题目

题型：不详难度：来源：

（本题共13分）甲、乙两同学研究Na₂SO₃溶液与FeCl₃溶液反应的情况。

步骤	操作	现象
Ⅰ	向2mL 1 mol·L-1FeCl3溶液中加入一定量的Na2SO3溶液	溶液由棕黄色变为红褐色，并有少量刺激性气味的气体逸出

（1）常温下，FeCl₃溶液的pH_______7（填“＜”、“＞”或“＝”）。
（2）分析红褐色产生的原因。
① 甲同学认为步骤I中溶液呈红褐色是因为生成了Fe(OH)₃，请用化学平衡移动原理解释溶液呈红褐色的原因：________。
② 乙同学认为可能是发生了氧化还原反应，其中Fe³⁺ →Fe²⁺ ；请写出Fe³⁺ 跟SO₃^2－反应的离子方程式
______________。
乙同学查阅资料得知：
1．Fe²⁺与SO₃^2－反应生成墨绿色的絮状沉淀FeSO₃；
2．墨绿色的FeSO₃与黄色的FeCl₃溶液混合后，溶液呈红褐色。
（3）甲同学为了确认溶液呈红褐色的原因是生成了Fe(OH)₃，设计并完成了如下实验：

步骤	操作	现象
Ⅱ	用激光笔照射步骤I中的红褐色溶液	出现“丁达尔效应”

甲同学因此得出结论：溶液呈红褐色是因为生成了Fe(OH)₃。而乙同学认为甲同学得出结论的证据仍然不足，乙同学的理由是________。
（4）为进一步确认Na₂SO₃溶液与FeCl₃溶液反应的情况，乙同学设计并完成了如下实验：

步骤	操作	现象
Ⅲ	向1 mol•L-1的FeCl3溶液中通入一定量的SO2	溶液由黄色变为红褐色
Ⅳ	用激光笔照射步骤Ⅲ中的红褐色溶液	没有出现“丁达尔效应”

① 经检验步骤Ⅲ中红褐色溶液含有Fe²⁺，检验Fe²⁺选用的试剂是_________（填字母）。
a．K₃[Fe(CN)₆] 溶液         b．KSCN溶液        c．KMnO₄溶液
② 请用离子方程式和必要的文字说明步骤Ⅲ中出现红褐色的原因       。
（5）结论：由上述实验得知，甲、乙两同学所持观点均正确。

答案

 （1）＜（1分） （2） ① Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃+3H⁺，加入Na₂SO₃后，c(H⁺)下降，平衡正向移动，生成Fe(OH)₃（离子方程式1分，平衡移动方向1分，共2分）
② 2Fe³⁺ + SO₃^2- +H₂O ==2Fe²⁺ +SO₄^2-+2H⁺  （2分）
（3）FeSO₃和FeCl₃的混合溶液也可能出现“丁达尔效应” （2分）（4）①  a （1分）
② 2Fe³⁺ + SO₂ + 2H₂O ＝ 2Fe²⁺ + SO2- 4 + 4H⁺； Fe²⁺ + SO₂ +H₂O ＝ FeSO₃↓ + 2H⁺（或2Fe³⁺ + 3SO₂ + 4H₂O ＝2FeSO₃↓+ SO2- 4 + 8H⁺）；FeSO₃与剩余的FeCl₃溶液混合而呈现红褐色。（每个方程式2分，文字阐述1分，共5分）

解析

试题分析：（1）氯化铁是强酸弱碱盐，铁离子水解溶液显酸性，因此常温下，FeCl₃溶液的pH＜7。
（2）① 在氯化铁溶液中存在铁离子的水解平衡：Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃+3H⁺，加入Na₂SO₃后，消耗氢离子，溶液中c(H⁺)下降，平衡正向移动，生成Fe(OH)₃。
②铁离子具有氧化性，亚硫酸钠具有还原性，二者可以发生氧化还原反应，离子方程式为2Fe³⁺ + SO₃^2- +H₂O==2Fe²⁺ +SO₄^2-+2H⁺。
（3）由于FeSO₃和FeCl₃混合后即使不反应，混合溶液也可能出现“丁达尔效应”。
（4）①由于溶液显红褐色，虽然亚铁离子能与高锰酸钾溶液反应，但现象不明显，所以检验亚铁离子的试剂应该选择K₃[Fe(CN)₆] 溶液，实验现象是溶液中产生蓝色沉淀，答案选a。
②在溶液中铁离子与SO₂发生氧化还原反应：2Fe³⁺ + SO₂ + 2H₂O ＝2Fe²⁺ + SO2- 4 + 4H⁺，生成的亚铁离子与SO₂继续反应：Fe²⁺ + SO₂ +H₂O＝FeSO₃↓ + 2H⁺（或2Fe³⁺ + 3SO₂ + 4H₂O ＝2FeSO₃↓+ SO2- 4 + 8H⁺），生成的FeSO₃与剩余的FeCl₃溶液混合而呈现红褐色。