Question

【题目】Fe3+具有较强的氧化性，能氧化SO2 。为验证该反应，用1 mol· L-1 FeCl3溶液与SO2进行实验。

（1）Fe3+氧化SO2的反应表示为 M。向黄色FeCl3溶液中通入SO2后，预期的实验现象是__________

（2）用如下图所示装置进行实验。

①将A装置加热，反应的化学方程式是____________

②A中产生的气体通入B中后，溶液变为红色。为证明B中Fe3+氧化了SO2，进行如下两个实验方案的实验：

I 取B中红色溶液，加入铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生成，Fe3+与SO2发生氧化还原反应的离子方程式是____________。

II取B中红色溶液，加入用盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀，证明B中Fe3+氧化了SO2。比较I和II实验方案，哪个方案更好，理由是___________。

（3）已知：B中溶液变红的反应：Fe3+＋6SO2 Fe(SO2)63+（红色 ）K=1 表示为N证明该反应是可逆反应的实验操作是___________。

（4）向1 mol· L-1 FeCl3溶液通入足量SO2，溶液很快变为红色；停止通入SO2，静置；15分钟后溶液逐渐变为黄色；60分钟后变为浅绿色。说明B中既发生反应M，也发生了反应N。结合反应速率和平衡移动原理解释溶液很快变红，最终变浅绿的原因____________。

Answer 1

【答案】 黄色溶液逐渐转化为浅绿色 2Fe3+ + SO2 +2 H2O = 2Fe2+ + SO42- + 4H+ 采用铁氰化钾检验二价铁更好，如果是检验硫酸根的话，存在空气中氧气氧化溶液中+4价硫的干扰 取红色溶液，加入过量的NaOH溶液，充分混合，静置，上层清液为无色，证明反应N是可逆反应 反应M和反应N相比，反应N的反应速率更快，所以先观察到红色，反应M的反应速率慢，但是限度更大，在反应N达平衡后，反应M建立平衡过程中，不断消耗Fe3+ 和 SO2是使反应N平衡左移，最终溶液呈现浅绿色

【解析】(1) FeCl3溶液呈黄色，被SO2还原后生成Fe2+，所以溶液的颜色由黄色逐渐变浅绿色；

(2)①根据实验的要求，在A装置中产生的SO2通入B中与FeCl3溶液反应，所以A中试管内是浓硫酸与铜的反应，化学方程式为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；②取B中红色溶液，加入铁氰化钾溶液，有蓝色沉淀生成，证明溶液中含有Fe2+，所以Fe3+与SO2发生氧化还原反应的离子方程式是2Fe3+ + SO2 +2 H2O = 2Fe2+ + SO42- + 4H+；由于SO2溶于水生成的亚硫酸很容易被空气氧化为硫酸，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确定是Fe3+氧化了SO2，所以采用I方案更好，因为铁氰化钾检验二价铁，可排除空气中氧气氧化溶液中+4价硫生成SO42-的干扰；

(3)由于Fe3+和SO2都能与NaOH反应，所以向红色溶液中加入过量的NaOH溶液，充分混合，有红褐色沉淀生成，静置后，溶液变为无色，即说明反应N向逆反应进行了，说明该反应为可逆反应；

(4)根据题目的叙述可推出，反应N的速率比反应M更快，所以先观察到溶液变红色；但停止通入SO2，静置15分钟后溶液逐渐变为黄色，说明反应N向左进行了，即反应N是可逆的，更重要的是说明反应M进行的程度很大，Fe3+不断氧化SO2，使Fe3+和SO2的浓度减小，导致反应N的平衡不断向左移动，最终Fe3+被SO2还原为Fe2+使溶液呈浅绿色。