21.(2010·石家庄质检(一))(6分)已知几种离子的还原能力强弱顺序为I->Fe2+>Br-。
(1)向含1 mol FeI2和2 mol FeBr2的溶液中通入3 mol Cl2后,溶液中各种离子的物质的量之比是________(不计H+和OH-)。
(2)向40 mL FeBr2溶液中通入0.672 L Cl2(标准状况),充分反应后测得溶液中Cl-和Br-的物质的量浓度相等,求原FeBr2溶液的物质的量浓度(要求写出简单的计算过程)。
解析:(1)根据题意知,离子的还原性顺序是I->Fe2+>Br-,故通入氯气时先氧化I-,然后氧化Fe2+,最后才氧化Br-,当通入3
mol Cl2后,先氧化全部I-、Fe2+,最后再氧化1
mol Br-,故溶液中除了H+、OH-外,剩余Br- 3 mol,生成Fe3+3
mol,生成Cl- 6 mol,故n(Fe3+)?n(Br-)?n(Cl-)=1?1?2。
(2)n(Cl2)=0.672 L÷22.4 L·mol-1=0.03 mol
所以n(Cl-)=0.03 mol×2=0.06 mol
n(Br-)=0.06 mol
由题意可推知,反应后溶液中的Fe2+全部转化为Fe3+
由电荷守恒得:n(Fe3+)=0.06 mol×2÷3=0.04 mol
根据铁元素守恒得:n(FeBr2)=n(Fe3+)
∴c(FeBr2)=0.04 mol÷0.04 L=1 mol·L-1。
答案:(1)n(Fe3+)?n(Br-)?n(Cl-)=1?1?2
(2)解:n(Cl2)=0.672 L÷22.4 L·mol-1=0.03
mol
所以n(Cl-)=0.03
mol×2=0.06
mol
n(Br-)=0.06
mol
由题意可推知,反应后溶液中的Fe2+全部转化为Fe3+
由电荷守恒得:n(Fe3+)=0.06
mol×2÷3=0.04
mol
根据铁元素守恒得:n(FeBr2)=n(Fe3+)
∴c(FeBr2)=0.04
mol÷0.04 L=1
mol·L-1。