Question

3．現(xiàn)有100mL混合溶液，其中含F(xiàn)eI₂、FeBr₂各0.1mol，向其中逐漸通入Cl₂（假定Cl₂分子只與溶質(zhì)離子反應(yīng)），已知：①一種氧化劑遇到多種還原劑時(shí)優(yōu)先與還原性強(qiáng)的物質(zhì)反應(yīng)．②還原性：I^-＞Fe²⁺＞Br^-，回答下列問題：
（1）寫出依次發(fā)生的離子反應(yīng)Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂、Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-、Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂．
（2）當(dāng)溶液中3種離子恰好全部被氧化時(shí)，共消耗Cl₂的物質(zhì)的量為0.3mol，此時(shí)溶液中的Fe³⁺物質(zhì)的量濃度為2mol/L，Cl^-的物質(zhì)的量濃度是6mol/L
（3）當(dāng)溶液中的離子全部被氧化時(shí)，向該溶液中加入足量的NaOH溶液，得到的固體化學(xué)式是Fe（OH）₃，分此混合物的方法是過濾（填操作名稱）將分離出的固體經(jīng)洗滌、干燥、灼燒至質(zhì)量不再改變得到固體的質(zhì)量是16g．

Answer 1

分析 （1）還原能力強(qiáng)弱順序?yàn)镮^-＞Fe²⁺＞Br^-，則逐滴滴入氯水，則先后發(fā)生：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂、Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-、Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂；
（2）根據(jù)離子方程式計(jì)算；溶液最終生成FeCl₃，根據(jù)三價(jià)鐵離子的物質(zhì)的量求出濃度，根據(jù)Cl守恒計(jì)算氯離子的濃度；
（3）FeCl₃溶液中加NaOH生成氫氧化鐵沉淀，過濾得到氫氧化鐵固體，將分離出的固體經(jīng)洗滌、干燥、灼燒得到氧化鐵，根據(jù)鐵元素守恒計(jì)算氧化鐵的質(zhì)量．

解答 解：（1）還原能力強(qiáng)弱順序?yàn)镮^-＞Fe²⁺＞Br^-，氯氣先與還原性強(qiáng)的反應(yīng)，則逐滴滴入氯水，發(fā)生：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂、Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-、Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂；
故答案為：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂、Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-、Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂；
（2）含F(xiàn)eI₂、FeBr₂各0.1mol，則I^-為0.2mol、Br^-為0.2mol、Fe²⁺為0.2mol，根據(jù)離子方程式可知消耗的氯氣為n（Cl₂）=0.3mol；溶液最終生成FeCl₃，則溶液中的Fe³⁺物質(zhì)的量濃度為$\frac{0.2mol}{0.1L}$=2mol/L，根據(jù)根據(jù)Cl守恒計(jì)算氯離子的濃度c（Cl^-）=3c（Fe³⁺）=6mol/L；
故答案為：0.3mol；2mol/L；6mol/L；
（3）FeCl₃溶液中加NaOH生成氫氧化鐵沉淀，其反應(yīng)方程式為：FeCl₃+3NaOH=3NaCl+Fe（OH）₃↓，分離固液混合物采用過濾操作，過濾得到氫氧化鐵固體，將分離出的固體經(jīng)洗滌、干燥、灼燒得到氧化鐵，n（Fe₂O₃）=$\frac{1}{2}$n（Fe³⁺）=0.1mol，所以m（Fe₂O₃）=nM=0.1mol×160g/mol=16g；
故答案為：Fe（OH）₃；過濾；16．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)的性質(zhì)以及方程式的計(jì)算，注意根據(jù)離子的還原性判斷反應(yīng)的先后順序，為解答該題的關(guān)鍵，注意結(jié)合反應(yīng)的離子方程式解答該題，難度中等．