Question

常温下，将FeCl₃溶液和KI溶液混合，发生如下反应：

2Fe³⁺+2I^—2Fe²⁺+I₂

某研究小组为了证明FeCl₃溶液和KI溶液的反应存在一定限度，设计了如下实验：取5 mL 0.1 mol·L^—1 KI溶液，滴加0.1 mol·L^—1 FeCl₃溶液5～6滴，充分反应后溶液呈黄褐色，加入2 mL CCl₄溶液，振荡后静置，取上层溶液，滴加KSCN试剂，观察实验现象。

已知：v(正)=k·c^m(I^—)·cⁿ(Fe³⁺)(k为常数)

根据以上信息回答下列问题：

（1）能够证明反应存在限度的现象是¹                               。加入四氯化碳的作用是                                                         。

（2）甲同学按上述步骤进行实验，结果并未观察到预期现象，推测可能原因是反应后溶液中Fe³⁺浓度过低。为此，甲又做了下列对比实验，实验结果记录如下：

氯化铁溶液用量	10滴	20滴	30滴	2 mL	3 mL	4 mL
萃取后上层溶液颜色	黄色	黄色	黄色	较深黄色	黄色略带红色	黄红色
加入KSCN溶液后颜色	不变红	不变红	略变红	偏血红色	血红色	血红色

分析实验记录，甲认为导致Fe³⁺浓度过低的原因是                              ；乙同学结合平衡移动的知识，认为还有一个原因是                                   。

（3）该反应的平衡常数表达式为                             。

（4）已知改变I^—、Fe³⁺的浓度，正反应速率对应数值如下表所示：

	c(I—)/mol·L—1	c(Fe3+)/mol·L—1	v/mol·L—1·s—1
①	0.20	0.80	0.032k
②	0.60	0.40	0.144k
③	0.80	0.20	0.128k

分析表中数据，I^—浓度对反应速率的影响²             Fe³⁺浓度对反应速率的影响（填“大于”、“小于”或“等于”），理由是(写出计算过程)                             

                                                                          。

（5）现将反应2Fe³⁺+2I^—2Fe²⁺+I₂设计成下图所示的原电池

①能说明反应达到平衡的标志是                     (填序号)。

a．电流计读数为零            b．电流计指针不再偏转且不为零

c．电流计指针偏转角度最大    d．甲烧杯中溶液颜色不再改变

②反应达平衡后，向甲中加入适量FeCl₂固体，此时             (填“甲"或“乙”)中石墨电极为负极，对应的电极反应方程式为                                      。

Answer 1

（1）上层溶液呈血红色(1分)；萃取碘单质，排除对后续实验颜色观察的干扰(1分)。

（2）加入氯化铁的量过少，导致铁离子浓度过小(1分)；用四氯化碳萃取碘，促进平衡正向移动，导致铁离子浓度过小(2分)。

（3）K=(2分)

（4）大于(1分)。

选用数据①③，得=或k·0.2^m·0.8ⁿ=0.032k；k·0.8^m·0.2ⁿ=0.128k(1分)，即4^m-n=4，则m>n或m=2，n=1(1分)，则I^—浓度对反应速率的影响大于Fe³⁺浓度。

（5）a、d(2分)；甲(1分)；2Fe²⁺—2e^—=2Fe³⁺或Fe²⁺—e^—=Fe³⁺(2分)。