Question

某校化学兴趣小组探究SO₂与FeCl₃溶液的反应，所用装置如图所示。

(1)该小组同学预测SO₂与FeCl₃溶液反应的现象为溶液由棕黄色变成浅绿色，然后开始实验。

步骤①	配制1 mol·L^－1 FeCl3溶液(未用盐酸酸化)，测其pH约为1，取少量装入试管B中，加热A

FeCl₃溶液显酸性的原因是_______________________(用离子方程式表示)。写出装置A中产生SO₂的化学方程式：______________________。

（2）当SO₂通入到FeCl₃溶液至饱和时，同学们观察到的现象是溶液由棕黄色变成红棕色，没有观察到丁达尔效应。将混合液放置12小时，溶液才变成浅绿色。

【资料】[Fe(HSO₃)]^2＋离子为红棕色，它可以将Fe^3＋还原为Fe^2＋。生成[Fe(HSO₃)]^2＋离子的反应为可逆反应。

解释SO₂与FeCl₃溶液反应生成红棕色[Fe(HSO₃)]^2＋的原因：_____________________。

写出溶液中[Fe(HSO₃)]^2＋离子与Fe^3＋反应的离子方程式：_________________。

(3)为了探究如何缩短红棕色变为浅绿色的时间，该小组同学进行了步骤②③的实验。

步骤②	往5 mL 1 mol·L^－1 FeCl3溶液中通入SO2气体，溶液立即变为红棕色。微热3 min，溶液颜色变为浅绿色
步骤③	往5 mL重新配制的1 mol·L^－1 FeCl3溶液(用浓盐酸酸化)中通入SO2气体，溶液立即变为红棕色。几分钟后，发现溶液颜色变成浅绿色

用铁氰化钾K₃[Fe(CN)₆] 溶液检验步骤②和步骤③所得溶液中的Fe^2＋，其现象为______________

(4)综合上述实验探究过程，可以获得的实验结论：

Ⅰ.SO₂与FeCl₃溶液反应生成红棕色中间产物[Fe(HSO₃)]^2＋离子；

Ⅱ.红棕色中间产物转变成浅绿色溶液是一个较慢的过程；

Ⅲ.______________________ _______。

Answer

(1)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋(2分）

Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O（2分）

（2）Fe3＋＋H2O＋SO2[Fe(HSO3)]2＋+H+

(或者SO2+H2OH2SO3，H2SO3HSO3-+H+Fe3＋+HSO3-[Fe(HSO3)]2＋）（3分）

Fe3＋＋H2O＋[Fe(HSO3)]2＋===2Fe2＋＋SO＋3H＋（2分）

(3)生成蓝色沉淀（2分）(4)加热、提高FeCl3溶液的酸性会缩短浅绿色出现的时间（2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，方程式为Fe3++ 3H2OFe(OH)3+ 3H+ 。在加热的条件下浓硫酸与铜发生氧化还原反应生成SO2，反应的化学方程式为Cu + 2H2SO4(浓)CuSO4 + SO2↑+2H2O。

（2）SO2溶于水生成亚硫酸，亚硫酸是二元弱酸，电离出亚硫酸氢根离子，亚硫酸氢根离子结合铁离子生成Fe(HSO3)2+，生成Fe(HSO3)2+离子可以将Fe3+还原为Fe2+，有关反应的离子方程式为H2O+SO2H2SO3、H2SO3 H++HSO3－、Fe3++HSO3－Fe(HSO3)2+、Fe3++H2O+Fe(HSO3)2+===2Fe2++SO42－+3H+。

（3）铁氰化钾溶液与亚铁离子结合可以产生蓝色沉淀，所以实验现象为生成蓝色沉淀。

（4）根据步骤②③中的实验现象可以推测其第三个结论是加热、提高FeCl3溶液的酸性会缩短浅绿色出现的时间。

考点：考查实验方案设计与探究