Question

8．向1L某FeBr₂溶液中，通入1.12L（标准状况下）的Cl₂，测得溶液中c（Br^-）=3c（Cl^-）=0.3mol/L．反应过程中溶液的体积变化忽略不计，则下列说法中正确的是（　　）

• A． 原溶液的浓度约为0.13mol/L
• B． 反应后溶液中c（Fe³⁺）=0.1mol/L
• C． 反应后溶液中c（Fe³⁺）=c（Fe²⁺）
• D． 原溶液中c（Br^-）=0.4mol/L

Answer 1

分析 还原性Fe²⁺＞Br^-，所以FeBr₂溶液中通入Cl₂，Cl₂先将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，Fe²⁺反应完毕，若Cl₂有剩余，剩余Cl₂再将Br^-氧化为Br₂，最后溶液中含有Br^-，说明Cl₂完全反应，转化为Cl^-；
1.12L（标况下）Cl₂的物质的量为0.05mol，根据氯元素守恒可知n（Cl^-）=0.1mol，则溶液中n（Br^-）=3n（Cl^-）=0.3mol；
若溶液中Br^-参加反应，令溶液中FeBr₂物质的量为xmol，则根据电子转移守恒，x+（2x-0.3）=0.1，解得x=$\frac{2}{15}$mol，$\frac{2}{15}$molFe²⁺的提供电子为$\frac{2}{15}$mol大于0.05molCl₂能够获得电子0.1mol，且（2x-0.3）＜0，不符合题意；
若溶液中Br^-未参加反应，则原溶液中的Fe²⁺物质的量为0.15mol，0.15molFe²⁺能够提供电子0.15mol，0.05molCl₂能够获得电子0.1mol，小于0.15molFe²⁺能够提供电子0.15mol，Fe²⁺有剩余，符合题意，所以原溶液含有FeBr₂0.15mol，根据电子转移守恒，被氧化的Fe²⁺为0.05mol×2=0.1mol，生成Fe³⁺为0.1mol，剩余Fe²⁺为0.15mol-0.1mol=0.05mol，结合选项具体解答．

解答 解：还原性Fe²⁺＞Br^-，所以FeBr₂溶液中通入Cl₂，Cl₂先将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，Fe²⁺反应完毕，若Cl₂有剩余，剩余Cl₂再将Br^-氧化为Br₂，最后溶液中含有Br^-，说明Cl₂完全反应，转化为Cl^-；
1.12L（标况下）Cl₂的物质的量为0.05mol，根据氯元素守恒可知n（Cl^-）=0.1mol，则溶液中n（Br^-）=3n（Cl^-）=0.3mol．
若溶液中Br^-参加反应，令溶液中FeBr₂物质的量为xmol，则根据电子转移守恒，x+（2x-0.3）=0.1，解得x=$\frac{2}{15}$mol，$\frac{2}{15}$molFe²⁺的提供电子为$\frac{2}{15}$mol大于0.05molCl₂能够获得电子0.1mol，且（2x-0.3）＜0，不符合题意．
若溶液中Br^-未参加反应，则原溶液中的Fe²⁺物质的量为0.15mol，0.15molFe²⁺能够提供电子0.15mol，0.05molCl₂能够获得电子0.1mol，小于0.15molFe²⁺能够提供电子0.15mol，Fe²⁺有剩余，符合题意，所以原溶液含有FeBr₂0.15mol，根据电子转移守恒，被氧化的Fe²⁺为0.05mol×2=0.1mol，生成Fe³⁺为0.1mol，剩余Fe²⁺为0.15mol-0.1mol=0.05mol．
A、由上述分析可知，原溶液含有FeBr₂0.15mol，所以原溶液的浓度为$\frac{0.15mol}{1L}$=0.15mol/L，故A错误；
B、由上述分析可知，反应后溶液中生成Fe³⁺为0.1mol，反应后溶液中c（Fe³⁺）=$\frac{0.1mol}{1L}$=0.1mol/L，故B正确；
C、由上述分析可知，反应后溶液中生成Fe³⁺为0.1mol，反应后溶液中c（Fe³⁺）=$\frac{0.1mol}{1L}$=0.1mol/L，剩余Fe²⁺为0.15mol-0.1mol=0.05mol，所以c（Fe²⁺）=$\frac{0.05mol}{1L}$=0.05mol/L，故C错误；
D、由上述分析可知，原溶液含有FeBr₂0.15mol，原溶液中c（Br^-）=$\frac{0.15mol×2}{1L}$=0.3mol/L，故D错误．
故选：B．

点评 本题考查氧化还原反应计算，难度较大，关键根据电子转移守恒及溶液中c（Br^-）=3c（Cl^-）关系判断原溶液中FeBr₂物质的量．