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，作出通入氣體體積與溶液中離子數(shù)目的圖象（已知各物質的氧化性強弱：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、還原性強弱的比較,離子方程式的有關計算

專題：計算題

分析：根據(jù)題中各物質的氧化性強弱可以得出還原性大小為：I^-＞Fe²⁺＞Br^-＞I₂，通入氯氣的過程中，還原性強的優(yōu)先反應，反應反應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)計算結果畫出圖象即可．

解答： 解：根據(jù)氧化性強弱：ClO₃^-＞BrO₃^-＞Cl₂＞IO₃^-＞Br₂＞Fe³⁺＞I₂可知，粒子的還原性強弱為：I^-＞Fe²⁺＞Br^-＞I₂，通入氯氣的過程中，還原性越強優(yōu)先被氧化，所以被氧化的離子的先后順序及對應的反應為：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的量為：0.1mol+0.1mol+0.1mol=0.3mol，
①通入氯氣后，先發(fā)生反應：2I^-+C1₂═I₂+2Cl^-，反應前后離子的物質的量不變，0.1mol碘離子被氧化成0.05mol碘單質，需要消耗0.05mol氯氣，標況下氯氣的體積為：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亞鐵離子完全反應消耗0.05mol氯氣，此時增加的離子為氯離子，物質的量為0.1mol，亞鐵離子完全反應后溶液中的總物質的量為：0.3+0.1mol=0.4mol，消耗的氯氣總體積為2.24L；
③亞鐵離子反應完畢，0.1mol溴離子開始被氯氣氧化，根據(jù)反應2Br^-+C1₂═Br₂+2Cl^-，0.1mol溴離子完全反應消耗0.05mol氯氣，反應過程中離子的總物質的量不變，溴離子完全反應后溶液中離子總量為：0.4mol，消耗標況下氯氣的體積為：2.24L+1.12L=3.36L；
④最后碘單質別氯氣氧化，根據(jù)反應I₂+6H₂O+5C1₂=2IO₃^-+12H⁺+10Cl^-可知，0.05mol碘單質完全反應需要消耗氯氣的物質的量為：0.05mol×5=0.25mol氯氣，標況下0.25mol氯氣的體積為：22.4L/mol×0.25mol=5.6L；增加的離子是碘單質物質的量為（2+12+10）=24倍，即碘單質完全反應后溶液中離子增加了：0.05mol×24=1.2mol，溶液中離子的總物質的量為：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的綜合應用，題目難度較大，注意掌握氧化還原反應中氧化性、還原性強弱大小的判斷及應用方法，正確判斷發(fā)生反應的先后順序為解答本題的關鍵．