Question

【题目】已知FeCl3溶液与KI溶液的反应为可逆反应，某小组同学对该反应进行实验探究。

（1）甲同学首先进行了实验1。

实验 1	实验步骤	实验现象
	ⅰ. 取2 mL 1 mol·L-1 KI溶液， 滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液3滴（1滴约为0.05 mL，下同）。	ⅰ. 溶液呈棕黄色。
	ⅱ. 向其中滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液。	ⅱ. 溶液不显红色。

① 写出FeCl3溶液与KI溶液反应的离子方程式_______________________。

② 加入KSCN溶液的目的是_______________________________________。

③ 甲同学认为溶液不显红色的原因是反应体系中c（Fe3+）太低，改进实验方案，进行实验2。

实验2	实验步骤	实验现象
	ⅰ. 取2 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液， 滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液3滴。	ⅰ. 溶液呈棕黄色。
	ⅱ. 向其中滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液。	ⅱ. 溶液显红色。
	ⅲ. 继续加入2 mL CCl4，充分振荡、静置。	ⅲ. 液体分层，上层红色消失，变为棕黄色，下层呈紫红色。

本实验改用0.1 mol·L-1 KI溶液的目的是_________________________________________。

用化学平衡原理解释实验2中加入CCl4后上层溶液红色消失的原因________________。

（2）甲同学认为“用CCl4萃取后上层溶液仍为棕黄色”的原因是I2未被充分萃取，但乙同学查阅资料得到信息：I2、I3－在水中均呈棕黄色，两者有如下关系：I2＋I－I3－。于是提出假设：萃取后的溶液呈棕黄色的主要原因是存在I3－。

① 为验证假设，乙同学设计并完成了实验3。

实验3	实验步骤	实验现象
	ⅰ. 取1 mL实验2中棕黄色的上层清液，再加入2 mL CCl4， 振荡、静置。	ⅰ. 液体分层，上层呈黄色，下层呈紫红色。
	ⅱ. 取1 mL饱和碘水，加入2 mL CCl4， 振荡、静置。	ⅱ. 液体分层，上层为无色，下层呈紫红色。

实验3的结论是_________________________________。

② 甲同学依据乙同学的实验设计思路，选用实验2中的试剂，运用控制变量的方法设计了更加严谨的实验，证明了平衡I2＋I－ I3－的存在。

请你补充完整他设计的实验步骤：将实验2中下层紫红色溶液平均分成两份，分装于两支试管中，向试管1中加入1 mL水，振荡、静置；向试管2中_________________。两支试管中的现象分别为__________________________________。

Answer 1

【答案】2Fe3+＋2I- 2Fe2+＋I2 检验溶液中是否大量存在Fe3+ 提高平衡时溶液中的c（Fe3+） 加入CCl4后，I2被CCl4萃取，平衡2Fe3+＋2I—2Fe2+＋I2正向移动，或c（Fe3+）降低，平衡Fe3+＋3SCN—Fe（SCN）3逆向移动，或c[Fe（SCN）3]降低，所以红色消失 萃取后的溶液呈棕黄色的主要原因是存在I3－ 加入1 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液，振荡、静置 试管1中液体分层，上层为无色，下层呈紫红色，试管2中液体分层，上层呈黄色，下层呈紫红色（或紫红色变浅）

【解析】

试题（1）①根据FeCl3溶液与KI溶液的反应为可逆反应，化学方程式为 2FeCl3+2KI2KCl+2FeCl2+I2，离子方程式是2Fe3+ +2I-2Fe2+ +I2；②检验Fe3+常用的试剂是KSCN溶液，向溶液中滴入KSCN溶液，Fe3++3SCN-Fe（SCN）3，溶液变为血红色。所以，此处加入KSCN溶液的目的是检验溶液中是否大量存在Fe3+；③FeCl3溶液与KI溶液的反应为可逆反应，c(I-)降低，平衡向左移动，c(Fe3+)增大，进而验证甲同学的想法；在溶液中存在两个平衡：平衡1：2Fe3++ 2I- 2Fe2++I2， 平衡2：Fe3++ 3SCN- Fe(SCN)3，加入CCl4后，I2被CCl4萃取，c（I2）减小，平衡1向右移动，c(Fe3+)减小，平衡2向左移动，c[Fe(SCN)3]降低，红色消失；

（2）①由实验3可知，再向1 mL实验2中棕黄色的溶液中加2 mL CCl4，上层黄色溶质仍不能被萃取，同样的向1 mL饱和碘水中加入2 mL CCl4，却能够将碘水萃取为无色，证明萃取后的溶液呈棕黄色的主要原因是存在I3－，而不是I2；②要证明平衡I2＋I－I3－的存在，需把试管1作为参照，向试管2提供与实验2完全相同的KI溶液，所以加入的是1 mL0.1 mol·L-1KI溶液，试管1中液体分层，上层为无色，下层呈紫红色，试管2中液体分层，上层呈黄色，即生成了I3－，下层呈紫红色（或紫红色变浅）。