Question

甲、乙兩同學研究Na₂SO₃溶液與FeCl₃溶液反應的情況。

步驟	操作	現象
I	向2 mL 1 mol·L-1FeCl3溶液中加入一定量的Na2SO3溶液	溶液由棕黃色變為紅褐色， 并有少量刺激性氣味的氣體逸出

 
（1）常溫下，FeCl₃溶液的pH_______7（填“＜”、“＞”或“=”）。
（2）分析紅褐色產生的原因。
① 甲同學認為步驟I中溶液呈紅褐色是因為生成了Fe(OH)₃，用化學平衡移動原理解釋溶液呈紅褐色的原因：________。
② 乙同學認為可能是發生了氧化還原反應，完成并配平其反應的離子方程式：
Fe³⁺ +SO₃^2- +     =F e²⁺ +       +     
乙同學查閱資料得知：

1．Fe2+與SO32-反應生成墨綠色的絮狀沉淀FeSO3； 2．墨綠色的FeSO3與黃色的FeCl3溶液混合后，溶液呈紅褐色。

 
（3）甲同學為了確認溶液呈紅褐色的原因是生成了Fe(OH)₃，設計并完成了如下實驗：

步驟	操作	現象
II	用激光筆照射步驟I中的紅褐色溶液	出現“丁達爾效應”

甲同學因此得出結論：溶液呈紅褐色是因為生成了Fe(OH)₃。而乙同學認為甲同學得出結論的證據仍然不足，乙同學的理由是________。
（4）為進一步確認Na₂SO₃溶液與FeCl₃溶液反應的情況，乙同學設計并完成了如下實驗：

步驟	操作	現象
III	向1 mol?L-1的FeCl3溶液中通入一定量的SO2	溶液由黃色變為紅褐色
IV	用激光筆照射步驟III中的紅褐色溶液	沒有出現“丁達爾效應”

 
① 經檢驗步驟III中紅褐色溶液含有Fe²⁺，檢驗Fe²⁺選用的試劑是_________（填字母）。
a．K₃[Fe(CN)₆] 溶液         b．KSCN溶液        c．KMnO₄溶液
② 已知H₂SO₃是弱酸，請結合電離方程式說明步驟III中出現紅褐色的原因：       。
（5）結論：由上述實驗得知，甲、乙兩同學所持觀點均正確。

Answer 1

（1）＜（2）①Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃+3H⁺，加入Na₂SO₃后，c(H⁺)下降，平衡正向移動，生成Fe(OH)₃②2Fe³⁺ + SO₃^2- +H₂O = 2Fe²⁺ +SO₄^2-+2H⁺（3）FeSO₃和FeCl₃的混合溶液也可能出現“丁達爾效應”（4）①a ②H₂SO₃H⁺+HSO₃^—；HSO₃^—H⁺+SO₃^2—，SO₃^2—與被還原生成的Fe²⁺結合為FeSO₃，與剩余的FeCl₃溶液混合而呈現紅褐色

試題分析：（1）鐵離子在溶液中水解生成Fe(OH)₃產生H⁺，故溶液pH<7；（2）①溶液中鐵離子水解生成Fe(OH)₃產生紅褐色沉淀，Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃+3H⁺，加入Na₂SO₃后，SO₃^2-與H⁺反應生成SO₂，使溶液中c(H⁺)下降，平衡正向移動，促進水解進行②2Fe³⁺+SO₃^2-+H₂O = 2Fe²⁺+SO₄²+2H⁺②由題意知鐵元素的化合價降低，生成亞鐵離子，硫元素化合價升高生成硫酸根離子，故反應方程式2Fe³⁺ + SO₃^2- +H₂O = 2Fe²⁺ +SO₄^2-+2H⁺（3）由查閱到的資料可知墨綠色的FeSO₃與黃色的FeCl₃溶液混合后，溶液呈紅褐色，也可產生“丁達爾現象”故無法確定是否為Fe(OH)₃（4）①亞鐵離子和鐵氰化鉀溶液反應生成藍色沉淀，這是亞鐵離子的特征反應，故a正確 ②H₂SO₃分步電離生成SO₃^2—，SO₃^2—與被還原生成的Fe²⁺結合為FeSO₃，與剩余的FeCl₃溶液混合而呈現紅褐色，H₂SO₃H⁺+HSO₃^—，HSO₃^—H⁺+SO₃^2—，Fe²⁺ + SO₃^2- = FeSO₃。