Question

5．已知：2Fe+3Br₂=2FeBr₃，Fe²⁺的还原性大于Br^-．现有16.8g铁和0.3mol Br₂反应后加入水得到澄清溶液后，通入a mol Cl₂．
（1）当a=0.15时，发生反应的离子方程式为2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-
（2）当a=0.45时，发生反应的离子方程式为2Fe²⁺+4Br^-+3Cl₂═2Fe³⁺+2Br₂+6Cl^-
（3）若溶液中Br^-有一半被氧化时，c（Br^-）：c（Cl^-）：c（Fe³⁺）=1：2：1．

Answer 1

分析 n（Fe）=$\frac{16.8g}{56g/mol}$=0.3mol，n（Br₂）=0.3mol，由反应2Fe+3Br₂═2FeBr₃可知，反应后Fe过量，在溶液中进一步发生Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺，则反应后溶液中存在0.3molFe²⁺和0.6molBr^-，结合Fe²⁺的还原性大于Br^-解答该题．

解答 解：（1）当a=0.15时，氯气不足，因Fe²⁺的还原性大于Br^-，只发生2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，故答案为：2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-；
（2）当a=0.45时，首先发生2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，此时Fe²⁺完全反应，消耗0.15molCl₂，剩余0.3molCl₂，进一步发生2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-，又知Br^-为0.6mol，则二者恰好反应，所以总方程式为2Fe²⁺+4Br^-+3Cl₂═2Fe³⁺+2Br₂+6Cl^-，故答案为：2Fe²⁺+4Br^-+3Cl₂═2Fe³⁺+2Br₂+6Cl^-；
（3）若溶液中Br^-有一半被氧化时，首先发生2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，此时Fe²⁺完全反应，消耗0.15molCl₂，又知Br^-为0.6mol，Br^-有一半被氧化，则反应0.3mol，由方程式2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-，可知消耗0.15molCl₂，则共消耗0.3mol氯气，则c（Br^-）：c（Cl^-）：c（Fe³⁺）=0.3mol：0.6mol：0.3mol=1：2：1，
故答案为：1：2：1．

点评 本题考查氧化还原反应中氧化性和还原性强弱的知识，综合性较强，题目难度较大，解答本题时注意根据离子的还原性强弱判断反应的先后顺序和各离子的物质的量，为解答该题的关键，也是易错点，答题时注意体会．