Question

某校化学兴趣小组探究SO₂与FeCl₃溶液的反应，所用装置如下图所示（夹持仪器已略去）。

A                  B

（1）实验前，应先检查装置的                ；实验中产生的尾气应通入              溶液。

（2）实验过程中需要配制100mL1mol/L FeCl₃溶液（未用浓盐酸酸化），所需要的玻璃仪器有：烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒、                   。

（3）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。

写出装置A中产生SO₂的化学方程式：                    。

（4）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，没有观察到丁达尔现象。将混合液放置12小时，溶液才变成浅绿色。

【查阅资料】 Fe(HSO₃)²⁺离子为红棕色，它可以将Fe³⁺还原为Fe²⁺。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⁺离子的原因（用化学用语解释）：            。

写出溶液中Fe(HSO₃)²⁺离子与Fe³⁺反应的离子方程式：                     。

（5）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③的实验。

步骤②	往5mL1mol·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5mL重新配制的1mol·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。

⑹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）气密性 NaOH （2）100mL容量瓶

（3）Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O

（4）H2O+SO2H2SO3；H2SO3H++HSO3－；

Fe3++HSO3－Fe(HSO3)2+

Fe3++H2O+Fe(HSO3)2+=2Fe2++SO42－+3H+

（5）加热或提高FeCl3溶液的酸性会缩短浅绿色出现的时间

【解析】

试题分析：（1）有气体参加的化学实验，实验前，应先检查装置的气密性；SO2是酸性氧化物，与碱反应，所以实验中产生的尾气应通入NaOH溶液 。

（2）配制溶液需要的玻璃仪器有烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒和100mL容量瓶。

（3）装置A中是铜和浓硫酸在加热的条件下发生反应生成硫酸铜、SO2和水，所以产生SO2的化学方程式为Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑+2H2O。

（4）SO2与FeCl3溶液反应生成红棕色Fe(HSO3)2+离子的原因为H2O + SO2H2SO3 、H2SO3 H++HSO3－、Fe3+ + HSO3－Fe(HSO3)2+；Fe(HSO3)2+离子为红棕色，它可以将Fe3+还原为Fe2+，则溶液中Fe(HSO3)2+离子与Fe3+反应的离子方程式为Fe3+ + H2O + Fe(HSO3)2+ = 2Fe2+ + SO42－ + 3H+。

（5）通过实验得出结论为加热或提高FeCl3溶液的酸性会缩短浅绿色出现的时间。

考点：考查SO2的性质探究实验，物质的性质等知识。