Question

某化學研究性學習小組討論Fe³⁺和SO₃^2-之間發生怎樣的反應，提出了兩種可能：一是發生氧化還原反應：2Fe³⁺+ SO₃^2-+H₂O=2Fe³⁺ + SO₄^2-+2H⁺；二是發生雙水解反應2Fe³⁺+3SO₃^2-+6H₂0=2Fe（OH）₃（膠體）+3H₂SO₃。為了證明是哪一種反應發生，同學們設計并實施了下列實驗，請填寫下列空白：

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                       。

實驗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為紅棕色，無氣泡產生，無沉淀生成，繼續加入Na₂SO₃濃溶液至過量，溶液顏色加深，最終變為紅褐色。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，溶液變為血紅色，反應的離子方程式為                 。另一份中加入BaCl₂稀溶液，有少量白色沉淀生成，產生該白色沉淀的離子方程式是                    。

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。

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，二者的水溶液于氯化鐵溶液反應的現象差別很大，分析其原因可能是：

①                                                              ；

②                                                             。

Answer 1

實驗Ⅰ：檢驗Na₂SO₃是否變質（或檢驗Na₂SO₃溶液中是否混有Na₂SO₄）

實驗Ⅱ：氫氧化鐵膠體（或膠體）；先產生紅褐色沉淀，后沉淀逐漸溶解，溶液變為黃色；有氣泡產生；Fe³⁺+3SCN^-=Fe(SCN)₃；Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓

實驗III：Fe³⁺與SO₃^2-同時發生氧化還原反應和雙水解反應，2Fe³⁺+3CO₃^2—+3H₂O=2Fe(OH)₃↓+3CO₂↑

①SO₃^2—有較強的還原性，CO₃^2—沒有還原性   ②SO₃^2—水解能力較CO₃^2—小

解析:

實驗Ⅰ實際是逆向考查檢驗SO₄^2-需要用到的藥品，同時也提醒學生在日常學習作化學實驗時首先注意的一點，就是要明確實驗的目的，注重科學研究的目的性和計劃性。實驗Ⅰ中，選擇的藥品中無Fe³⁺，只有Na₂SO₃濃溶液、BaCl₂稀溶液、稀鹽酸，顯然是為了檢驗Na₂SO₃是否變質（或檢驗Na₂SO₃溶液中是否混有Na₂SO₄）；

實驗Ⅱ檢驗反應生成的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，結果證明有BaSO₄ 沉淀生成；

實驗III：是采用對照實驗，將FeCl₃和Na₂SO₃稀釋，重復做以上實驗，實驗現象一致，則說明Fe³⁺與SO₃^2-同時發生氧化還原反應和雙水解反應；將Na₂CO₃代替Na₂SO₃ ，實驗的現象只有相互促進水解的反應發生，與上述的反應不同的是，此反應有氣泡產生，并未出現氧化還原反應，表明此反應的水解比上述反應劇烈，且不發生氧化還原反應，出現這種現象的原因是SO₃^2—有較強的還原性，CO₃^2—沒有還原性；SO₃^2—水解能力較CO₃^2—小.