Question

向含Fe²⁺、I^-、Br^-的溶液中通入过量的氯气．溶液中四种粒子的物质的量变化如图所示．已知b-a=5；线段IV表示一种含氧酸，且I和IV表示的物质中含有相同的元素．
（1）写出线段Ⅱ发生的离子方程式：

 

；
（2）原溶液中n（FeI₂）：n（FeBr₂）=

 

；a=

 

；
（3）线段Ⅳ表示的含氧酸的化学式为

 

．

Answer 1

考点：离子方程式的有关计算

专题：常规题型

分析：向仅含Fe²⁺、I^-、Br^-的溶液中通入适量氯气，还原性I^-＞Fe²⁺＞Br^-，首先发生反应：2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-，I^-反应完毕，再反应反应：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，Fe²⁺反应完毕，又发生反应2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-，故线段I代表I^-的变化情况，线段Ⅱ代表Fe²⁺的变化情况，线段Ⅲ代表Br^-的变化情况；
由通入氯气可知，根据反应离子方程式可知溶液中n（I^-）=2n（Cl₂）=2mol，溶液中n（Fe²⁺）=2n（Cl₂）=2×（3mol-1mol）=4mol，Fe²⁺反应完毕，根据电荷守恒可知n（I^-）+n（Br^-）=2n（Fe²⁺），故n（Br^-）=2n（Fe²⁺）-n（I^-）=2×4mol-2mol=6mol，根据溴离子判断溶液中n（FeBr₂），根据离子方程式计算溴离子反应需要的氯气的物质的量，据此计算a的值；
线段IV表示一种含氧酸，且I和IV表示的物质中含有相同的元素，该含氧酸中含有I元素，根据电子守恒计算出含氧酸中I的化合价，然后写出其化学式．

解答： 解：向仅含Fe²⁺、I^-、Br^-的溶液中通入适量氯气，还原性I^-＞Fe²⁺＞Br^-，首先发生反应2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-，I^-反应完毕，再反应反应2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，Fe²⁺反应完毕，最后发生反应2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-，故线段I代表I^-的变化情况，线段Ⅱ代表Fe²⁺的变化情况，线段Ⅲ代表Br^-的变化情况；
由通入氯气可知，根据反应离子方程式可知溶液中n（I^-）=2n（Cl₂）=2mol，溶液中n（Fe²⁺）=2n（Cl₂）=2×（3mol-1mol）=4mol，Fe²⁺反应完毕，根据电荷守恒可知n（I^-）+n（Br^-）=2n（Fe²⁺），故n（Br^-）=2n（Fe²⁺）-n（I^-）=2×4mol-2mol=6mol，
（1）根据分析可知，线段Ⅱ为亚铁离子被氯气氧化为铁离子，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，故答案为：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-；
（2）n（FeI₂）：n（FeBr₂）=n（I^-）：n（Br^-）=2mol：6mol=1：3；
由分析可知，溶液中n（Br^-）=2n（Fe²⁺）-n（I^-）=2×4mol-2mol=6mol，根据2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-可知，溴离子反应需要氯气的物质的量为3mol，故a=3+3=6，
故答案为：1：3；6；
（3）线段IV表示一种含氧酸，且I和IV表示的物质中含有相同的元素，该元素为I元素，已知碘单质的物质的量为2mol，反应消耗氯气的物质的量为5mol，根据电子守恒，则该含氧酸中碘元素的化合价为：

(1-0)×2×5mol

2mol

=+5价，则该含氧酸为HIO₃，
故答案为：HIO₃．

点评：本题考查氧化还原反应计算、氧化还原反应先后顺序、氧化性和还原性强弱比较等知识，试题综合性较强，难度较大，明确反应过程及反应原理为解题关键．