二氧化硫与氯化铁反应的探讨

二氧化硫与氯化铁反应的探讨 SO与FeCl反应异常实验现象的探讨 23 江苏省邗江中学(225009)盛锡铭 1 问的提出 笔者在讲授“二氧化硫的还原性”时补充了一个SO与FeCl溶液反应的小实23验,实验结果出人意料:将SO气体通入FeCl溶液后，溶液的颜色并非像有些资料23 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 实验研究和分析 2(1 四组对照实验 见下: 实验1: 往10mL的1mol/L FeCl溶液中通入SO气体至饱和。 32现 象: FeCl溶液的颜色由黄色变成了红棕色，5min颜色不变化。 3 实验2: 往10mL的1mol/L FeCl溶液中通入SO气体至饱和，再将混合溶液32 放置一天(12h)。 现 象: FeCl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3 溶液的颜色变成了浅绿色。 实验3: 往10mL的1mol/L FeCl溶液中滴加2滴浓盐酸，再通入SO气体至32 饱和。 现 象: FeCl溶液的颜色由黄色变成浅绿色，5分钟颜色不变化。 3 实验4: 往10mL的1mol/L FeCl溶液中通入SO气体至饱和，再给混合溶液32 微热3min。 现 象: FeCl溶液的颜色先由黄色变成红棕色，微热后溶液颜色变浅，成为3 浅绿色。 2(2 实验现象的分析和推理 3+2-+2+(1)实验1和2的现象说明，反应SO+2HO+2Fe=SO+4H+2Fe要完全进224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3+应。同时由实验4的结果可排除由于Fe水解产生Fe(OH) 胶体而使溶液颜色变深3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生。 (4)理论上的推理 查电极电势表得: 1 电对 电极反应 电极电势(v) 3+2+Fe(?)-Fe(?) Fe+e=Fe 0.770 +2-S(?)-S(?) SO+4H+2e=HS0+HO 0.172 42323++2+2-0(770>>0(172，所以反应SO+2HO+2Fe=SO+4H+2Fe肯定可以发生，224 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 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)SO+HOHSO 2223+-(2)HSOH+HS0 233+-2- (3)HS0H+SO333+2-+2+(4)SO+2HO+2Fe=SO+4H+2Fe 2242+2-(5)Fe+ SO FeSO?(墨绿色) 333++2+2-反应(4)SO+2HO+2Fe=SO+4H+2Fe若要完全进行需很长时间。笔者认2242+2-为在这段时间内，反应产物Fe与反应物体系中的SO会发生一个可逆的副反应即3 反应(5): 2+2-Fe+ SO FeSO?(墨绿色) 33 红棕色就是FeSO(墨绿色)和FeCl(黄色)的混合色。随着反应的进行，HSO33232-分子逐渐减少，SO离子随之减少，反应(5)中的平稳就向左移动，于是FeSO333+2+逐渐减少并最终消失;与此同时，Fe也逐渐减少，直至完全转化为Fe。最后，混 2+合溶液的颜色就变成了Fe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FeSO生成，因为FeSO能溶于酸。 33 4 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NaSO溶液逐滴滴加到4mL新制的1mol/L FeCl溶液223 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。 (3)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 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 2 [1]Weast R(C(《Handbook of Chemistry and Physics》D-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 3