Question

13．某化學(xué)小組探究酸性條件下NO₃^-、SO₄^2-、Fe³⁺三種微粒的氧化性強(qiáng)弱，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)（夾持儀器已略去，裝置的氣密性已檢驗(yàn)）．（忽略氧氣對(duì)反應(yīng)的影響）
實(shí)驗(yàn)記錄如表：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
I	向A裝置中通入一段時(shí)間的SO2氣體．	A中黃色溶液迅速變成深紅棕色，最終變?yōu)闇\綠色．
II	取出少量A裝置中的溶液，先加入KSCN溶液，再加入BaCl2溶液．	加入KSCN溶液后溶液不變色，再加入BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀．
III	打開(kāi)活塞a，將過(guò)量稀HNO3加入裝置A中，關(guān)閉活塞a	A中淺綠色溶液最終變?yōu)辄S色．
IV	取出少量A裝置中的溶液，加入KSCN溶液；向A裝置中通入空氣．	溶液變?yōu)榧t色；液面上方有少量紅棕色氣體生成．

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）配制FeCl₃溶液時(shí)，常常加入鹽酸，目的是（用化學(xué)方程式和簡(jiǎn)單文字?jǐn)⑹觯�：Fe³⁺+3H₂O?Fe（OH）₃+3H⁺，加入鹽酸，增大c（H⁺），平衡左移，抑制Fe³⁺水解．
（2）資料表明，F(xiàn)e³⁺能與SO₂結(jié)合形成深紅棕色物質(zhì)Fe（SO₂）₆³⁺，反應(yīng)方程式為：Fe³⁺+6SO₂?Fe（SO₂）₆³⁺．請(qǐng)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋實(shí)驗(yàn)I中溶液顏色變化的原因Fe³⁺和SO₂生成紅棕色的Fe（SO₂）₆³⁺反應(yīng)速率較快：Fe³⁺+6SO₂?Fe（SO₂）₆³⁺；而反應(yīng)2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺反應(yīng)緩慢，但是反應(yīng)限度較大，使溶液中c（Fe³⁺）降低，平衡逆向移動(dòng)，紅棕色逐漸褪去，最終得到淺綠色溶液．
（3）實(shí)驗(yàn)II中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓．
（4）實(shí)驗(yàn)III中，淺綠色溶液變?yōu)辄S色的原因是（用離子方程式表示）3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O．
（5）實(shí)驗(yàn)IV中液面上方有少量紅棕色氣體生成，發(fā)生反應(yīng)的方程式是2NO+O₂=2NO₂．
（6）綜合上述實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是：在酸性條件下，NO₃^-、SO₄^2-、Fe³⁺三種微粒的氧化性由強(qiáng)到弱的順序是：NO₃^-＞Fe³⁺＞SO₄^2-．

Answer 1

分析 （1）鐵離子水解溶液呈酸性，加入鹽酸，增大氫離子濃度，抑制鐵離子水解；
（2）Fe³⁺和SO₂生成紅棕色的Fe（SO₂）₆³⁺反應(yīng)速率較快，鐵離子氧化二氧化硫反應(yīng)緩慢，但是反應(yīng)限度較大，使溶液中Fe³⁺濃度降低，生成Fe（SO₂）₆³⁺的平衡逆向移動(dòng)；
（3）加入KSCN溶液后溶液不變色，說(shuō)明鐵離子完全轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，再加入BaCl₂溶液產(chǎn)生白色沉淀，氧化生成硫酸根與鋇離子結(jié)合為硫酸鋇；
（4）硝酸具有強(qiáng)氧化性，將溶液中亞鐵離子氧化為鐵離子；
（5）反應(yīng)生成的NO與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮；
（6）氧化劑的氧化性強(qiáng)于氧化產(chǎn)物的氧化性．

解答 解：（1）鐵離子水解：Fe³⁺+3H₂OFe（OH）₃+3H⁺，加入鹽酸，增大c（H⁺），平衡左移，抑制Fe³⁺水解，
故答案為：鐵離子水解：Fe³⁺+3H₂OFe（OH）₃+3H⁺，加入鹽酸，增大c（H⁺），平衡左移，抑制Fe³⁺水解；
（2）Fe³⁺和SO₂生成紅棕色的Fe（SO₂）₆³⁺反應(yīng)速率較快：Fe³⁺+6SO₂Fe（SO₂）₆³⁺；而反應(yīng)2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺反應(yīng)緩慢，但是反應(yīng)限度較大，使溶液中c（Fe³⁺）降低，平衡逆向移動(dòng)，紅棕色逐漸褪去，最終得到淺綠色溶液，
故答案為：Fe³⁺和SO₂生成紅棕色的Fe（SO₂）₆³⁺反應(yīng)速率較快：Fe³⁺+6SO₂Fe（SO₂）₆³⁺；而反應(yīng)2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺反應(yīng)緩慢，但是反應(yīng)限度較大，使溶液中c（Fe³⁺）降低，平衡逆向移動(dòng)，紅棕色逐漸褪去，最終得到淺綠色溶液；
（3）加入KSCN溶液后溶液不變色，說(shuō)明鐵離子完全轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，再加入BaCl₂溶液產(chǎn)生白色沉淀，氧化生成硫酸根與鋇離子結(jié)合為硫酸鋇，反應(yīng)離子方程式為：Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓，
故答案為：Ba²⁺+SO₄^2-=BaSO₄↓；
（4）硝酸具有強(qiáng)氧化性，將溶液中亞鐵離子氧化為鐵離子，淺綠色溶液變?yōu)辄S色，反應(yīng)離子方程式為：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O，
故答案為：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O；
（5）反應(yīng)生成的NO與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，發(fā)生反應(yīng)的方程式是：2NO+O₂=2NO₂，
故答案為：2NO+O₂=2NO₂；
（6）實(shí)驗(yàn)II中溶液中檢出Fe²⁺和SO₄^2-，說(shuō)明Fe³⁺氧化SO₂生成SO₄^2-，氧化性Fe³⁺＞SO₄^2-；實(shí)驗(yàn)III中溶液變黃色、IV中檢出Fe³⁺和NO生成，說(shuō)明酸性條件下NO₃^-氧化Fe²⁺，氧化性NO₃^-＞Fe³⁺；所以，在酸性條件下，氧化性強(qiáng)弱是：NO₃^-＞Fe³⁺＞SO₄^2-，
故答案為：NO₃^-＞Fe³⁺＞SO₄^2-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)性質(zhì)的探究實(shí)驗(yàn)，涉及離子檢驗(yàn)、化學(xué)平衡、方程式書寫、氧化還原反應(yīng)等，側(cè)重對(duì)原理的考查與分析，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用能力．