Question

（12分）某�；瘜W興趣小組探究SO2與FeCl3溶液的反應，所用裝置如下圖所示。

（1）該小組同學預測SO2與FeCl3溶液反應的現象為溶液由棕黃色變成淺綠色，然后開始實驗。

步驟①	配制1 mol·L-1 FeCl3溶液（未用鹽酸酸化），測其pH約為1，取少量裝入試管B中，加熱A。

FeCl3溶液顯酸性的原因是_________。寫出裝置A中產生SO2的化學方程式：_________。

（2）當SO2通入到FeCl3溶液至飽和時，同學們觀察到的現象是溶液由棕黃色變成紅棕色，沒有觀察到丁達爾現象。將混合液放置12小時，溶液才變成淺綠色。

【查閱資料】 Fe(HSO3)2+離子為紅棕色，它可以將Fe3+還原為Fe2+。生成Fe(HSO3)2+離子的反應為可逆反應。

解釋SO2與FeCl3溶液反應生成紅棕色Fe(HSO3)2+離子的原因：_____________________。

寫出溶液中Fe(HSO3)2+離子與Fe3+反應的離子方程式：______________________________。

（3）為了探究如何縮短紅棕色變?yōu)闇\綠色的時間，該小組同學進行了步驟③的實驗。

步驟②	往5mL1mol·L-1 FeCl3溶液中通入SO2氣體，溶液立即變?yōu)榧t棕色。微熱3 min，溶液顏色變?yōu)闇\綠色。
步驟③	往5mL重新配制的1mol·L-1 FeCl3溶液（用濃鹽酸酸化）中通入SO2氣體，溶液立即變?yōu)榧t棕色。幾分鐘后，發(fā)現溶液顏色變成淺綠色。

用鐵氰化鉀溶液檢驗步驟②和步驟③所得溶液中的Fe2+，其現象為_______________。

（4）綜合上述實驗探究過程，可以獲得的實驗結論：

I．SO2與FeCl3溶液反應生成紅棕色中間產物Fe(HSO3)2+離子；

II．紅棕色中間產物轉變成淺綠色溶液是一個較慢的過程；

III．_________________________________。

Answer 1

（10分，未標分數的空，每空1分）（1）Fe3++ 3H2OFe(OH)3+ 3H+

Cu + 2H2SO4(濃)CuSO4 + SO2↑+2H2O（2分）

（2）H2O + SO2H2SO3、H2SO3 H++HSO3－（1分）Fe3++HSO3－Fe(HSO3)2+（1分）（共2分）

Fe3+ + H2O + Fe(HSO3)2+＝2Fe2+ + SO42－ + 3H+（2分） （3）生成藍色沉淀

（4）加熱、提高FeCl3溶液的酸性會縮短淺綠色出現的時間（2分）

【解析】

試題分析：（1）氯化鐵是強酸弱堿鹽，鐵離子水解溶液顯酸性，方程式為Fe3++ 3H2OFe(OH)3+ 3H+ 。在加熱的條件下濃硫酸與銅發(fā)生氧化還原反應生成SO2，反應的化學方程式為Cu + 2H2SO4(濃)CuSO4 + SO2↑+2H2O。

（2）SO2溶于水生成亞硫酸，亞硫酸是二元弱酸，電離出亞硫酸氫根離子，亞硫酸氫根離子結合鐵離子生成Fe(HSO3)2+，生成Fe(HSO3)2+離子可以將Fe3+還原為Fe2+，有關反應的離子方程式為H2O+SO2H2SO3、H2SO3 H++HSO3－、Fe3+ + HSO3－Fe(HSO3)2+、Fe3+ + H2O + Fe(HSO3)2+=== 2Fe2+ + SO42－ + 3H+。

（3）鐵氰化鉀溶液與亞鐵離子結合可以產生藍色沉淀，所以實驗現象為生成藍色沉淀。

（4）根據步驟②③中的實驗現象可以推測其第三個結論是加熱、提高FeCl3溶液的酸性會縮短淺綠色出現的時間。

考點：考查實驗方案設計與探究