Question

【題目】某化學(xué)興趣小組為驗證SO2的還原性和Fe3+的氧化性，特邀你參與以下探究活動。

I.理論預(yù)測

該興趣小組實驗實施前進(jìn)行了充分的討論交流,確定選擇SO2和FeCl3溶液的反應(yīng)來探究，并預(yù)測將SO2通入FeCl3溶液中的現(xiàn)象。小組同學(xué)想聽聽你的

（1）確定選擇SO2和FeCl3溶液的反應(yīng)而不選擇SO2和Fe(NO3)3溶液的反應(yīng)來探究，你認(rèn)為可能是基于什么原因作出的選擇：_______________________________________。

（2）將SO2通入FeCl3溶液中，你認(rèn)為可能觀察到的現(xiàn)象是：______________________，你預(yù)測的理論依據(jù)是（用離子方程式表示）：___________________________________。

II.實驗探究

（1）配制1mol·L-1FeCl3溶液（未用鹽酸酸化）

①下面是小組四位同學(xué)在配制溶液時的“轉(zhuǎn)移”操作，其中正確的是：_________。

②檢測得知溶液呈酸性，其原因是：___________________________（用離子方程式表示）。

（2）將SO2通入FeCl3溶液至飽和，觀察到溶液由棕黃色變?yōu)榧t棕色，并沒有觀察到預(yù)期的現(xiàn)象。將反應(yīng)后的溶液放置12小時后又出現(xiàn)了預(yù)期的結(jié)果。

查閱資料得知：[Fe(HSO3)]2+為紅棕色，生成[Fe(HSO3)]2+的反應(yīng)為可逆反應(yīng)。請你用化學(xué)方程式解釋將SO2通入FeCl3溶液至飽和時觀察到的現(xiàn)象：_____________________________________。

（3）為了探究如何縮短紅棕色變?yōu)轭A(yù)期顏色的時間，小組繼續(xù)探究：另取少量FeCl3溶液，再通入SO2，溶液變?yōu)榧t棕色，加濃HCl酸化，幾分鐘后變?yōu)轭A(yù)期顏色。請你推測小組在實驗方案設(shè)計中“加濃HCl酸化”的目的是：_____________________________________________________。

Answer 1

【答案】NO3-可能對驗證Fe3+的氧化性有干擾 溶液由（棕）黃色變?yōu)闇\綠色 2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + SO42 + 4H+ A Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+ FeCl3+ SO2 + H2O [Fe(HSO3)]Cl2 + HCl 增大H+濃度，使“ FeCl3+ SO2 + H2O [Fe(HSO3)]Cl2 + HCl”平衡逆向移動，加快預(yù)期反應(yīng)的速率

【解析】

本題考查SO2和FeCl3溶液反應(yīng)的實驗探究，涉及物質(zhì)性質(zhì)的分析，物質(zhì)的量濃度溶液的配制，鹽類的水解，外界條件對化學(xué)平衡的影響，結(jié)合相應(yīng)知識進(jìn)行分析；

I.(1)SO2溶于水顯酸性，酸性條件下， NO3-也可將SO2氧化，干擾實驗，因此，本題答案為：NO3-可能對驗證Fe3+的氧化性有干擾；

(2)由于SO2具有還原性，Fe3+具有氧化性，預(yù)測SO2通入FeCl3溶液中SO2將Fe3+還原為Fe2+，可能觀察到的現(xiàn)象是：溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色。反應(yīng)的離子方程式可表示為SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+，因此，本題答案為：溶液由（棕）黃色變?yōu)闇\綠色 ；2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + SO42 + 4H+ ；

II.（1）①“轉(zhuǎn)移”時防止溶液外灑，應(yīng)將玻璃棒的下端伸入容量瓶的刻度線以下，用玻璃棒引流溶液，故選A；

②FeCl3屬于強(qiáng)酸弱堿鹽，由于Fe3+的水解使溶液呈酸性，Fe3+水解的離子方程式為Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+，因此，本題答案為：Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+；

（2）根據(jù)資料，紅棕色溶液中含[Fe（HSO3）]2+，該過程中元素的化合價沒有變化，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+FeCl3+H2O[Fe（HSO3）]Cl2+2HCl，因此，本題答案為：FeCl3+ SO2 + H2O [Fe(HSO3)]Cl2 + HCl；

（3）出現(xiàn)紅棕色是發(fā)生了反應(yīng)SO2+FeCl3+H2O[Fe（HSO3）]Cl2+2HCl，縮短紅棕色時間，使上述平衡向逆反應(yīng)方向移動。因此，本題答案為：增大H+濃度，使“ FeCl3+ SO2 + H2O [Fe(HSO3)]Cl2 + HCl”平衡逆向移動，加快預(yù)期反應(yīng)的速率；