【題目】Fe3+具有較強的氧化性,能氧化SO2 。為驗證該反應,用1 mol· L-1 FeCl3溶液與SO2進行實驗。

1Fe3+氧化SO2的反應表示為 M。向黃色FeCl3溶液中通入SO2后,預期的實驗現(xiàn)象是__________

2用如下圖所示裝置進行實驗。

①將A裝置加熱,反應的化學方程式是____________

②A中產(chǎn)生的氣體通入B中后,溶液變?yōu)榧t色。為證明BFe3+氧化了SO2,進行如下兩個實驗方案的實驗:

I B中紅色溶液,加入鐵氰化鉀溶液,有藍色沉淀生成,Fe3+SO2發(fā)生氧化還原反應的離子方程式是____________。

IIB中紅色溶液,加入用鹽酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀,證明BFe3+氧化了SO2。比較III實驗方案,哪個方案更好,理由是___________。

3已知:B中溶液變紅的反應:Fe3+6SO2 Fe(SO2)63+(紅色K=1 表示為N證明該反應是可逆反應的實驗操作是___________

41 mol· L-1 FeCl3溶液通入足量SO2,溶液很快變?yōu)榧t色;停止通入SO2,靜置;15分鐘后溶液逐漸變?yōu)辄S色;60分鐘后變?yōu)闇\綠色。說明B中既發(fā)生反應M,也發(fā)生了反應N。結(jié)合反應速率和平衡移動原理解釋溶液很快變紅,最終變淺綠的原因____________

【答案】 黃色溶液逐漸轉(zhuǎn)化為淺綠色 2Fe3+ + SO2 +2 H2O = 2Fe2+ + SO42- + 4H+ 采用鐵氰化鉀檢驗二價鐵更好,如果是檢驗硫酸根的話,存在空氣中氧氣氧化溶液中+4價硫的干擾 取紅色溶液,加入過量的NaOH溶液,充分混合,靜置,上層清液為無色,證明反應N是可逆反應 反應M和反應N相比,反應N的反應速率更快,所以先觀察到紅色,反應M的反應速率慢,但是限度更大,在反應N達平衡后,反應M建立平衡過程中,不斷消耗Fe3+ SO2是使反應N平衡左移,最終溶液呈現(xiàn)淺綠色

【解析】(1) FeCl3溶液呈黃色,SO2還原后生成Fe2+,所以溶液的顏色由黃色逐漸變淺綠色;

(2)①根據(jù)實驗的要求,在A裝置中產(chǎn)生的SO2通入B中與FeCl3溶液反應,所以A中試管內(nèi)是濃硫酸與銅的反應,化學方程式為Cu+2H2SO4()CuSO4+SO2↑+2H2O;②取B中紅色溶液,加入鐵氰化鉀溶液,有藍色沉淀生成,證明溶液中含有Fe2+,所以Fe3+SO2發(fā)生氧化還原反應的離子方程式是2Fe3+ + SO2 +2 H2O = 2Fe2+ + SO42- + 4H+;由于SO2溶于水生成的亞硫酸很容易被空氣氧化為硫酸,在加入BaCl2溶液后,即可生成白色沉淀,因此有白色沉淀生成不能確定是Fe3+氧化了SO2,所以采用I方案更好,因為鐵氰化鉀檢驗二價鐵,可排除空氣中氧氣氧化溶液中+4價硫生成SO42-的干擾;

(3)由于Fe3+SO2都能與NaOH反應,所以向紅色溶液中加入過量的NaOH溶液,充分混合,有紅褐色沉淀生成,靜置后,溶液變?yōu)闊o色,即說明反應N向逆反應進行了,說明該反應為可逆反應;

(4)根據(jù)題目的敘述可推出,反應N的速率比反應M更快,所以先觀察到溶液變紅色;但停止通入SO2,靜置15分鐘后溶液逐漸變?yōu)辄S色,說明反應N向左進行了,即反應N是可逆的,更重要的是說明反應M進行的程度很大,Fe3+不斷氧化SO2,使Fe3+SO2的濃度減小,導致反應N的平衡不斷向左移動,最終Fe3+SO2還原為Fe2+使溶液呈淺綠色。

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(4)其他條件不變,升高溫度,逆反應速率將________(填“加快”、“減慢”或“不變”)。

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