Question

往含有0.1molBr^-与0.1mol I^-的FeBr₂和FeI₂的溶液中，持续缓慢通入Cl₂至恰好完全反应，作出通入气体体积与溶液中离子数目的图象（已知各物质的氧化性强弱：ClO₃^-＞BrO₃^-＞Cl₂＞IO₃^-＞Br₂＞Fe³⁺＞I₂，（Cl₂与H₂O的反映可忽略不计）．

Answer 1

考点：氧化性、还原性强弱的比较,离子方程式的有关计算

专题：计算题

分析：根据题中各物质的氧化性强弱可以得出还原性大小为：I^-＞Fe²⁺＞Br^-＞I₂，通入氯气的过程中，还原性强的优先反应，反应反应的先后顺序及离子方程式分别为：①2I^-+C1₂═I₂+2Cl^-，②2Fe²⁺+C1₂═2Fe³⁺+2Cl^-，③2Br^-+C1₂═Br₂+2Cl^-，④I₂+6H₂O+5C1₂=2IO₃^-+12H⁺+10Cl^-，然后根据题中数据分别计算出每个阶段先后的氯气及生成的离子，然后根据计算结果画出图象即可．

解答： 解：根据氧化性强弱：ClO₃^-＞BrO₃^-＞Cl₂＞IO₃^-＞Br₂＞Fe³⁺＞I₂可知，粒子的还原性强弱为：I^-＞Fe²⁺＞Br^-＞I₂，通入氯气的过程中，还原性越强优先被氧化，所以被氧化的离子的先后顺序及对应的反应为：①2I^-+C1₂═I₂+2Cl^-，②2Fe²⁺+C1₂═2Fe³⁺+2Cl^-，③2Br^-+C1₂═Br₂+2Cl^-，④I₂+6H₂O+5C1₂=2IO₃^-+12H⁺+10Cl^-，
0.1molBr^-与0.1mol I^-的FeBr₂和FeI₂的溶液中，含有亚铁离子的物质的量为：n（Fe²⁺）=

1

2

n（Br^-）+

1

2

n（I^-）=0.05mol+0.05mol=0.1mol，即：原溶液中含有离子的物质的量为：0.1mol+0.1mol+0.1mol=0.3mol，
①通入氯气后，先发生反应：2I^-+C1₂═I₂+2Cl^-，反应前后离子的物质的量不变，0.1mol碘离子被氧化成0.05mol碘单质，需要消耗0.05mol氯气，标况下氯气的体积为：22.4L/mol×0.05mol=1.12L；
②继续通入氯气，亚铁离子开始被氧化，2Fe²⁺+C1₂═2Fe³⁺+2Cl^-，0.1mol亚铁离子完全反应消耗0.05mol氯气，此时增加的离子为氯离子，物质的量为0.1mol，亚铁离子完全反应后溶液中的总物质的量为：0.3+0.1mol=0.4mol，消耗的氯气总体积为2.24L；
③亚铁离子反应完毕，0.1mol溴离子开始被氯气氧化，根据反应2Br^-+C1₂═Br₂+2Cl^-，0.1mol溴离子完全反应消耗0.05mol氯气，反应过程中离子的总物质的量不变，溴离子完全反应后溶液中离子总量为：0.4mol，消耗标况下氯气的体积为：2.24L+1.12L=3.36L；
④最后碘单质别氯气氧化，根据反应I₂+6H₂O+5C1₂=2IO₃^-+12H⁺+10Cl^-可知，0.05mol碘单质完全反应需要消耗氯气的物质的量为：0.05mol×5=0.25mol氯气，标况下0.25mol氯气的体积为：22.4L/mol×0.25mol=5.6L；增加的离子是碘单质物质的量为（2+12+10）=24倍，即碘单质完全反应后溶液中离子增加了：0.05mol×24=1.2mol，溶液中离子的总物质的量为：1.2mol+0.4mol=1.6mol，最后消耗的氯气的总体积为：3.36L+5.6L=8.96L，
根据以上分析可以作出下图：

故答案为：

点评：本题考查了氧化还原反应的综合应用，题目难度较大，注意掌握氧化还原反应中氧化性、还原性强弱大小的判断及应用方法，正确判断发生反应的先后顺序为解答本题的关键．