Question

2．某实验小组向100mL FeI₂溶液中逐渐通入Cl₂，会依次发生如下反应：
①Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂
②Cl₂+2Fe²⁺═2Cl^-+2Fe³⁺
③5Cl₂+I₂+6H₂O═10Cl^-+2IO₃^-+12H⁺
其中Fe³⁺，I₂的物质的量随n（Cl₂）的变化如图所示．
请回答下列问题：
（1）当n（Cl₂）=0.13mol时，不考虑水的电离及金属离子的水解，分析溶液中所含金属阳离子，以及其物质的量0.04molFe²⁺，0.06molFe³⁺（写出必要的计算过程，否则不得分）．
（2）当溶液中n（Cl^-）：n（IO₃^-）=10：1时，通入的Cl₂在标准状况下的体积为6.72L（写出必要的计算过程，否则不得分）

Answer 1

分析 （1）根据图象，结合反应Cl₂+FeI₂=FeCl₂+I₂ 知，当通入0.1molCl₂时碘离子完全被氧化生成碘单质，碘化亚铁的物质的量是0.1mol，结合方程式计算生成的；
（2）当溶液中n（Cl^-）：n（IO₃^-）=10：1时，Fe²⁺全部被氧化为Fe³⁺，由（1）可知碘化亚铁的物质的量是0.1mol，设碘酸根的物质的量是x，则氯离子的物质的量是10x，根据氧化还原反应中得失电子数相等计算x，再根据原子守恒计算出消耗的氯气．

解答 解：（1）根据图象，结合反应Cl₂+FeI₂=FeCl₂+I₂ 知，当通入0.1molCl₂时碘离子完全被氧化生成碘单质，碘化亚铁的物质的量是0.1mol，
剩余的0.03molCl₂与Fe²⁺反应生成Fe³⁺，由Cl₂+2Fe²⁺═2Cl^-+2Fe³⁺可知0.03molCl₂消耗0.06molFe²⁺，生成0.06molFe³⁺，则溶液中剩余0.04molFe²⁺，
故答案为：0.04molFe²⁺，0.06molFe³⁺；
（2）当溶液中n（Cl^-）：n（IO₃^-）=10：1时，碘离子转化为碘酸根离子时，Fe²⁺全部被氧化为Fe³⁺，由（1）可知碘化亚铁的物质的量是0.1mol，
设碘酸根的物质的量是x，则氯离子的物质的量是10x，根据氧化还原反应中得失电子数相等得x×6+（0.2-x）×1+0.1×1=10x×1，x=0.06，所以溶液中碘酸根的物质的量是0.06mol，氯离子的物质的量是0.6mol，根据Cl₂～2Cl^-知，氯气的物质的量是0.3mol，氯气的体积=0.3mol×22.4L/mol=6.72L，
故答案为：6.72．

点评 本题考查了氧化还原反应、有关化学方程式的计算，题目难度中等，侧重于考查学生的计算能力和分析能力，注意原子守恒和电子守恒在计算中的应用．