某小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):向0.1mol?L-1FeCl3溶液中通入SO2或加入Na2SO3溶液,均得到紅色溶液。
已知:溶液中+4價(jià)含硫微粒物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨pH變化的曲線如圖所示。
I.推測(cè)Fe3+與溶液中的某種+4價(jià)含硫微粒形成了紅色的配離子。設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)(均在常溫下進(jìn)行):
實(shí)驗(yàn) |
溶液1(1mL) |
溶液2(10mL) |
現(xiàn)象 |
A |
0.1mol?L-1FeCl3溶液 |
SO2的飽和溶液 |
溶液1與溶液2混合后,實(shí)驗(yàn)A、B、C所得溶液紅色依次加深 |
B |
0.1mol?L-1FeCl3溶液 |
SO2的飽和溶液,用NaOH固體調(diào)pH=5.0 |
C |
0.1mol?L-1FeCl3溶液 |
SO2的飽和溶液,用NaOH固體調(diào)pH=10 SO2的飽和溶液,用NaOH固體調(diào)pH=10
|
(1)將上述實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充完整。
(2)配離子的配體為SO
32-的實(shí)驗(yàn)證據(jù)是
隨著c(SO32-)增大,溶液紅色加深
隨著c(SO32-)增大,溶液紅色加深
。
II.探究pH對(duì)FeCl
3和Na
2SO
3反應(yīng)的影響。設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn):
序號(hào) |
實(shí)驗(yàn)a |
實(shí)驗(yàn)b |
方案 |
5mL酸化的0.1mol?L-1FeCl3與2mL0.1mol?L-1Na2SO3混合得紅色溶液,測(cè)得pH=1.7 |
5mL酸化的0.1mol?L-1FeCl3與2mL0.1mol?L-1Na2SO3混合得紅色溶液,加幾滴濃鹽酸,調(diào)pH=1.3 |
現(xiàn)象 |
放置10分鐘后,溶液紅色均褪去,實(shí)驗(yàn)b中溶液褪色更快。經(jīng)檢驗(yàn),褪色后的溶液中均存在Fe2+。 |
(3)探究實(shí)驗(yàn)b中溶液褪色更快的原因:
i.甲認(rèn)為pH降低,有利于Fe
3+氧化SO
32-,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)b中溶液褪色更快。
①從電極反應(yīng)的角度,進(jìn)行理論分析:還原反應(yīng)為:Fe
3++e
-═Fe
2+氧化反應(yīng)為:
SO32-+H2O-2e-=SO42-+2H+
SO32-+H2O-2e-=SO42-+2H+
。
②已知上述實(shí)驗(yàn)條件下pH對(duì)Fe
3+的氧化性幾乎沒有影響。從平衡移動(dòng)的角度判斷pH對(duì)SO
32-還原性的影響是
減弱
減弱
(填“增強(qiáng)”或“減弱”)。
③通過理論分析,甲認(rèn)為其猜測(cè)
不成立
不成立
(填“成立”或“不成立”),并進(jìn)一步實(shí)驗(yàn),獲得了證據(jù)。實(shí)驗(yàn)方案為:反應(yīng)相同時(shí)間,分別取實(shí)驗(yàn)a和b中的溶液,檢測(cè)
Fe2+
Fe2+
濃度(填離子符號(hào)),比較其大小關(guān)系。
ii.乙猜測(cè)pH降低,有利于
O2
O2
氧化SO
32-,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)b中溶液褪色更快。
④將乙的假設(shè)補(bǔ)充完整
pH降低不利于O2氧化SO32-
pH降低不利于O2氧化SO32-
(填化學(xué)式)。
⑤乙設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證:
取10mL0.1mol?L
-1Na
2SO
3溶液加硫酸調(diào)pH=1.7,用KMnO
4溶液滴定,消耗體積為V
1。另取一份相同的溶液放置10分鐘后,再用KMnO
4溶液滴定,消耗體積為V
2。前后差值(V
1-V
2)為ΔV
a。用同樣的方法對(duì)10mL0.1mol?L
-1Na
2SO
3(含H
2SO
4)pH=1.3進(jìn)行滴定,消耗KMnO
4溶液前后體積差值為ΔV
b。經(jīng)對(duì)比可知,ΔV
a>ΔV
b,由此得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是
乙猜測(cè)不成立
乙猜測(cè)不成立
。
(4)綜合上述分析,pH降低,有利于
SO32-與H+
SO32-與H+
反應(yīng)的發(fā)生,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)b中溶液褪色更快。