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（夾持儀器已略去）。

A B

（1）實驗前，應先檢查裝置的 ；實驗中產生的尾氣應通入 溶液。

（2）實驗過程中需要配制100mL1mol/L FeCl3溶液（未用濃鹽酸酸化），所需要的玻璃儀器有：燒杯、量筒、膠頭滴管、玻璃棒、 。

（3）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-1 FeCl3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。

寫出裝置A中產生SO2的化學方程式： 。

（4）當SO2通入到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+離子為紅棕色，它可以將Fe3+還原為Fe2+。生成Fe(HSO3)2+離子的反應為可逆反應。

解釋SO2與FeCl3溶液反應生成紅棕色Fe(HSO3)2+離子的原因（用化學用語解釋）： 。

寫出溶液中Fe(HSO3)2+離子與Fe3+反應的離子方程式： 。

（5）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③的實驗。

步驟②	往5mL1mol·L-1 FeCl3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5mL重新配制的1mol·L-1 FeCl3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。

⑹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+離子；

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）氣密性 NaOH （2）100mL容量瓶

（3）Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O

（4）H2O+SO2H2SO3；H2SO3H++HSO3－；

Fe3++HSO3－Fe(HSO3)2+

Fe3++H2O+Fe(HSO3)2+=2Fe2++SO42－+3H+

（5）加熱或提高FeCl3溶液的酸性會縮短淺綠色出現的時間

【解析】

試題分析：（1）有氣體參加的化學實驗，實驗前，應先檢查裝置的氣密性；SO2是酸性氧化物，與堿反應，所以實驗中產生的尾氣應通入NaOH溶液 。

（2）配制溶液需要的玻璃儀器有燒杯、量筒、膠頭滴管、玻璃棒和100mL容量瓶。

（3）裝置A中是銅和濃硫酸在加熱的條件下發生反應生成硫酸銅、SO2和水，所以產生SO2的化學方程式為Cu + 2H2SO4(濃) CuSO4 + SO2↑+2H2O。

（4）SO2與FeCl3溶液反應生成紅棕色Fe(HSO3)2+離子的原因為H2O + SO2H2SO3 、H2SO3 H++HSO3－、Fe3+ + HSO3－Fe(HSO3)2+；Fe(HSO3)2+離子為紅棕色，它可以將Fe3+還原為Fe2+，則溶液中Fe(HSO3)2+離子與Fe3+反應的離子方程式為Fe3+ + H2O + Fe(HSO3)2+ = 2Fe2+ + SO42－ + 3H+。

（5）通過實驗得出結論為加熱或提高FeCl3溶液的酸性會縮短淺綠色出現的時間。