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1、1SOSO2 2与与 FeClFeCl3 3反应异常实验现象的探讨江苏省邗江中学（225009225009）盛锡铭1 1 问题的提出问题的提出 笔者在讲授“二氧化硫的还原性”时补充了一个 SO2与 FeCl3溶液反应的小实 验,实验结果出人意料：将 SO2气体通入 FeCl3溶液后，溶液的颜色并非像有些资料 上所讲的那样由黄色变成浅绿色，相反其颜色变得更深了成为红棕色。对 此笔者作了如下一些探讨。 2 2 实验研究和分析实验研究和分析 21 四组对照实验 见下表：实验 1： 往 10mL 的 1mol/L FeCl3溶液中通入 SO2气体至饱和。现 象： FeCl3溶液的颜色由黄色变成了红棕色
2、，5min 颜色不变化。实验 2： 往 10mL 的 1mol/L FeCl3溶液中通入 SO2气体至饱和，再将混合溶 液放置一天（12h） 。现 象： FeCl3溶液的颜色由黄色变成了红棕色，5 分钟内颜色不变化；12h 后溶液的颜色变成了浅绿色。实验 3： 往 10mL 的 1mol/L FeCl3溶液中滴加 2 滴浓盐酸，再通入 SO2气体至 饱和。现 象： FeCl3溶液的颜色由黄色变成浅绿色，5 分钟颜色不变化。实验 4： 往 10mL 的 1mol/L FeCl3溶液中通入 SO2气体至饱和，再给混合溶 液微热 3min。现 象： FeCl3溶液的颜色先由黄色变成红棕色，微热后溶液
3、颜色变浅，成为 浅绿色。22 实验现象的分析和推理 （1）实验 1 和 2 的现象说明，反应 SO2+2H2O+2Fe3+=SO42-+4H+2Fe2+要完全 进行需很长时间；实验过程中之所以出现异常现象（颜色变深） ，可能是因为在反 应完全进行之前存在着副反应。 （2）实验 4 说明，加热可以加快该反应的速度，可以在较短的时间内完成该 反应。同时由实验 4 的结果可排除由于 Fe3+水解产生 Fe(OH)3 胶体而使溶液颜色变 深的情况。如果是那样，加热可促进水解，溶液的颜色应变深而不是变浅。 （3）实验 3 说明，增强反应溶液的酸度可以避免异常现象出现；究其原因可 能是酸可以抑制副反应的发
4、生。 （4）理论上的推理 查电极电势表得：2电对电极反应标准电极电势(v)Fe()-Fe()Fe3+e=Fe2+0.770S()-S()SO42-+4H+2e=H2S03+H2O0.17207700172，所以反应 SO2+2H2O+2Fe3+=SO42-+4H+2Fe2+肯定可以发生， 实验 2 和 3 的最终结果也证明了这一点溶液的颜色最终都变成了浅绿色。 3 3 异常现象的理论假设异常现象的理论假设 通过以上的分析和推理，笔者对异常现象产生的原因在理论上作了如下一种假 设，其原理如下： （1）SO2+H2OH2SO3 （2）H2SO3H+HS03- （3）HS03-H+SO32- （4）
5、SO2+2H2O+2Fe3+=SO42-+4H+2Fe2+ （5）Fe2+ SO32- FeSO3（墨绿色） 反应（4）SO2+2H2O+2Fe3+=SO42-+4H+2Fe2+若要完全进行需很长时间。笔者 认为在这段时间内，反应产物 Fe2+与反应物体系中的 SO32-会发生一个可逆的副反 应即反应（5）：Fe2+ SO32- FeSO3（墨绿色） 红棕色就是 FeSO3（墨绿色）和 FeCl3(黄色)的混合色。随着反应的进行， H2SO3分子逐渐减少，SO32-离子随之减少，反应（5）中的平稳就向左移动，于是 FeSO3逐渐减少并最终消失；与此同时，Fe3+也逐渐减少，直至完全转化为 Fe
6、2+。 最后，混合溶液的颜色就变成了 Fe2+的颜色浅绿色。 这个假设可解释上述实验 3 和 4 的现象：加热可以加快反应（4）的速度；酸 可以抑制的 FeSO3生成，因为 FeSO3能溶于酸。 4 4 对假设的验证对假设的验证 为验证笔者的假设，笔者设计了如下一个实验： （1）将 1mL 左右的饱和 Na2SO3溶液逐滴滴加到 4mL 新制的 1mol/L FeCl2溶 液中，可以观察到有墨绿色的絮状沉淀产生。 （2）振荡试管，使上述液体成为悬浊液，将悬浊液倒入 5mL 的 1mol/L FeCl3 溶液中，发现沉淀立即消失，溶液的颜色变成了红棕色沉淀立即消失，溶液的颜色变成了红棕色。 （3
7、）上述溶液一分为二。将其中一份溶液微热 3min 后，观察到溶液颜色呈浅 绿色。另一份溶液放置 12h 后，发现溶液颜色也呈浅绿色。 该实验结果证实了笔者的假设是正确的。 5 5 一点思考一点思考 实验 1 之所以出现异常的现象，笔者认为主要是由于实验中溶液的酸度没 有能控制好的缘故。由此可见实验条件的有效控制是影响实验成败的关键。这 一点，我们在今后实验教学中要加以注意。参考文献参考文献31Weast RC Handbook of Chemistry and PhysicsD-151,69th Edition,(1988- 1989) 2北京师范大学无机化学教研室等编无机化学北京高等教育出版社1992
