Question

【題目】某校化學興趣小組探究SO2與FeCl3溶液的反應，所用裝置如下圖所示。

(1)該小組同學預測SO2與FeCl3溶液反應的現象為溶液由棕黃色變成淺綠色，然后開始實驗。

步驟①	配制1 mol·L－1FeCl3溶液(未用鹽酸酸化)，測其pH約為1，取少量裝入試管B中，加熱A

FeCl3溶液顯酸性的原因是__________________。寫出裝置A中產生SO2的化學方程式：_______________________________。

(2)當SO2通入FeCl3溶液至飽和時，同學們觀察到的現象是溶液由棕黃色變成紅棕色，沒有觀察到丁達爾現象。將混合液放置12小時，溶液才變成淺綠色。

【查閱資料】[Fe(HSO3)]2＋為紅棕色，它可以將Fe3＋還原為Fe2＋。生成

[Fe(HSO3)]2＋的反應為可逆反應。

解釋SO2與FeCl3溶液反應生成紅棕色[Fe(HSO3)]2＋的原因：_________________________。

寫出溶液中[Fe(HSO3)]2＋與Fe3＋反應的離子方程式： ________________________。

(3)為了探究如何縮短紅棕色變為淺綠色的時間，該小組同學進行了步驟②、③的實驗。

步驟②	往5 mL 1 mol·L－1FeCl3溶液中通入SO2氣體，溶液立即變為紅棕色。微熱3 min，溶液顏色變為淺綠色
步驟③	往5 mL重新配制的1 mol·L－1FeCl3溶液(用濃鹽酸酸化)中通入SO2氣體，溶液立即變為紅棕色。幾分鐘后，發現溶液顏色變成淺綠色

用鐵氰化鉀溶液檢驗步驟②和步驟③所得溶液中的Fe2＋，其現象為____________________。

(4)綜合上述實驗探究過程，可以獲得的實驗結論：

Ⅰ.SO2與FeCl3溶液反應生成紅棕色中間產物[Fe(HSO3)]2＋；

Ⅱ.紅棕色中間產物轉變成淺綠色溶液是一個較慢的過程；

Ⅲ.____________________。

Answer 1

【答案】(1)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋

Cu＋2H2SO4(濃) CuSO4＋SO2↑＋2H2O

(2)H2O＋SO2H2SO3H＋＋HSO，

Fe3＋＋HSO[Fe(HSO3)]2＋

Fe3＋＋H2O＋[Fe(HSO3)]2＋===2Fe2＋＋SO＋3H＋

(3)生成藍色沉淀 (4)加熱、提高FeCl3溶液的酸性會縮短淺綠色出現的時間

【解析】(1)FeCl3溶液呈酸性是因為Fe3＋的水解，即Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋；裝置A利用Cu和濃硫酸加熱制取SO2，化學方程式為Cu＋2H2SO4(濃) CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(2)該過程中首先有H2O＋SO2=H2SO3，然后H2SO3電離：H2SO3=H＋＋HSO，最后HSO 和Fe3＋發生絡合反應生成紅棕色[Fe(HSO3)]2＋，即Fe3＋＋HSO[Fe(HSO3)]2＋。[Fe(HSO3)]2＋與Fe3＋發生氧化還原反應，生成Fe2＋，離子方程式為Fe3＋＋H2O＋[Fe(HSO3)]2＋===2Fe2＋＋SO＋3H＋。(3)鐵氰化鉀與Fe2＋反應，生成的是藍色沉淀Fe3[Fe(CN)6]2。(4)通過以上實驗還可推知，升高溫度或增加FeCl3溶液的酸性會加快反應速率，縮短淺綠色出現的時間。