎn)生無(wú)色氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是                                                             。

從形式上看，Na₂CO₃和Na₂SO₃相似，但是從上述實(shí)驗(yàn)中可以看到，二者的水溶液于氯化鐵溶液反應(yīng)的現(xiàn)象差別很大，分析其原因可能是：

①                                                              ；

②                                                             。

Answer 1

實(shí)驗(yàn)Ⅰ：檢驗(yàn)Na₂SO₃是否變質(zhì)（或檢驗(yàn)Na₂SO₃溶液中是否混有Na₂SO₄）

實(shí)驗(yàn)Ⅱ：氫氧化鐵膠體（或膠體）；先產(chǎn)生紅褐色沉淀，后沉淀逐漸溶解，溶液變?yōu)辄S色；有氣泡產(chǎn)生；Fe³⁺+3SCN^-=Fe(SCN)₃；Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓

實(shí)驗(yàn)III：Fe³⁺與SO₃^2-同時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng)和雙水解反應(yīng)，2Fe³⁺+3CO₃^2—+3H₂O=2Fe(OH)₃↓+3CO₂↑

①SO₃^2—有較強(qiáng)的還原性，CO₃^2—沒(méi)有還原性   ②SO₃^2—水解能力較CO₃^2—小

解析:

實(shí)驗(yàn)Ⅰ實(shí)際是逆向考查檢驗(yàn)SO₄^2-需要用到的藥品，同時(shí)也提醒學(xué)生在日常學(xué)習(xí)作化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)首先注意的一點(diǎn)，就是要明確實(shí)驗(yàn)的目的，注重科學(xué)研究的目的性和計(jì)劃性。實(shí)驗(yàn)Ⅰ中，選擇的藥品中無(wú)Fe³⁺，只有Na₂SO₃濃溶液、BaCl₂稀溶液、稀鹽酸，顯然是為了檢驗(yàn)Na₂SO₃是否變質(zhì)（或檢驗(yàn)Na₂SO₃溶液中是否混有Na₂SO₄）；

實(shí)驗(yàn)Ⅱ檢驗(yàn)反應(yīng)生成的Fe(OH)₃膠體以及膠體的鹽析，以及向生成物中加BaCl₂溶液和稀鹽酸，結(jié)果證明有BaSO₄ 沉淀生成；

實(shí)驗(yàn)III：是采用對(duì)照實(shí)驗(yàn)，將FeCl₃和Na₂SO₃稀釋，重復(fù)做以上實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象一致，則說(shuō)明Fe³⁺與SO₃^2-同時(shí)發(fā)生氧化還原反應(yīng)和雙水解反應(yīng)；將Na₂CO₃代替Na₂SO₃ ，實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象只有相互促進(jìn)水解的反應(yīng)發(fā)生，與上述的反應(yīng)不同的是，此反應(yīng)有氣泡產(chǎn)生，并未出現(xiàn)氧化還原反應(yīng)，表明此反應(yīng)的水解比上述反應(yīng)劇烈，且不發(fā)生氧化還原反應(yīng)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是SO₃^2—有較強(qiáng)的還原性，CO₃^2—沒(méi)有還原性；SO₃^2—水解能力較CO₃^2—小.