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某实验小组对FeCl3分别与Na2SO3、NaHSO3的反应进行探究。
【甲同学的实验】
装置 编号 试剂X 实验现象
        Na2SO3溶液(pH≈9) 闭合开关后灵敏电流计指针发生偏转
NaHSO3溶液(pH≈5) 闭合开关后灵敏电流计指针未发生偏转
(1)配制FeCl3溶液时,先将FeCl3溶于浓盐酸,再稀释至指定浓度。结合化学用语说明浓盐酸的作用:
Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,盐酸抑制氯化铁水解
Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,盐酸抑制氯化铁水解

(2)甲同学探究实验Ⅰ的电极产物。
①取少量Na2SO3溶液电极附近的混合液,加入
足量盐酸和氯化钡溶液
足量盐酸和氯化钡溶液
,产生白色沉淀,证明产生了SO42-
②该同学又设计实验探究另一电极的产物,其实验方案为
取少量FeCl3溶液电极附近的混合液,加入铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀,证明产生了Fe2+
取少量FeCl3溶液电极附近的混合液,加入铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀,证明产生了Fe2+

(3)实验I中负极的电极反应式为
3SO32--2e-+H2O=SO42-+2HSO3-或SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+
3SO32--2e-+H2O=SO42-+2HSO3-或SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+

【乙同学的实验】
乙同学进一步探究FeCl3溶液与NaHSO3溶液能否发生反应,设计、完成实验并记录如下:
装置 编号 反应时间 实验现象
        III 0~1 min 产生红色沉淀,有刺激性气味气体逸出
1~30 min 沉淀迅速溶解形成红色溶液,随后溶液逐渐变为橙色,之后几乎无色
30 min后 与空气接触部分的上层溶液又变为浅红色,随后逐渐变为浅橙色
(4)乙同学认为刺激性气味气体的产生原因有两种可能,用离子方程式表示②的可能原因。
①Fe3++3HSO3-⇌Fe(OH)3+3SO2;②
H++HSO3-=H2O+SO2
H++HSO3-=H2O+SO2

(5)查阅资料:溶液中Fe3+、SO32-、OH-三种微粒会形成红色配合物并存在如下转化:

从反应速率和化学平衡两个角度解释1~30 min的实验现象:
生成红色配合物的反应速率快,红色配合物生成橙色配合物的速率较慢;在氧气的作用下橙色的HOFeOSO2浓度下降平衡HOFeOSO2⇌HOFeOSO2,不断正向进行,最终溶液几乎无色
生成红色配合物的反应速率快,红色配合物生成橙色配合物的速率较慢;在氧气的作用下橙色的HOFeOSO2浓度下降平衡HOFeOSO2⇌HOFeOSO2,不断正向进行,最终溶液几乎无色

(6)解释30 min后上层溶液又变为浅红色的可能原因:
反应后的亚铁离子被空气中氧气氧化为铁离子,过量的HSO3-电离提供SO32-,溶液中Fe3+、SO32-、OH-三种微粒会继续反应形成红色配合物
反应后的亚铁离子被空气中氧气氧化为铁离子,过量的HSO3-电离提供SO32-,溶液中Fe3+、SO32-、OH-三种微粒会继续反应形成红色配合物

【实验反思】
(7)分别对比Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ,FeCl3能否与Na2SO3或NaHSO3发生氧化还原反应和有关(写出两条)
溶液pH不同、Na2SO3、NaHSO3溶液中SO32-浓度不同(或Na2SO3与NaHSO3不同,或Na2SO3与NaHSO3的阴离子不同)、反应物是否接触形成红色配合物
溶液pH不同、Na2SO3、NaHSO3溶液中SO32-浓度不同(或Na2SO3与NaHSO3不同,或Na2SO3与NaHSO3的阴离子不同)、反应物是否接触形成红色配合物

【答案】Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,盐酸抑制氯化铁水解;足量盐酸和氯化钡溶液;取少量FeCl3溶液电极附近的混合液,加入铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀,证明产生了Fe2+;3SO32--2e-+H2O=SO42-+2HSO3-或SO32--2e-+H2O=SO42-+2H+;H++HSO3-=H2O+SO2↑;生成红色配合物的反应速率快,红色配合物生成橙色配合物的速率较慢;在氧气的作用下橙色的HOFeOSO2浓度下降平衡HOFeOSO2⇌HOFeOSO2,不断正向进行,最终溶液几乎无色;反应后的亚铁离子被空气中氧气氧化为铁离子,过量的HSO3-电离提供SO32-,溶液中Fe3+、SO32-、OH-三种微粒会继续反应形成红色配合物;溶液pH不同、Na2SO3、NaHSO3溶液中SO32-浓度不同(或Na2SO3与NaHSO3不同,或Na2SO3与NaHSO3的阴离子不同)、反应物是否接触形成红色配合物
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:125引用:3难度:0.6
相似题
  • 1.如图是在实验室进行二氧化硫制备与性质实验的组合装置,部分固定装置未画出。
    (1)在组装好装置后,若要检验A~D装置的气密性,其操作是首先
     
    ,然后往D中装入水,然后微热A,观察到D中有气泡冒出,移开酒精灯或松开双手,D中导管有水柱形成且高度保持不变,说明装置气密性良好。
    (2)装置D中盛放NaOH溶液的作用是
     

    (3)关闭弹簧夹1后,打开弹簧夹2,残余气体进入E、F、G中,能说明I-还原性弱于SO2的现象为
     
    ;发生反应的离子方程式是
     

    (4)为了验证E中SO2与FeCl3发生了氧化还原反应,设计了如下实验:取E中的溶液,往溶液中加入用稀硝酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明SO2与FeCl3发生了氧化还原反应。上述方案是否合理?
     
    (填“合理”或“不合理”),原因是
     

    (5)实验过程中G中含酚酞的NaOH溶液逐渐褪色,此实验证明SO2具有漂白性还是其溶于水显酸性?请设计实验验证:
     

    发布:2024/12/30 14:0:1组卷:27引用:2难度:0.5
  • 2.某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律,设计了如下系列实验。
    Ⅰ.(1)将钠、钾、镁、铝各1mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中,试预测实验结果:
     
    与盐酸反应最剧烈,
     
    与盐酸反应产生的气体最多。(填元素符号)
    (2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊,可证明Cl的非金属性比S强,反应的离子方程式为:
     

    Ⅱ.利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律
    (1)仪器A的名称为
     

    (2)实验室中现有药品:①稀盐酸 ②稀硝酸 ③Na2SiO3溶液 ④Na2CO3固体,请选择合适药品设计实验验证 N、C、Si的非金属性的变化规律;装置A、B中所装药品分别为
     
     
    。(填序号)但有同学认为该装置有缺陷,如何改进?
     

    发布:2024/12/30 14:30:1组卷:19引用:2难度:0.5
  • 3.某化学兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应,用图装置进行有关实验.请回答下列问题:
    (1)装置A中发生的化学反应的化学方程式为
     

    (2)装置B 的作用是贮存多余的气体,B中广口瓶内应盛放的液体是
     
    (填序号)
    ①水   ②酸性KMnO4  ③Na2CO3溶液      ④饱和的NaHSO3溶液
    (3)装置C和D 中产生的现象相同,但原因却不同.用离子方程式和必要的文字解释C中溶液褪色的原因
    (4)装置D中试管口塞一团棉花,棉花中应浸有一种液体,这种液体是
     

    (5)实验完毕,待A中烧瓶内液体冷却后,过滤,向滤液中加入少量的蒸馏水稀释,溶液为蓝色.为了证明蓝色只与Cu2+有关,而与其它离子无关,某同学设计了下列实验,其中对实验目的没有意义的是
     
    (填序号)
    ①观察稀H2SO4 溶液呈无色  ②观察CuSO4 粉末呈白色  ③稀释CuSO4溶液,溶液蓝色变浅  ④往CuSO4溶液中加入足量NaOH溶液,生成蓝色沉淀,过滤,滤液呈无色⑤往CuSO4溶液中加入足量BaCl2的溶液,生成白色沉淀,过滤,滤液仍显蓝色

    发布:2024/12/30 14:30:1组卷:13引用:2难度:0.7
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