19.某小組進行如下實驗: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Fe3+與溶液中的某種+4價含硫微粒形成了紅色的配離子。設(shè)計如下實驗(均在常溫下進行):
實驗 |
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,實驗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 |
|
(1)將上述實驗補充完整。
(2)配離子的配體為SO
32-的實驗證據(jù)是
。
II.探究pH對FeCl
3和Na
2SO
3反應(yīng)的影響。設(shè)計如下實驗:
序號 |
實驗a |
實驗b |
方案 |
5mL酸化的0.1mol?L-1FeCl3與2mL0.1mol?L-1Na2SO3混合得紅色溶液,測得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,實驗b中溶液褪色更快。經(jīng)檢驗,褪色后的溶液中均存在Fe2+。 |
(3)探究實驗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)致實驗b中溶液褪色更快。
①從電極反應(yīng)的角度,進行理論分析:還原反應(yīng)為:Fe
3++e
-═Fe
2+氧化反應(yīng)為:
。
②已知上述實驗條件下pH對Fe
3+的氧化性幾乎沒有影響。從平衡移動的角度判斷pH對SO
32-還原性的影響是
(填“增強”或“減弱”)。
③通過理論分析,甲認(rèn)為其猜測
(填“成立”或“不成立”),并進一步實驗,獲得了證據(jù)。實驗方案為:反應(yīng)相同時間,分別取實驗a和b中的溶液,檢測
濃度(填離子符號),比較其大小關(guān)系。
ii.乙猜測pH降低,有利于
氧化SO
32-,導(dǎo)致實驗b中溶液褪色更快。
④將乙的假設(shè)補充完整
(填化學(xué)式)。
⑤乙設(shè)計實驗進行驗證:
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10mL0.1mol?L
-1Na
2SO
3(含H
2SO
4)pH=1.3進行滴定,消耗KMnO
4溶液前后體積差值為ΔV
b。經(jīng)對比可知,ΔV
a>ΔV
b,由此得出的實驗結(jié)論是
。
(4)綜合上述分析,pH降低,有利于
反應(yīng)的發(fā)生,導(dǎo)致實驗b中溶液褪色更快。