Question

5．某同学以反应2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂为原理，研究浓度对氧化还原性和平衡移动的影响．实验如图1：

（1）待实验I溶液颜色不再改变时，再进行实验II，目的是使实验I的反应达到化学平衡状态．
（2）iii是ii的对比试验，目的是排除有ii中溶液稀释对颜色变化的影响造成的影响．
（3）i和ii的颜色变化表明平衡逆向移动，Fe²⁺向Fe³⁺转化．用化学平衡移动原理解释原因：加入Ag⁺发生反应：Ag⁺+I^-=AgI↓，c（I^-）降低；或c（Fe²⁺）增大，平衡均逆向移动．
（4）根据氧化还原反应的规律，该同学推测i中Fe²⁺向Fe³⁺转化的原 因：外加Ag⁺使c（I^-）降低，导致I^-的还原性弱于Fe²⁺，用图2装置（a、b均为石墨电极）进行实验验证．
①K闭合时，指针向右偏转，b作正极．
②当指针归零（反应达到平衡）后，向U型管左管滴加0.01mol•L^-1 AgNO₃溶液，产生的现象证实了其推测，该现象是左管产生黄色沉淀，指针向左偏转．
（5）按照（4）的原理，该同学用右图装置进行实验，证实了ii中Fe²⁺向Fe³⁺转化的原因
①转化原因是Fe²⁺随浓度增大，还原性增强，使Fe²⁺还原性强于I^-．
②该实验与（4）实验对比，不同的操作是向U型管右管中滴加1mol•L^-1FeSO₄溶液．
（6）实验I中，还原性：I^-＞Fe²⁺；而实验II中，还原性：Fe²⁺＞I^-，将（3）和（4）、（5）作对比，得出的结论是该反应为可逆氧化还原反应，在平衡时，通过改变物质的浓度，可以改变物质的氧化、还原能力，并影响平衡移动方向．

Answer 1

分析 （1）待实验I溶液颜色不再改变时，再进行实验II，目的是使实验I的反应达到化学平衡状态；
（2）根据实验iii和实验ii的对比可以看出是为了排除有ii中水造成溶液中离子浓度改变的影响；
（3）i．加入AgNO₃，Ag⁺与I^-生成AgI黄色沉淀，I^-浓度降低，2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂平衡逆向移动； 
ii．加入FeSO₄，Fe²⁺浓度增大，平衡逆移；
①K闭合时，指针向右偏转，可知b极Fe³⁺得到电子，作正极；
②当指针归零（反应达到平衡）后，向U型管左管中滴加0.01mol/L AgNO₃溶液，若生成黄色沉淀，可知I^-浓度降低，2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂平衡逆向移动；
（5）①Fe²⁺浓度增大，还原性增强；
②与（4）实验对比，不同的操作是当指针归零（反应达到平衡）后，向U型管右管中滴加0.01mol/L FeSO₄溶液；
（6）将（3）和（4）、（5）作对比，可知氧化性、还原性与浓度有关．

解答 解：（1）待实验I溶液颜色不再改变时，再进行实验II，目的是使实验I的反应达到化学平衡状态，故答案为：化学平衡状态；
（2）根据实验iii和实验ii的对比可以看出是为了排除有ii中水造成溶液中离子浓度改变的影响，故答案为：溶液稀释对颜色变化的影响；
（3）i．加入AgNO₃，Ag⁺与I^-生成AgI黄色沉淀，I^-浓度降低，2Fe³⁺+2I^-2Fe²⁺+I₂平衡逆向移动，
ii．加入FeSO₄，Fe²⁺浓度增大，平衡逆移，
故答案为：加入Ag⁺发生反应：Ag⁺+I^-=AgI↓，c（I^-）降低；或c（Fe²⁺）增大，平衡均逆向移动；
（4）①K闭合时，指针向右偏转，b极为Fe³⁺得电子，作正极，故答案为：正；
②当指针归零（反应达到平衡）后，向U型管左管滴加0.01mol/L AgNO₃溶液，产生黄色沉淀，I^-离子浓度减小，2Fe³⁺+2I^-2Fe²⁺+I平衡左移，指针向左偏转，故答案为：左管产生黄色沉淀，指针向左偏转；
（5）①Fe²⁺向Fe³⁺转化的原因是Fe²⁺浓度增大，还原性增强，故答案为：Fe²⁺随浓度增大，还原性增强，使Fe²⁺还原性强于I^-；
②与（4）实验对比，不同的操作是当指针归零后，向U型管右管中滴加1mol/L FeSO₄溶液，故答案为：向U型管右管中滴加1mol•L^-1 FeSO₄溶液； 
（6）将（3）和（4）、（5）作对比，得出的结论是在其它条件不变时，物质的氧化性和还原性与浓度有关，浓度的改变可影响物质的氧化还原性，导致平衡移动，故答案为：该反应为可逆氧化还原反应，在平衡时，通过改变物质的浓度，可以改变物质的氧化、还原能力，并影响平衡移动方向．

点评 本题为2015年北京高考真题，侧重原电池、氧化还原反应及平衡移动的综合考查，把握平衡移动的影响因素及物质的性质为解答的关键，对分析与实验能力要求较高，题目难度较大．