Question

【题目】某校化学兴趣小组探究SO2与FeCl3溶液的反应，所用装置如下图所示。

(1)该小组同学预测SO2与FeCl3溶液反应的现象为溶液由棕黄色变成浅绿色，然后开始实验。

步骤①	配制1 mol·L－1FeCl3溶液(未用盐酸酸化)，测其pH约为1，取少量装入试管B中，加热A

FeCl3溶液显酸性的原因是__________________。写出装置A中产生SO2的化学方程式：_______________________________。

(2)当SO2通入FeCl3溶液至饱和时，同学们观察到的现象是溶液由棕黄色变成红棕色，没有观察到丁达尔现象。将混合液放置12小时，溶液才变成浅绿色。

【查阅资料】[Fe(HSO3)]2＋为红棕色，它可以将Fe3＋还原为Fe2＋。生成

[Fe(HSO3)]2＋的反应为可逆反应。

解释SO2与FeCl3溶液反应生成红棕色[Fe(HSO3)]2＋的原因：_________________________。

写出溶液中[Fe(HSO3)]2＋与Fe3＋反应的离子方程式： ________________________。

(3)为了探究如何缩短红棕色变为浅绿色的时间，该小组同学进行了步骤②、③的实验。

步骤②	往5 mL 1 mol·L－1FeCl3溶液中通入SO2气体，溶液立即变为红棕色。微热3 min，溶液颜色变为浅绿色
步骤③	往5 mL重新配制的1 mol·L－1FeCl3溶液(用浓盐酸酸化)中通入SO2气体，溶液立即变为红棕色。几分钟后，发现溶液颜色变成浅绿色

用铁氰化钾溶液检验步骤②和步骤③所得溶液中的Fe2＋，其现象为____________________。

(4)综合上述实验探究过程，可以获得的实验结论：

Ⅰ.SO2与FeCl3溶液反应生成红棕色中间产物[Fe(HSO3)]2＋；

Ⅱ.红棕色中间产物转变成浅绿色溶液是一个较慢的过程；

Ⅲ.____________________。

Answer 1

【答案】(1)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋

Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O

(2)H2O＋SO2H2SO3H＋＋HSO，

Fe3＋＋HSO[Fe(HSO3)]2＋

Fe3＋＋H2O＋[Fe(HSO3)]2＋===2Fe2＋＋SO＋3H＋

(3)生成蓝色沉淀 (4)加热、提高FeCl3溶液的酸性会缩短浅绿色出现的时间

【解析】(1)FeCl3溶液呈酸性是因为Fe3＋的水解，即Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋；装置A利用Cu和浓硫酸加热制取SO2，化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(2)该过程中首先有H2O＋SO2=H2SO3，然后H2SO3电离：H2SO3=H＋＋HSO，最后HSO 和Fe3＋发生络合反应生成红棕色[Fe(HSO3)]2＋，即Fe3＋＋HSO[Fe(HSO3)]2＋。[Fe(HSO3)]2＋与Fe3＋发生氧化还原反应，生成Fe2＋，离子方程式为Fe3＋＋H2O＋[Fe(HSO3)]2＋===2Fe2＋＋SO＋3H＋。(3)铁氰化钾与Fe2＋反应，生成的是蓝色沉淀Fe3[Fe(CN)6]2。(4)通过以上实验还可推知，升高温度或增加FeCl3溶液的酸性会加快反应速率，缩短浅绿色出现的时间。