Question

18．在含有n mol FeI₂的溶液中，通入氯氣，有x molCl₂發(fā)生反應(yīng)．
（1）當(dāng)x≤$\frac{n}{2}$時(shí)，反應(yīng)的離子方程式為2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-．
（2）當(dāng)反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+4I^-+3Cl₂═2Fe³⁺+I₂+6Cl^-時(shí)，x與n的關(guān)系是：x≥1.5n．
（3）當(dāng)Fe²⁺和I^-同時(shí)被氧化時(shí)，x與n的關(guān)系是x＞n．
（4）當(dāng)x=1.25n時(shí)，反應(yīng)后氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量為1.5nmol．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)得失電子守恒，當(dāng)x=n時(shí)碘離子恰好完全被氧化，生成碘單質(zhì)，而x≤$\frac{n}{2}$時(shí)，碘離子只有極少部分被氧化；
（2）向FeI₂溶液中通入氯氣，氯氣先和碘離子發(fā)生置換反應(yīng)，然后再和亞鐵離子發(fā)生反應(yīng)，根據(jù)氯氣和FeI₂反應(yīng)的離子方程式確定x與n的關(guān)系；
（2）n molFeI₂的溶液中通入Cl₂，有x molCl₂發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)x≤n時(shí)，氯氣只能氧化碘離子；
（3）氯氣先和碘離子發(fā)生置換反應(yīng)，然后再和亞鐵離子發(fā)生反應(yīng)，所以當(dāng)Fe²⁺和I^-兩種離子^-同時(shí)被氧化時(shí)，x＞n；
（4）當(dāng)x=n時(shí)，只能氧化碘離子，根據(jù)2I^-+Cl₂=2Cl^-+I₂方程式計(jì)算可解．

解答 解：向FeI₂溶液中通入氯氣，氯氣先和碘離子發(fā)生置換反應(yīng)2I^-+Cl₂=2Cl^-+I₂，然后再和亞鐵離子發(fā)生反應(yīng)2Fe²⁺+Cl₂=Fe³⁺+2Cl^-；所以在含有n molFeI₂的溶液中通入Cl₂，有x molCl₂發(fā)生反應(yīng)，
當(dāng)$\frac{x}{n}$≥$\frac{3}{2}$時(shí)，碘離子、二價(jià)鐵離子全部被氧化；$\frac{x}{n}$≤1時(shí)，只能氧化碘離子；1＜$\frac{x}{n}$＜$\frac{3}{2}$時(shí)，既氧化全部碘離子，又氧化部分二價(jià)鐵離子．
（1）根據(jù)得失電子守恒，當(dāng)x=n時(shí)碘離子恰好完全被氧化，生成碘單質(zhì)，而x≤$\frac{n}{2}$時(shí)，碘離子只有極少部分被氧化，所以反應(yīng)的離子方程式為：2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-，故答案為：2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-；
（2）當(dāng)反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+4I^-+3Cl₂=2Fe³⁺+2I₂+6Cl^-時(shí)，由方程式可知：當(dāng)參加反應(yīng)的FeI₂為2mol時(shí)，通入的氯氣為3mol，此時(shí)碘離子、二價(jià)鐵離子全部被氧化，氯氣可以過量，所以，在含有n molFeI₂的溶液中通入x molCl₂，x與n的關(guān)系為$\frac{x}{n}$≥$\frac{3}{2}$，即x≥1.5n，
故答案為：x≥1.5n；
（3）當(dāng)Fe²⁺和I^-兩種離子^-同時(shí)被氧化時(shí)，反應(yīng)中先氧化全部碘離子，然后剩余的氯氣再氧化二價(jià)鐵離子，x＞n，
故答案為：x＞n；
（4）x=1.25n時(shí)，2nmol的I^-全部被氧化，0.25×2mol的Fe²⁺被氧化，所以氧化產(chǎn)物為nmolI₂和0.5mol的Fe³⁺，所以氧化產(chǎn)物一共1.5nmol，故答案為：1.5nmol．

點(diǎn)評(píng) 本題以氯氣和碘化亞鐵的反應(yīng)為載體考查了氧化還原反應(yīng)，明確溶液中離子反應(yīng)的先后順序是解本題的關(guān)鍵，采用極值討論法來分析解答較簡便，題目難度中等．