Question

13．（1）检验食盐中是否加碘，可利用如下反应：
1KIO₃+5KI+3H₂SO₄═3K₂SO₄+3I₂+3H₂O
①将上述氧化还原反应的化学方程式配平．
②该反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：5．
③如果反应中转移0.2mol电子，则生成I₂的物质的量为0.12mol．
（2）在弱酸性条件下，向FeSO₄溶液中加入KMnO₄溶液可得到一种有特殊颜色的难溶性碱及一种难溶性氧化物，写出相应离子方程式：3Fe²⁺+7H₂O+MnO₄^-═MnO₂+3Fe（OH）₃↓+5H⁺
（3）向FeI₂、FeBr₂的混合溶液中通入适量氯气，溶液中某些离子的物质的量变化如图所示．（已知氧化性：Br₂＞Fe³⁺＞I₂）
①原混合液中n（FeBr₂）=3mol；
②原溶液中：n（Fe²⁺）：n（I^-）：n（Br^-）=2：1：3．
③a值等于6．
④当通入2mol Cl₂时，溶液中已发生的离子反应可表示为：2Fe²⁺+2I^-+2Cl₂═I₂+2Fe³⁺+4Cl^-．

Answer 1

分析 （1）①该反应中I元素化合价由+5价、-1价变为0价，根据转移电子守恒、原子守恒配平方程式；
②得电子化合价降低的反应物是氧化剂、失电子化合价升高的反应物是还原剂，根据方程式判断氧化剂和还原剂的物质的量之比；
③生成3molI₂转移5mol电子，转移0.2mol电子生成n（I₂）=$\frac{0.2mol}{5}×3$；
（2）酸性条件下，亚铁离子和高锰酸根离子反应生成二氧化锰、氢氧化铁和氢离子；
（3）FeI₂、FeBr₂的混合溶液中通入适量氯气，根据还原性强弱知，离子反应先后顺序是I^-、Fe²⁺、Br^-，根据图及离子反应先后顺序知，I的反应为2I^-+Cl₂=2Cl^-+I₂、II的反应为2Fe²⁺+Cl₂=2Cl^-+2Fe³⁺、III的反应为2Br^-+Cl₂=2Cl^-+Br₂，
I^-完全反应需要1molCl₂，根据2 I^-+Cl₂=2Cl^-+I₂知1mol氯气需要2molI^-，根据I原子守恒得n（FeI₂）=$\frac{1}{2}$n（ I^-）=$\frac{1}{2}$×2mol=1mol，FeI₂中n（Fe²⁺）=n（FeI₂）=1mol；
根据II中2Fe²⁺+Cl₂=2Cl^-+2Fe³⁺知，2mol氯气氧化亚铁离子需要4mol亚铁离子，则n（FeBr₂）=4mol-1mol=3mol，则n（Br^-）=2n（FeBr₂）=2×3mol=6mol，根据2Br^-+Cl₂=2Cl^-+Br₂知，Br^-离子完全反应需要3mol氯气．

解答 解：（1）①该反应中I元素化合价由+5价、-1价变为0价，转移电子数为5，根据转移电子守恒、原子守恒配平方程式为KIO₃+5KI+3H₂SO₄═3K₂SO₄+3I₂+3H₂O，
故答案为：1；5；3；3；3；3；
②得电子化合价降低的反应物是氧化剂、失电子化合价升高的反应物是还原剂，所以碘酸钾是氧化剂、KI是还原剂，根据方程式KIO₃+5KI+3H₂SO₄═3K₂SO₄+3I₂+3H₂O知，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：5，
故答案为：1：5；
③生成3molI₂转移5mol电子，转移0.2mol电子生成n（I₂）=$\frac{0.2mol}{5}×3$=0.12mol，故答案为：0.12 mol；
（2）酸性条件下，亚铁离子和高锰酸根离子反应生成二氧化锰、氢氧化铁和氢离子，离子方程式为3Fe²⁺+7H₂O+MnO₄^-═MnO₂+3Fe（OH）₃↓+5H⁺，
故答案为：3Fe²⁺+7H₂O+MnO₄^-═MnO₂+3Fe（OH）₃↓+5H⁺；
（3）FeI₂、FeBr₂的混合溶液中通入适量氯气，根据还原性强弱知，离子反应先后顺序是I^-、Fe²⁺、Br^-，根据图及离子反应先后顺序知，I的反应为2I^-+Cl₂=2Cl^-+I₂、II的反应为2Fe²⁺+Cl₂=2Cl^-+2Fe³⁺、III的反应为2Br^-+Cl₂=2Cl^-+Br₂，
I^-完全反应需要1molCl₂，根据2 I^-+Cl₂=2Cl^-+I₂知1mol氯气需要2molI^-，根据I原子守恒得n（FeI₂）=$\frac{1}{2}$n（ I^-）=$\frac{1}{2}$×2mol=1mol，FeI₂中n（Fe²⁺）=n（FeI₂）=1mol；
根据II中2Fe²⁺+Cl₂=2Cl^-+2Fe³⁺知，2mol氯气氧化亚铁离子需要4mol亚铁离子，则n（FeBr₂）=4mol-1mol=3mol，则n（Br^-）=2n（FeBr₂）=2×3mol=6mol，根据2Br^-+Cl₂=2Cl^-+Br₂知，Br^-完全反应需要3mol氯气．
①通过以上分析知，n（FeBr₂）=3mol，故答案为：3；
②根据以上分析知，n（Fe²⁺）：n（I^-）：n（Br^-）=4mol：2mol：6mol=2：1：3，故答案为：2：1：3；
③溴离子完全反应需要3mol氯气，则a=3+3=6，故答案为：6；
④当通入2mol Cl₂时，有1mo氯气和碘离子反应，有1mol氯气和亚铁离子反应，所以离子方程式为2Fe²⁺+2I^-+2Cl₂═I₂+2 Fe³⁺+4Cl^-，
故答案为：2Fe²⁺+2I^-+2Cl₂═I₂+2 Fe³⁺+4Cl^-．

点评 本题考查氧化还原反应有关计算、氧化还原反应方程式的配平等知识点，为高频考点，明确离子反应先后顺序是解本题关键，注意图中每一阶段发生的反应，为易错点．