某化學興趣小組爲驗*SO2的還原*,特邀你參與以下探究活動。I.理論預測該興趣小組實驗實施前進行了充分的討論...
問題詳情:
某化學興趣小組爲驗*SO2的還原*,特邀你參與以下探究活動。
I.理論預測
該興趣小組實驗實施前進行了充分的討論交流,確定選擇SO2和FeCl3溶液的反應來探究,並預測將SO2通入FeCl3溶液中的現象。小組同學想聽聽你的分析,你認爲可能觀察到的現象是:_____________,你預測的理論依據是(用離子方程式表示):________________________。
II.實驗探究
(1)配製1mol/LFeCl3溶液(未用鹽**化)
①下面是小組四位同學在配製溶液時的“轉移”*作,其中正確的是:_______________。
②測溶液的pH得知溶液呈**,其原因是:____________________ (用離子方程式表示)。
(2)SO2通入FeCl3溶液至飽和,觀察到溶液由棕黃*變爲紅棕*,並沒有觀察到預期的現象。將反應後的溶液放置12小時後又出現了預期的結果。
查閱資料得知[Fe(HSO3)]2+爲紅棕*,生成[Fe(HSO3)]2+的反應爲可逆反應。請你用化學方程式解釋將SO2通入FeCl3溶液至飽和時觀察到的現象:_______________。
(3)爲了探究如何縮短紅棕*變爲預期顏*的時間,小組繼續探究:另取少量FeCl3溶液,再通入SO2溶液變爲紅棕*,加濃HCl*化,幾分鐘後變爲預期顏*。
請你推測小組在實驗方案設計中“加濃HC1*化”的目的是:_______________。
III.感悟與分享
通過探究,小組同學深受啓發、感悟良多。比如,有同學認爲“實驗纔是化學的最高法庭”。請寫出一種你的感悟與同學分享:______________________。
【回答】
【*】 (1). 溶液由(棕)黃*變爲淺綠* (2). 2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + SO42-+ 4H+ (3). A (4). Fe3+ + 3H2OFe(OH)3 + 3H+ (5). FeCl3+ SO2 + H2O[Fe(HSO3)]Cl2 + HCl (6). 增大 H+濃度, 使“FeCl3+ SO2 + H2O[Fe(HSO3)]Cl2 + HCl”平衡逆向移動, 加快預期反應的速率 (7). 實踐纔是檢驗真理的唯一標準;敢於質疑,不放過實驗中的異常現象,可能獲得新知;(其他合理描述即給分)。
【解析】試題分析:本題考查SO2和FeCl3溶液反應的實驗探究,涉及物質*質的分析,物質的量濃度溶液的配製,鹽類的水解,外界條件對化學平衡的影響。
I.由於SO2具有還原*,Fe3+具有氧化*,預測SO2通入FeCl3溶液中SO2將Fe3+還原爲Fe2+,可能觀察到的現象是:溶液由棕黃*變爲淺綠*。反應的離子方程式可表示爲SO2+2Fe3++2H2O=SO42-+2Fe2++4H+。
II.(1)①“轉移”時防止溶液外灑,應將玻璃棒的下端伸入容量瓶的刻度線以下,用玻璃棒引流溶液,*選A。
②FeCl3屬於強*弱鹼鹽,由於Fe3+的水解使溶液呈**,Fe3+水解的離子方程式爲Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。
(2)根據資料,紅棕*溶液中含[Fe(HSO3)]2+,該過程中元素的化合價沒有變化,反應的化學方程式爲SO2+FeCl3+H2O[Fe(HSO3)]Cl2+2HCl。
(3)出現紅棕*是發生了反應SO2+FeCl3+H2O[Fe(HSO3)]Cl2+2HCl,縮短紅棕*時間,即使上述平衡向逆反應方向移動。“加濃HCl*化”的目的是:增大H+濃度,使“FeCl3+SO2+H2O[Fe(HSO3)]Cl2 + HCl”平衡逆向移動,加快預期反應的速率。
III. 通過上述實驗說明:實踐纔是檢驗真理的唯一標準;敢於質疑,不放過實驗中的異常現象,可能獲得新知等。
知識點:非金屬元素的單質及其化合物
題型:實驗,探究題
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