Question

往含有0.1molBr^-與0.1mol I^-的FeBr₂和FeI₂的溶液中，持續(xù)緩慢通入Cl₂至恰好完全反應(yīng)，作出通入氣體體積與溶液中離子數(shù)目的圖象（已知各物質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱：ClO₃^-＞BrO₃^-＞Cl₂＞IO₃^-＞Br₂＞Fe³⁺＞I₂，（Cl₂與H₂O的反映可忽略不計）．

Answer 1

考點：氧化性、還原性強(qiáng)弱的比較,離子方程式的有關(guān)計算

專題：計算題

分析：根據(jù)題中各物質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱可以得出還原性大小為：I^-＞Fe²⁺＞Br^-＞I₂，通入氯氣的過程中，還原性強(qiáng)的優(yōu)先反應(yīng)，反應(yīng)反應(yīng)的先后順序及離子方程式分別為：①2I^-+C1₂═I₂+2Cl^-，②2Fe²⁺+C1₂═2Fe³⁺+2Cl^-，③2Br^-+C1₂═Br₂+2Cl^-，④I₂+6H₂O+5C1₂=2IO₃^-+12H⁺+10Cl^-，然后根據(jù)題中數(shù)據(jù)分別計算出每個階段先后的氯氣及生成的離子，然后根據(jù)計算結(jié)果畫出圖象即可．

解答： 解：根據(jù)氧化性強(qiáng)弱：ClO₃^-＞BrO₃^-＞Cl₂＞IO₃^-＞Br₂＞Fe³⁺＞I₂可知，粒子的還原性強(qiáng)弱為：I^-＞Fe²⁺＞Br^-＞I₂，通入氯氣的過程中，還原性越強(qiáng)優(yōu)先被氧化，所以被氧化的離子的先后順序及對應(yīng)的反應(yīng)為：①2I^-+C1₂═I₂+2Cl^-，②2Fe²⁺+C1₂═2Fe³⁺+2Cl^-，③2Br^-+C1₂═Br₂+2Cl^-，④I₂+6H₂O+5C1₂=2IO₃^-+12H⁺+10Cl^-，
0.1molBr^-與0.1mol I^-的FeBr₂和FeI₂的溶液中，含有亞鐵離子的物質(zhì)的量為：n（Fe²⁺）=

1

2

n（Br^-）+

1

2

n（I^-）=0.05mol+0.05mol=0.1mol，即：原溶液中含有離子的物質(zhì)的量為：0.1mol+0.1mol+0.1mol=0.3mol，
①通入氯氣后，先發(fā)生反應(yīng)：2I^-+C1₂═I₂+2Cl^-，反應(yīng)前后離子的物質(zhì)的量不變，0.1mol碘離子被氧化成0.05mol碘單質(zhì)，需要消耗0.05mol氯氣，標(biāo)況下氯氣的體積為：22.4L/mol×0.05mol=1.12L；
②繼續(xù)通入氯氣，亞鐵離子開始被氧化，2Fe²⁺+C1₂═2Fe³⁺+2Cl^-，0.1mol亞鐵離子完全反應(yīng)消耗0.05mol氯氣，此時增加的離子為氯離子，物質(zhì)的量為0.1mol，亞鐵離子完全反應(yīng)后溶液中的總物質(zhì)的量為：0.3+0.1mol=0.4mol，消耗的氯氣總體積為2.24L；
③亞鐵離子反應(yīng)完畢，0.1mol溴離子開始被氯氣氧化，根據(jù)反應(yīng)2Br^-+C1₂═Br₂+2Cl^-，0.1mol溴離子完全反應(yīng)消耗0.05mol氯氣，反應(yīng)過程中離子的總物質(zhì)的量不變，溴離子完全反應(yīng)后溶液中離子總量為：0.4mol，消耗標(biāo)況下氯氣的體積為：2.24L+1.12L=3.36L；
④最后碘單質(zhì)別氯氣氧化，根據(jù)反應(yīng)I₂+6H₂O+5C1₂=2IO₃^-+12H⁺+10Cl^-可知，0.05mol碘單質(zhì)完全反應(yīng)需要消耗氯氣的物質(zhì)的量為：0.05mol×5=0.25mol氯氣，標(biāo)況下0.25mol氯氣的體積為：22.4L/mol×0.25mol=5.6L；增加的離子是碘單質(zhì)物質(zhì)的量為（2+12+10）=24倍，即碘單質(zhì)完全反應(yīng)后溶液中離子增加了：0.05mol×24=1.2mol，溶液中離子的總物質(zhì)的量為：1.2mol+0.4mol=1.6mol，最后消耗的氯氣的總體積為：3.36L+5.6L=8.96L，
根據(jù)以上分析可以作出下圖：

故答案為：

點評：本題考查了氧化還原反應(yīng)的綜合應(yīng)用，題目難度較大，注意掌握氧化還原反應(yīng)中氧化性、還原性強(qiáng)弱大小的判斷及應(yīng)用方法，正確判斷發(fā)生反應(yīng)的先后順序為解答本題的關(guān)鍵．