题目内容
【题目】某研究性小组决定用实验探究的方法证明化学反应具有一定的限度。取5mL 0.1mol/L KI溶液于试管中,滴加0.1mol/L FeCl3溶液2mL,发生如下反应:2Fe3++2I-
2Fe2++I2。为证明该反应具有可逆性且具有限度,他们设计了如下实验:
①取少量反应液,滴加AgNO3溶液,发现有少量黄色沉淀(AgI),证明反应物没有反应完全;
②再取少量反应液,加入少量CCl4,振荡,发现CCl4层显浅紫色,证明萃取到I2,即有I2生成。综合①②的结论,他们得出该反应具有一定的可逆性,在一定条件下会达到反应限度。
(1)老师指出他们上述实验中①不合理,你认为是_____________________________;在不改变反应物用量的前提下,改进的方法是_____________________________________________。
(2)有人认为步骤②适合检验生成I2较多的情况下,还有一种简便方法可以灵敏地检验是否生成了I2,这种方法是______________________________。
(3)控制适合的条件,将反应2Fe3++2I-
2Fe2++I2,设计成如图所示的原电池。
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①反应开始时,乙中石墨电极上发生____________(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为_________________________。
②电流计读数为0时,反应达到平衡状态。此时在甲中加入FeCl2固体,发现电流计又发生偏转,则甲中的石墨作_______(填“正”或“负”)极,该电极的电极反应式为_________________________。
【答案】该反应中KI过量,故不能直接检验是否存在I-取少量反应液,滴加KSCN溶液,若溶液变红,则证明还有Fe3+未完全反应取少量反应液,滴加淀粉溶液,若溶液变蓝,则说明生成了I2氧化2I--2e-=I2负Fe2+-e-=Fe3+
【解析】
(1)根据实验①中KI溶液、FeCl3溶液的浓度和体积知,KI过量,不能直接检验I-判断反应具有可逆性。要证明反应有一定的限度,应检验反应后的溶液中是否含Fe3+。
(2)检验I2用淀粉溶液。
(3)①反应开始时,乙中石墨电极上I-发生氧化反应生成I2。
②在甲中加入FeCl2固体,平衡向逆反应方向移动,甲电极上Fe2+发生氧化反应生成Fe3+。
(1)实验①中n(KI)=0.1mol/L×0.005L=0.0005mol,n(FeCl3)=0.1mol/L×0.002L=0.0002mol,该反应中KI过量,不能直接检验是否含I-判断反应的可逆性,实验①不合理。在不改变反应物用量的前提下,要证明反应有一定的限度,应检验反应后的溶液中是否含Fe3+,改进的方法是:取少量反应液,滴加KSCN溶液,若溶液变红,则证明还有Fe3+未完全反应,证明反应具有可逆性。
(2)检验I2可用淀粉溶液,方法是:取少量反应液,滴加淀粉溶液,若溶液变蓝,则说明生成了I2。
(3)①反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+发生还原反应生成Fe2+,乙中石墨电极上I-发生氧化反应生成I2,电极反应式为2I--2e-=I2。
②在甲中加入FeCl2固体,Fe2+浓度增大,平衡向逆反应方向移动,甲中Fe2+发生氧化反应生成Fe3+,甲中的石墨作负极,该电极的电极反应式为:Fe2+-e-=Fe3+。