Question

4．從宏觀現象探究微觀本質是重要的化學學科素養(yǎng)．以FeCl₃溶液為實驗研究對象，探究其與堿性物質之間的復雜多樣性．實驗如圖
：
（1）①中反應的離子方程式是3Mg（OH）₂+2Fe³⁺=2Fe（OH）₃（膠體）+3Mg²⁺．
（2）②中逸出的無色氣體是CO₂．
（3）對于③中的實驗現象，同學們有諸多猜測，繼續(xù)進行實驗：
Ⅰ．甲�、壑械募t棕色溶液少許，滴入少量鹽酸酸化的BaCl₂溶液，產生白色沉淀． 甲得出結論：FeCl₃與Na₂SO₃發(fā)生了氧化還原反應，離子方程式是2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺．
Ⅱ．乙認為甲的實驗不嚴謹，重新設計并進行實驗，證實了甲的結論是正確的．其實驗方案是�、裰兴�得溶液少許進行亞鐵離子（或Fe²⁺）離子的檢驗．
（4）受以上實驗的啟發(fā)，同學們對pH≈8的1mol/LNaF溶液與FeCl₃溶液混合時的現象產生了好奇并進行實驗：

實驗操作及現象	④向2mL0.2mol/L FeCl3溶液中滴入2mL1mol/LNaF溶液．溶液變無色
	⑤向2mL0.2mol/L FeCl3溶液中滴入2mL蒸餾水，溶液顏色變淺

Ⅰ．⑤的實驗目的是排除加水稀釋對溶液顏色變化的影響．
Ⅱ．為探究④中溶液變無色的原因，進行如下實驗：
資料顯示：FeF₃溶液為無色．
用平衡移動原理解釋紅褐色沉淀產生的原因：無色溶液中存在平衡：Fe³⁺+3F^-?FeF₃，加入NaOH后，Fe³⁺更易與OH^-結合生成難溶的Fe（OH）₃．
（5）根據實驗，FeCl₃溶液與堿性物質之間的反應的多樣性與堿性物質的pH、離子的性質有關．

Answer 1

分析 （1）①中產生紅褐色膠體，說明生成氫氧化鐵膠體，據此書寫；
（2）由FeCl₃和Na₂CO₃的性質可知逸出的無色氣體是CO₂；
（3）Ⅰ三價鐵離子具有氧化性，能氧化SO₃^2-，生成硫酸根離子，同時三價鐵離子被還原為亞鐵離子；
Ⅱ還需要對亞鐵離子（或Fe²⁺）的檢驗；
（4）Ⅰ排除加水稀釋對溶液顏色變化的影響；
Ⅱ無色溶液中存在平衡：Fe³⁺+3F^-?FeF₃，加入NaOH后，Fe³⁺更易與OH^-結合生成難溶的Fe（OH）₃；
（5）FeCl₃溶液與堿性物質之間的反應的多樣性與堿性物質的pH、陰、陽離子的性質和反應條件有關．

解答 解：（1）①中反應的離子方程式：3Mg（OH）₂+2Fe³⁺=2Fe（OH）₃（膠體）+3Mg²⁺；
故答案為：3Mg（OH）₂+2Fe³⁺=2Fe（OH）₃（膠體）+3Mg²⁺；
（2）FeCl₃溶液和Na₂CO₃溶液反應產生無色氣體CO₂和紅褐色沉淀氫氧化鐵；
故答案為：CO₂；
（3）Ⅰ．三價鐵離子能氧化SO₃^2-，生成硫酸根離子，同時三價鐵離子被還原為亞鐵離子，其反應離子方程式為：2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺；
故答案為：2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+2H⁺；
Ⅱ．乙認為甲的實驗不嚴謹，重新設計并進行實驗，證實了甲的結論是正確的．其實驗方案是�、裰兴�得溶液少許進行亞鐵離子（或Fe²⁺）的檢驗；
故答案為：亞鐵離子（或Fe²⁺）；
（4）Ⅰ．加水稀釋對溶液顏色變化有影響；
故答案為：排除加水稀釋對溶液顏色變化的影響；
Ⅱ．無色溶液中存在平衡：Fe³⁺+3F^-?FeF₃，加入NaOH后，Fe³⁺更易與OH^-結合生成難溶的Fe（OH）₃；
故答案為：無色溶液中存在平衡：Fe³⁺+3F^-?FeF₃，加入NaOH后，Fe³⁺更易與OH^-結合生成難溶的Fe（OH）₃；
（5）根據實驗，FeCl₃溶液與堿性物質之間的反應的多樣性與堿性物質的pH、離子的性質有關；
故答案為：堿性物質的pH、離子的性質．

點評 本題考查了探究反應機理的方法，鐵的重要化合物性質、電離方程式、離子方程式的書寫，題目難度中等，側重于考查學生的分析問題和解決問題的能量，注意相關基礎知識的學習與積累．