Question

（1）如下圖所示，當(dāng)容器A中的反應(yīng)開始后，若分別進(jìn)行下列操作，請回答有關(guān)問題：
①若彈簧夾C打開，B容器中有什么現(xiàn)象發(fā)生？
②若開始時彈簧夾C關(guān)閉，容器A中的反應(yīng)還在進(jìn)行時，B容器中有什么現(xiàn)象發(fā)生？寫出B容器中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式．
③若先打開彈簧夾C一段時間，容器A中的反應(yīng)還在進(jìn)行時，再關(guān)閉彈簧夾C一會兒，B容器中有什么現(xiàn)象發(fā)生？
（2）已知：2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂，2Fe²⁺+Br₂═2Fe³⁺+2Br^-．
①含有1mol FeI₂和2mol FeBr₂的溶液中通入2mol Cl₂，此時被氧化的離子是

 

，被氧化的離子的物質(zhì)的量分別是

 

．
②如果向原溶液中通入3mol Cl₂，則被氧化的離子是

 

，其對應(yīng)的氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量分別是

 

．
③若向含a mol FeI₂和b mol FeBr₂的溶液中通入c mol Cl₂，當(dāng)I^-、Fe²⁺、Br^-完全被氧化時，c為

 

（用含a、b的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析：（1）①打開C后鐵與稀硫酸反應(yīng)生成的氫氣會加入裝置B；
②關(guān)閉C后，A中壓強(qiáng)增大，A中的硫酸亞鐵溶液進(jìn)入B，反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵與氧氣反應(yīng)生成紅褐色的氫氧化鐵，據(jù)此進(jìn)行解答；
③打開C后鐵與硫酸反應(yīng)生成氫氣，關(guān)閉C后A中壓強(qiáng)增大，硫酸亞鐵溶液進(jìn)入B，反應(yīng)生成氫氧化亞鐵白色沉淀；
（2）根據(jù)方程式知，還原性強(qiáng)弱順序是：I^-＞Fe²⁺＞Br^-，向溶液中通入氯氣，氯氣先和碘離子反應(yīng)，然后再和亞鐵離子反應(yīng)，最后再和溴離子反應(yīng)，據(jù)此碘化亞鐵、溴化亞鐵的物質(zhì)的量及氯氣的物質(zhì)的量進(jìn)行分析、計算即可．

解答：解：（1）①打開C，A中Fe與稀H₂SO₄反應(yīng)生成H₂，A中壓強(qiáng)增大，氣體通過導(dǎo)管進(jìn)入B，B中有氣泡冒出，
答：若彈簧夾C打開，容器B中的導(dǎo)管口有氣泡冒出；
②若開始關(guān)閉C，A中反應(yīng)生成H₂，壓強(qiáng)增大，A中溶液由導(dǎo)管進(jìn)入B，B中Fe²⁺與OH^-反應(yīng)生成Fe（OH）₂白色沉淀，F(xiàn)e（OH）₂與B中O₂反應(yīng)生成紅褐色沉淀Fe（OH）₃，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH+FeSO₄═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，
故答案為：容器A中溶液進(jìn)入容器B，容器B中有白色沉淀生成，沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色；2NaOH+FeSO₄═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃；
③若先打開C，H₂進(jìn)入B，驅(qū)出B中O₂，再關(guān)閉C，A中Fe²⁺進(jìn)入B，只能生成Fe（OH）₂，
答：B容器中現(xiàn)象為：開始時容器B中的導(dǎo)管口有氣泡冒出，彈簧夾關(guān)閉后容器A中溶液進(jìn)入容器B，有白色沉淀生成；
（2）①向含有1mol FeI₂和2mol FeBr₂的溶液中通入2mol Cl₂，先發(fā)生反應(yīng)2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-，2mol碘離子完全反應(yīng)需要氯氣1mol，然后發(fā)生反應(yīng)Cl₂+2Fe ²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺，1mol氯氣反應(yīng)需要亞鐵離子的物質(zhì)的量是2mol，溶液中含有3mol亞鐵離子，參加反應(yīng)的亞鐵離子的物質(zhì)的量是2mol，所以溶液中還剩余亞鐵離子1mol，所以被氧化的離子是2molI^-、2molFe ²⁺，
故答案為：I^-、Fe ²⁺；2mol、2mol；
②向含有1mol FeI₂和2mol FeBr₂的溶液中通入3mol Cl₂，先發(fā)生反應(yīng)2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-，2mol碘離子完全反應(yīng)需要氯氣1mol，然后發(fā)生反應(yīng)Cl₂+2Fe ²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺，溶液中含有3mol亞鐵離子，亞鐵離子完全被氧化，則需要氯氣的物質(zhì)的量是1.5mol，最后發(fā)生2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-，溴離子的物質(zhì)的量是3mol，則需要氯氣的物質(zhì)的量是1.5mol，實際上還有0.5mol氯氣，則被氧化的溴離子的物質(zhì)的量是1mol，所以溶液中還剩下0.5mol溴離子，則被氧化的離子及物質(zhì)的量為：2molI^-、3molFe²⁺、1molBr^-，對應(yīng)的氧化產(chǎn)物分別是1molI₂、3molFe ³⁺、0.5molBr₂，
故答案為：I^-、Fe²⁺、Br^-；1mol、3mol、0.5mol；
③a mol FeI₂和b mol FeBr₂的溶液中總共含有（a+b）molFe²⁺、2amolI^-、2bBr^-，根據(jù)反應(yīng)方程式：2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-、Cl₂+2Fe ²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺、2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-可知，消耗的氯氣的物質(zhì)的量為：

1

2

×（a+b+2a+2b）mol=

3a+3b

2

mol，
故答案為：

3a+3b

2

．

點評：本題考查了氧化還原反應(yīng)的有關(guān)計算，根據(jù)離子還原性強(qiáng)弱順序、氧化還原反應(yīng)中得失電子相等來分析解答，易錯題是（2）②，注意氧化產(chǎn)物中含有被氧化離子的數(shù)目．