Question

（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。

Answer

（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+ + SO32- +H2O ==2Fe2+ +SO42-+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+ + SO32- +H2O==2Fe2+ +SO42-+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。

考点：考查离子检验、实验方案设计与评价