Question

某化学研究性学习小组讨论Fe³⁺和SO₃^2-之间发生怎样的反应，提出了两种可能：一是发生氧化还原反应：2Fe³⁺+ SO₃^2-+H₂O=2Fe³⁺ + SO₄^2-+2H⁺；二是发生双水解反应2Fe³⁺+3SO₃^2-+6H₂0=2Fe（OH）₃（胶体）+3H₂SO₃。为了证明是哪一种反应发生，同学们设计并实施了下列实验，请填写下列空白：

实验Ⅰ、学生选择的实验用品：Na₂SO₃浓溶液、BaCl₂稀溶液、稀盐酸；试管若干、胶头滴管若干，从选择的药品分析，作者设计这个实验的目的是                       。

实验Ⅱ、取5mL FeCl₃浓溶液于试管中，逐滴加入NaSO₃浓溶液，观察到溶液颜色由黄色变为红棕色，无气泡产生，无沉淀生成，继续加入Na₂SO₃浓溶液至过量，溶液颜色加深，最终变为红褐色。这种红褐色液体是               。向红褐色液体中逐滴加入稀盐酸至过量，可以观察到的现象是               。将溶液分成两等份，其中一份加入KSCN溶液，溶液变为血红色，反应的离子方程式为                 。另一份中加入BaCl₂稀溶液，有少量白色沉淀生成，产生该白色沉淀的离子方程式是                    。

实验Ⅲ、换用稀释的FeCl₃和Na₂SO₃ 溶液重复实验Ⅱ，产生的现象完全相同。

由上述实验得出的结论是                                               。

若在FeCl₃浓溶液中加入Na₂CO₃浓溶液，观察到红褐色沉淀并且产生无色气体，该反应的化学方程式是                                                             。

从形式上看，Na₂CO₃和Na₂SO₃相似，但是从上述实验中可以看到，二者的水溶液于氯化铁溶液反应的现象差别很大，分析其原因可能是：

①                                                              ；

②                                                             。

Answer 1

实验Ⅰ：检验Na₂SO₃是否变质（或检验Na₂SO₃溶液中是否混有Na₂SO₄）

实验Ⅱ：氢氧化铁胶体（或胶体）；先产生红褐色沉淀，后沉淀逐渐溶解，溶液变为黄色；有气泡产生；Fe³⁺+3SCN^-=Fe(SCN)₃；Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓

实验III：Fe³⁺与SO₃^2-同时发生氧化还原反应和双水解反应，2Fe³⁺+3CO₃^2—+3H₂O=2Fe(OH)₃↓+3CO₂↑

①SO₃^2—有较强的还原性，CO₃^2—没有还原性   ②SO₃^2—水解能力较CO₃^2—小

解析:

实验Ⅰ实际是逆向考查检验SO₄^2-需要用到的药品，同时也提醒学生在日常学习作化学实验时首先注意的一点，就是要明确实验的目的，注重科学研究的目的性和计划性。实验Ⅰ中，选择的药品中无Fe³⁺，只有Na₂SO₃浓溶液、BaCl₂稀溶液、稀盐酸，显然是为了检验Na₂SO₃是否变质（或检验Na₂SO₃溶液中是否混有Na₂SO₄）；

实验Ⅱ检验反应生成的Fe(OH)₃胶体以及胶体的盐析，以及向生成物中加BaCl₂溶液和稀盐酸，结果证明有BaSO₄ 沉淀生成；

实验III：是采用对照实验，将FeCl₃和Na₂SO₃稀释，重复做以上实验，实验现象一致，则说明Fe³⁺与SO₃^2-同时发生氧化还原反应和双水解反应；将Na₂CO₃代替Na₂SO₃ ，实验的现象只有相互促进水解的反应发生，与上述的反应不同的是，此反应有气泡产生，并未出现氧化还原反应，表明此反应的水解比上述反应剧烈，且不发生氧化还原反应，出现这种现象的原因是SO₃^2—有较强的还原性，CO₃^2—没有还原性；SO₃^2—水解能力较CO₃^2—小.