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2020-2021 化学二模试题分类汇编——化学能与电能综合附详细答案 一、化学能与电能 1． 某实验小组对 FeCl3 分别与 Na2SO3、 NaHSO3 的反应进行探究。 （甲同学的实验） 装置 编号 试剂 X 实验现象 闭合开关后灵敏电流计指 I Na2SO3 溶液（ pH≈9） 针发生偏转 II 闭合开关后灵敏电流计指 NaHSO3 溶液（ pH≈5） 针未发生偏转 (1) 怎样配制 FeCl 溶液？ 3 ________________________________________________________ 。 (2) 甲同学探究实验 I 的电极产物。 ① 取少量 Na2SO3 溶液电极附近的混合液，加入 _________________________________ ，产 生白色沉淀，证明产生了 SO4 2-。 ② 该同学又设计实验探究另一电极的产物，其实验方案为 _______________________________ 。 (3)实验 I 中负极的电极反应式为 ______________________________________________________ 。 乙同学进一步探究  FeCl3 溶液与  NaHSO3 溶液能否发生反应，设计、完成实验并记录如下： 装置  编号  反应时间  实验现象 0~1 min 产生红色沉淀，有刺激性气味气体逸出 III  1~30 min  沉淀迅速溶解形成红色溶液，随后溶液逐渐变为橙色，之后几乎无色 与空气接触部分的上层溶液又变为浅红色， 30 min 后 随后逐渐变为浅橙色 (4)乙同学认为刺激性气味气体的产生原因有两种可能，用离子方程式表示②的可能原因。 ① Fe3+＋ 3HSO - 垐 ? Fe(OH) ＋ ； 3 3 3SO2 _____________________________________________ 。 (5)查阅资料：溶液中 Fe3+、 SO32-、OH－ 三种微粒会形成红色配合物并存在如下转化： +4 垐 ? +5 O 2 Fe 2+ 2- HOFe S O 2 噲 ? HOFeO S O2 +SO4 从反应速率和化学平衡两个角度解释 1~30 min 的实验现象： ______________________________ 。 （实验反思） (6)分别对比 I 和 II、 II 和 III， FeCl 能否与 Na SO 或 NaHSO 发生氧化还原反应和 3 2 3 3 ______________________ 有关（写出两条）。 【答案】将 FeCl3 溶于浓盐酸，再稀释至指定浓度 足量盐酸和 2 3 溶 BaCl 溶液 取少量 FeCl 液电极附近的混合液，加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，证明产生了 Fe2+ 3SO2--2e- 2- - + - +H2O=SO4 +2HSO3 H +HSO3 =H2O+SO2↑ 生成红色配合物的反应速率快，红色配合物生成 橙色配合物的速率较慢；在 O2 的作用下，橙色的 HOFeOSO2 浓度下降，平衡 不断正向移动，最终溶液几乎无色 溶液 pH 不同、 23 3 32-浓度不同（或 Na2 3 3 23 3 Na SO 、 NaHSO 溶液中 SO SO 与 NaHSO 不同，或 Na SO 与 NaHSO 的 阴离子不同）、反应物是否接触形成红色配合物（任写两条） 【解析】 【分析】 甲同学实验：利用铁离子能够将 SO32- 氧化设计原电池，则原电池中氯化铁溶液为正极得电 子发生还原反应，试剂 X 为负极，失电子发生氧化反应；实验中 X 为 Na2SO3 溶液时电流计 指针发生偏转，说明铁离子将 SO32- 氧化；实验中 X 为 NaHSO3 溶液时电流计指针未发生偏 转，说明二者可能不反应； 乙同学进一步探究 FeCl3 溶液与 NaHSO3 溶液能否发生反应： 0~1 min 产生红色沉淀，有刺 激性气味气体逸出，红色沉淀应为 Fe(OH)3，气体应为二氧化硫，说明二者发生双水解； 1~30 min 沉淀迅速溶解形成红色溶液，随后溶液逐渐变为橙色，之后几乎无色，结合查阅 的资料可知生成了 HOFeOSO2，该物质存在平衡 HOFeOSO2?HOFeOSO2，在氧气的作用下不断正向进行，最终溶液几乎无色； 30min 后反应现象是空气接触部分的上层溶液又变为浅 红色，随后逐渐变为浅橙色，反应后的亚铁离子被空气中氧气氧化为铁离子，过量的 HSO3- 电离提供 SO3 2-，溶液中 Fe3+、 SO32-、 OH-三种微粒会继续反应形成红色配合物。 【详解】 (1)实验室配制 FeCl3 溶液时，为了防止铁离子水解，先将