Question

（1）如下图所示，当容器A中的反应开始后，若分别进行下列操作，请回答有关问题：
①若弹簧夹C打开，B容器中有什么现象发生？
②若开始时弹簧夹C关闭，容器A中的反应还在进行时，B容器中有什么现象发生？写出B容器中有关反应的化学方程式．
③若先打开弹簧夹C一段时间，容器A中的反应还在进行时，再关闭弹簧夹C一会儿，B容器中有什么现象发生？
（2）已知：2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂，2Fe²⁺+Br₂═2Fe³⁺+2Br^-．
①含有1mol FeI₂和2mol FeBr₂的溶液中通入2mol Cl₂，此时被氧化的离子是

 

，被氧化的离子的物质的量分别是

 

．
②如果向原溶液中通入3mol Cl₂，则被氧化的离子是

 

，其对应的氧化产物的物质的量分别是

 

．
③若向含a mol FeI₂和b mol FeBr₂的溶液中通入c mol Cl₂，当I^-、Fe²⁺、Br^-完全被氧化时，c为

 

（用含a、b的代数式表示）．

Answer 1

分析：（1）①打开C后铁与稀硫酸反应生成的氢气会加入装置B；
②关闭C后，A中压强增大，A中的硫酸亚铁溶液进入B，反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁与氧气反应生成红褐色的氢氧化铁，据此进行解答；
③打开C后铁与硫酸反应生成氢气，关闭C后A中压强增大，硫酸亚铁溶液进入B，反应生成氢氧化亚铁白色沉淀；
（2）根据方程式知，还原性强弱顺序是：I^-＞Fe²⁺＞Br^-，向溶液中通入氯气，氯气先和碘离子反应，然后再和亚铁离子反应，最后再和溴离子反应，据此碘化亚铁、溴化亚铁的物质的量及氯气的物质的量进行分析、计算即可．

解答：解：（1）①打开C，A中Fe与稀H₂SO₄反应生成H₂，A中压强增大，气体通过导管进入B，B中有气泡冒出，
答：若弹簧夹C打开，容器B中的导管口有气泡冒出；
②若开始关闭C，A中反应生成H₂，压强增大，A中溶液由导管进入B，B中Fe²⁺与OH^-反应生成Fe（OH）₂白色沉淀，Fe（OH）₂与B中O₂反应生成红褐色沉淀Fe（OH）₃，反应的化学方程式为：2NaOH+FeSO₄═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，
故答案为：容器A中溶液进入容器B，容器B中有白色沉淀生成，沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色；2NaOH+FeSO₄═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃；
③若先打开C，H₂进入B，驱出B中O₂，再关闭C，A中Fe²⁺进入B，只能生成Fe（OH）₂，
答：B容器中现象为：开始时容器B中的导管口有气泡冒出，弹簧夹关闭后容器A中溶液进入容器B，有白色沉淀生成；
（2）①向含有1mol FeI₂和2mol FeBr₂的溶液中通入2mol Cl₂，先发生反应2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-，2mol碘离子完全反应需要氯气1mol，然后发生反应Cl₂+2Fe ²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺，1mol氯气反应需要亚铁离子的物质的量是2mol，溶液中含有3mol亚铁离子，参加反应的亚铁离子的物质的量是2mol，所以溶液中还剩余亚铁离子1mol，所以被氧化的离子是2molI^-、2molFe ²⁺，
故答案为：I^-、Fe ²⁺；2mol、2mol；
②向含有1mol FeI₂和2mol FeBr₂的溶液中通入3mol Cl₂，先发生反应2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-，2mol碘离子完全反应需要氯气1mol，然后发生反应Cl₂+2Fe ²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺，溶液中含有3mol亚铁离子，亚铁离子完全被氧化，则需要氯气的物质的量是1.5mol，最后发生2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-，溴离子的物质的量是3mol，则需要氯气的物质的量是1.5mol，实际上还有0.5mol氯气，则被氧化的溴离子的物质的量是1mol，所以溶液中还剩下0.5mol溴离子，则被氧化的离子及物质的量为：2molI^-、3molFe²⁺、1molBr^-，对应的氧化产物分别是1molI₂、3molFe ³⁺、0.5molBr₂，
故答案为：I^-、Fe²⁺、Br^-；1mol、3mol、0.5mol；
③a mol FeI₂和b mol FeBr₂的溶液中总共含有（a+b）molFe²⁺、2amolI^-、2bBr^-，根据反应方程式：2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-、Cl₂+2Fe ²⁺=2Cl^-+2Fe³⁺、2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-可知，消耗的氯气的物质的量为：

1

2

×（a+b+2a+2b）mol=

3a+3b

2

mol，
故答案为：

3a+3b

2

．

点评：本题考查了氧化还原反应的有关计算，根据离子还原性强弱顺序、氧化还原反应中得失电子相等来分析解答，易错题是（2）②，注意氧化产物中含有被氧化离子的数目．