Question

2．某同学对FeSO₄的热稳定性以及FeCl₃的氧化性进行如下探究，已知Fe²⁺能被酸性KMnO₄溶液氧化．
（1）查阅资料知FeSO₄可高温分解，反应方程式为：2FeSO₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑．
①用双线桥标出FeSO₄高温分解反应中电子转移的方向和数目；
②将所得气体混合物通入氯化钡溶液，新得到的钡盐是BaSO₄（填化学式）．
（2）若向FeCl₃溶液中通入过量的SO₂气体，溶液由黄色变为浅绿色． 
①该变化的离子方程式为2Fe³⁺+SO₂+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
②所得溶液中除确认微粒外还可能存在H₂SO₃，为确认其存在，应选择的试剂是
D（填写序号）．A．稀硫酸    B．KMnO₄溶液C．NaOH溶液      D．品红溶液
（3）若向盛有FeCl₃和CuCl₂混合溶液的烧杯中，加入铁粉，反应结束后，下列结论正确的是BE（填写序号）．
A．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe³⁺
B．若有固体剩余，则溶液中一定有Fe²⁺
C．若溶液中有Cu²⁺，则一定没有固体析出
D．若溶液中有Fe²⁺，则一定有Cu析出
E．若溶液中没有Cu²⁺，则溶液中也没有Fe³⁺．

Answer 1

分析 （1）①FeSO₄中，S为+6价，化合价变化为+6→+4，铁的化合价由+2→+3，电子转移为2e^-；
②FeSO₄分解产物为：SO₃和SO₂，根据SO₃与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀，而SO₂与氯化钡溶液不反应分析；
（2）①溶液由黄色变为浅绿色，说明Fe³⁺与SO₂气体反应生成Fe²⁺和SO₄^2-，据此书写离子方程式；
②由①的反应可知，溶液中肯定有Fe²⁺，则检验H₂SO₃就不能根据其还原性，据此分析；
（3）根据三价铁离子、铜离子的氧化性强弱判断反应先后顺序，从而确定固体的成分、溶液的成分；若有固体剩余，若固体只有铜，则反应后的溶液中一定无三价铁离子存在，一定存在亚铁离子，可能含有铜离子；若有铁剩余，一定还有铜生成，则反应后的溶液中一定只有亚铁离子；若无固体剩余，则溶液中一定有Fe²⁺
和Cu²⁺，可能有Fe³⁺．据此进行判断．

解答 解：（1）FeSO₄高温分解，反应方程式为：2FeSO₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑，FeSO₄中，S为+6价，化合价变化为+6→+4，铁的化合价由+2→+3，电子转移的方向和数目为：；故答案为：；
②FeSO₄高温分解气体为SO₂和SO₃，SO₃与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀，而SO₂与氯化钡溶液不反应，所以将所得气体混合物通入氯化钡溶液，新得到的钡盐是BaSO₄；故答案为：BaSO₄；
（2）①溶液由黄色变为浅绿色，说明Fe³⁺与SO₂气体反应生成Fe²⁺和SO₄^2-，反应离子方程式为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，故答案为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂O=2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
②由①的反应可知，溶液中肯定有Fe²⁺，则检验H₂SO₃就不能选择强氧化剂KMnO₄溶液，又H₂SO₃为剩余的SO₂与水反应生成，所以用品红溶液检验，故选：D；
（3）A．若无固体剩余，则肯定发生反应2FeCl₃+Fe=3FeCl₂，所以溶液中一定有Fe²⁺，可能有Fe³⁺，故A错误；
B．若有固体剩余，若固体只有铜，则反应后的溶液中一定无三价铁离子存在，一定存在亚铁离子，可能含有铜离子；若有铁剩余，一定还有铜生成，则反应后的溶液中一定只有亚铁离子，所以则溶液中一定有Fe²⁺，故B正确；
C．若溶液中有Cu²⁺，则可能析出一部分铜，故C错误；
D．若溶液中有Fe²⁺，铁较少时，铜离子没有反应，则不一定有Cu析出，故D错误；
E．若溶液中没有Cu²⁺，说明铁将铜置换出来了，所以Fe³⁺更被铁还原了，故E正确；
故选BE．

点评 本题考查了物质性质实验方案的设计以及Fe³⁺、Cu²⁺的氧化能力大小的比较，能正确掌握二氧化硫的性质和了解反应的先后顺序，从而确定溶液的成分为解答本题关键，题目难度中等．