某小组探究SO2与FeCl3溶液的反应。常温下，向3 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中通入SO2 ，溶液由黄色变成红棕色。放置12小时后，红棕色消失，溶液变为浅绿色。探究溶液呈红棕色的原因。回答下列问题：

1. 某小组探究SO₂与FeCl₃溶液的反应。常温下，向3 mL 0.1 mol·L^-1 FeCl₃溶液中通入SO₂ ，溶液由黄色变成红棕色。放置12小时后，红棕色消失，溶液变为浅绿色。探究溶液呈红棕色的原因。回答下列问题：

(1) 提出猜想：

猜想1：Fe³⁺水解产生红棕色的Fe(OH)₃胶体：(用离子方程式表示)。

猜想2：Fe³⁺与溶液中SO₂、 $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ 中的一种微粒形成了红棕色的配合物。

(2) 设计实验：

①甲同学设计简单实验方法：，证明猜想1不成立。

②乙同学设计以下方案，证明红棕色物质中的配体是 $\text{[math]}$ 。已知：常温下溶液中+4价含硫微粒物质的量分数随pH变化曲线如图。

编号	溶液1	溶液2(2mL)	现象
a	1 mL 0.1 mol·L^-1 FeCl₃溶液	SO₂的饱和溶液	溶液1和溶液2混合后，(描述实验现象)
b		SO₂的饱和溶液，用NaOH固体调节pH至5
c		SO₂的饱和溶液，用NaOH固体调节pH至10

(3) 进一步探究：

丙同学认为乙同学的实验方案不严谨，除了pH会影响溶液红棕色的深浅，还存在另一种离子浓度的变化也会产生影响。设计如下实验，通过测定吸光度进行探究，完善表格。

已知：分光光度计可测定溶液中有色物质的吸光度，吸光度A与有色物质浓度大小成正比。

编号	操作	结论
1	测定实验编号a溶液吸光度，记录数据A₁	②由A₁A₂(填“>”、“<”或“=”，下同)可知该因素不影响溶液红棕色的深浅
2	①往上述红棕色溶液中加入少量(填化学式)固体，搅拌，测定溶液吸光度，记录数据A₂	②由A₁A₂(填“>”、“<”或“=”，下同)可知该因素不影响溶液红棕色的深浅

(4) 配合物在溶液中通常存在解离平衡，如[CuCl₄]^2- $\text{[math]}$ Cu²⁺+4Cl^-。丁同学设计实验，测定上述溶液中吸光度的变化，验证红棕色配合物中是否存在解离平衡，完善表格。

编号	操作	结果	结论
3	向编号a所得溶液中加入Na₂SO₃固体，测定溶液吸光度，记录数据A₃	①A₃A₁	②配合物中存在解离平衡，且该反应的ΔH0
4	加热编号a所得溶液，测定溶液吸光度，记录数据A₄	A₄<A₁	②配合物中存在解离平衡，且该反应的ΔH0

(5) 写出FeCl₃溶液在生产或生活中的一种用途。

【考点】

化学平衡的影响因素; 盐类水解的应用; 化学实验方案的评价;

【答案】

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实验探究题困难

1. 某小组同学向 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 溶液中分别加入过量的 $\text{[math]}$ 粉、 $\text{[math]}$ 粉和 $\text{[math]}$ 粉，探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。

(1) 理论分析

依据金属活动性顺序， $\text{[math]}$ 中可将 $\text{[math]}$ 还原为 $\text{[math]}$ 的金属是。

(2) 实验验证

实验	金属	操作、现象及产物
I	过量 $\text{[math]}$	一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到 $\text{[math]}$ 单质
Ⅱ	过量 $\text{[math]}$	一段时间后有气泡产生，反应缓慢， $\text{[math]}$ 逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液 $\text{[math]}$ 为3~4，取出固体，固体中未检测到 $\text{[math]}$ 单质
Ⅲ	过量 $\text{[math]}$	有大量气泡产生，反应剧烈， $\text{[math]}$ 逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液 $\text{[math]}$ 为3~4时，取出固体，固体中检测到 $\text{[math]}$ 单质

①分别取实验I、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加 $\text{[math]}$ 溶液，证明都有 $\text{[math]}$ 生成，依据的现象是。

②实验Ⅱ、Ⅲ都有红褐色沉淀生成，用平衡移动原理解释原因。

③对实验Ⅱ未检测到 $\text{[math]}$ 单质进行分析及探究。

i．a．甲认为实验Ⅱ中，当 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 浓度较大时，即使 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 反应置换出少量 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 也会被 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 消耗。写出 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 反应的离子方程式。

b．乙认为在 $\text{[math]}$ 为3~4的溶液中即便生成 $\text{[math]}$ 也会被 $\text{[math]}$ 消耗。设计实验(填实验操作和现象)。

证实了此条件下可忽略 $\text{[math]}$ 对 $\text{[math]}$ 的消耗。

c．丙认为产生的红褐色沉淀包裹在 $\text{[math]}$ 粉上，阻碍了 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的反应。实验证实了 $\text{[math]}$ 粉被包裹。

ii．查阅资料： $\text{[math]}$ 开始沉淀的 $\text{[math]}$ 约为1.2，完全沉淀的 $\text{[math]}$ 约为3。

结合a、b和c，重新做实验Ⅱ，当溶液 $\text{[math]}$ 为3~4时，不取出固体，向固-液混合物中持续加入盐酸，控制 $\text{[math]}$ ， (填实验操作和现象)，待 $\text{[math]}$ 为3~4时，取出固体，固体中检测到 $\text{[math]}$ 单质。

(3) 对比实验Ⅱ和Ⅲ，解释实验Ⅲ的固体中检测到 $\text{[math]}$ 单质的原因。

实验探究题普通

某小组同学探究盐对 $\text{[math]}$ 平衡体系的影响。

实验Ⅰ：探究 $\text{[math]}$ 对 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 平衡体系的影响

将等体积、低浓度的 $\text{[math]}$ 溶液(已用稀盐酸酸化)和 $\text{[math]}$ 溶液混合，静置至体系达平衡，得红色溶液a。各取 $\text{[math]}$ 溶液a放入3支比色皿中，分别滴加 $\text{[math]}$ 不同浓度的 $\text{[math]}$ 溶液，并测定各溶液的透光率随时间的变化，结果如图所示。

已知：①溶液的透光率与溶液颜色深浅有关，颜色深，透光率低。

② $\text{[math]}$ 在水溶液中由于水解而显黄色； $\text{[math]}$ 溶液中存在 $\text{[math]}$ (黄色)。

（1）稀盐酸酸化 $\text{[math]}$ 溶液的目的是。采用浓度较低的 $\text{[math]}$ 溶液制备 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 平衡体系，是为了避免(填离子符号)的颜色对实验干扰。

（2）从实验结果来看， $\text{[math]}$ 溶液确实对 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 平衡体系有影响，且随着 $\text{[math]}$ 浓度增大， $\text{[math]}$ 平衡向(填“正”或“逆”)反应方向移动。

实验Ⅱ：探究盐对 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 平衡体系产生影响的原因

同学查阅相关资料，认为可能的原因有：

原因1：溶液中的离子会受到周围带有异性电荷离子的屏蔽，使该离子的有效浓度降低，这种影响称为盐效应。 $\text{[math]}$ 溶液的加入使 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 平衡状态因盐效应而发生变化。

原因2：溶液中存在副反应 $\text{[math]}$ ，离子浓度发生变化，导致 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 平衡状态发生变化。

（3）基于以上分析，该组同学取等体积的溶液a，分别加入等物质的量的不同种类的盐晶体(忽略溶液体积变化)，观察颜色变化，结果如下表。

序号	加入少量盐	溶液颜色
1	无	红色
2	$\text{[math]}$	变浅
3	$\text{[math]}$	略变浅
4	$\text{[math]}$	变浅程度较大

①上述实验可证明盐效应影响了 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 平衡体系的是(填字母序号)。

a、1和2 b、1和3 c、1和4

②选择实验(填序号)可得出结论： $\text{[math]}$ 的盐效应弱于 $\text{[math]}$ 的盐效应。简述选择实验的理由及获得结论的依据：。

（4）取等体积的溶液a继续进行实验，结果如下表。

序号	加入溶液	溶液颜色
5	$\text{[math]}$ 浓盐酸	明显变浅，溶液偏黄
6	$\text{[math]}$ 去离子水	略变浅

上述实验可证明副反应影响了 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 平衡体系，结合实验现象及化学用语分析副反应对 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 平衡体系有影响的原因：。

（5）拓展应用：盐效应对多种平衡体系有影响。

$\text{[math]}$ 在不同浓度 $\text{[math]}$ 溶液中的溶解度数据如下表：

$\text{[math]}$	0	0.01	0.02	0.04	0.10	0.20
$\text{[math]}$ 溶解度 $\text{[math]}$	4.5	0.48	0.42	0.39	0.48	0.69

分析 $\text{[math]}$ 在 $\text{[math]}$ 范围内， $\text{[math]}$ 溶解度发生变化的原因：。

实验探究题困难

3. 实验小组探究酸对Fe³⁺+3SCN^－ $\text{[math]}$ Fe(SCN)₃平衡的影响。将0.005 mol∙L⁻¹FeCl₃溶液(接近无色)和0.01 mol∙L⁻¹KSCN溶液等体积混合，得到红色溶液。取两等份红色溶液，进行如下操作并记录现象。

(1) FeCl₃水解显酸性的原因是(用方程式表示)。

(2) 甲同学认为加入酸后，会使Fe³⁺+3SCN^－ $\text{[math]}$ Fe(SCN)₃体系中浓度改变，导致该平衡正向移动，溶液颜色加深。

(3) （设计并实施实验）

（查阅资料）

Fe³⁺和Cl^－、SO $\text{[math]}$ 均能发生络合反应：

Fe³⁺+4Cl^－ $\text{[math]}$ [FeCl₄]^－(黄色)；Fe³⁺+2SO $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ [Fe(SO₄)₂]^－(无色)。

实验I.探究现象a中溶液颜色变化的原因

编号	操作	现象
①	向2mL红色溶液中滴加5滴水	溶液颜色无明显变化
②	向2mL红色溶液中滴加5滴3 mol∙L⁻¹KCl溶液	溶液颜色变浅，呈橙色

实验①的目的是。

(4) 根据实验①和实验②的结果，从平衡移动角度解释现象a：。

(5) 实验Ⅱ.探究现象b中溶液呈浅黄色的原因

编号	操作	现象
③	取1mL0.0025 mol∙L⁻¹Fe₂(SO₄)₃溶液(无色)，加入1mL0.01 mol∙L⁻¹KSCN溶液，再加入5滴1.5 mol∙L⁻¹H₂SO₄溶液	溶液先变红，加硫酸后变为浅黄色
④	取1mL 0.005 mol∙L⁻¹FeCl₃溶液，

结合实验③可推测现象b中使溶液呈浅黄色的微粒可能有两种，分别是。

(6) 乙同学进一步补充了实验④，确证了现象b中使溶液呈浅黄色的微粒只是(5)中的一种，请将实验④的操作及现象补充完整：、。

实验探究题困难