Question

3．现有100mL混合溶液，其中含FeI₂、FeBr₂各0.1mol，向其中逐渐通入Cl₂（假定Cl₂分子只与溶质离子反应），已知：①一种氧化剂遇到多种还原剂时优先与还原性强的物质反应．②还原性：I^-＞Fe²⁺＞Br^-，回答下列问题：
（1）写出依次发生的离子反应Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂、Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-、Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂．
（2）当溶液中3种离子恰好全部被氧化时，共消耗Cl₂的物质的量为0.3mol，此时溶液中的Fe³⁺物质的量浓度为2mol/L，Cl^-的物质的量浓度是6mol/L
（3）当溶液中的离子全部被氧化时，向该溶液中加入足量的NaOH溶液，得到的固体化学式是Fe（OH）₃，分此混合物的方法是过滤（填操作名称）将分离出的固体经洗涤、干燥、灼烧至质量不再改变得到固体的质量是16g．

Answer 1

分析 （1）还原能力强弱顺序为I^-＞Fe²⁺＞Br^-，则逐滴滴入氯水，则先后发生：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂、Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-、Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂；
（2）根据离子方程式计算；溶液最终生成FeCl₃，根据三价铁离子的物质的量求出浓度，根据Cl守恒计算氯离子的浓度；
（3）FeCl₃溶液中加NaOH生成氢氧化铁沉淀，过滤得到氢氧化铁固体，将分离出的固体经洗涤、干燥、灼烧得到氧化铁，根据铁元素守恒计算氧化铁的质量．

解答 解：（1）还原能力强弱顺序为I^-＞Fe²⁺＞Br^-，氯气先与还原性强的反应，则逐滴滴入氯水，发生：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂、Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-、Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂；
故答案为：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂、Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-、Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂；
（2）含FeI₂、FeBr₂各0.1mol，则I^-为0.2mol、Br^-为0.2mol、Fe²⁺为0.2mol，根据离子方程式可知消耗的氯气为n（Cl₂）=0.3mol；溶液最终生成FeCl₃，则溶液中的Fe³⁺物质的量浓度为$\frac{0.2mol}{0.1L}$=2mol/L，根据根据Cl守恒计算氯离子的浓度c（Cl^-）=3c（Fe³⁺）=6mol/L；
故答案为：0.3mol；2mol/L；6mol/L；
（3）FeCl₃溶液中加NaOH生成氢氧化铁沉淀，其反应方程式为：FeCl₃+3NaOH=3NaCl+Fe（OH）₃↓，分离固液混合物采用过滤操作，过滤得到氢氧化铁固体，将分离出的固体经洗涤、干燥、灼烧得到氧化铁，n（Fe₂O₃）=$\frac{1}{2}$n（Fe³⁺）=0.1mol，所以m（Fe₂O₃）=nM=0.1mol×160g/mol=16g；
故答案为：Fe（OH）₃；过滤；16．

点评 本题考查物质的性质以及方程式的计算，注意根据离子的还原性判断反应的先后顺序，为解答该题的关键，注意结合反应的离子方程式解答该题，难度中等．