Question

【題目】某小組同學(xué)對(duì)FeCl3與KI的反應(yīng)進(jìn)行探究。

（初步探究）室溫下進(jìn)行下表所列實(shí)驗(yàn)。

序號(hào)	操作	現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)Ⅰ	取5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液，滴加0.1 mol·L-1FeCl3溶液5～6滴(混合溶液pH=5)	溶液變?yōu)樽攸S色
實(shí)驗(yàn)Ⅱ	取2 mL實(shí)驗(yàn)Ⅰ反應(yīng)后的溶液，滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液	溶液呈紅色

（1）證明實(shí)驗(yàn)Ⅰ中有I2生成，加入的試劑為 __________。

（2）寫出實(shí)驗(yàn)Ⅰ反應(yīng)的離子方程式：_________________。

（3）結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以證明Fe3+與I-發(fā)生可逆反應(yīng)，原因是_____________________。

（深入探究）20 min后繼續(xù)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)Ⅰ溶液棕黃色變深；實(shí)驗(yàn)Ⅱ溶液紅色變淺。

（4）已知在酸性較強(qiáng)的條件下，I-可被空氣氧化為I2，故甲同學(xué)提出假設(shè)：該反應(yīng)條件下空氣將I-氧化為I2，使實(shí)驗(yàn)Ⅰ中溶液棕黃色變深。甲同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：________，20 min內(nèi)溶液不變藍(lán)，證明該假設(shè)不成立，導(dǎo)致溶液不變藍(lán)的因素可能是_____________(寫出兩條)。

（5）乙同學(xué)查閱資料可知：FeCl3與KI的反應(yīng)體系中還存在I- + I2I3-，I3-呈棕褐色。依據(jù)資料從平衡移動(dòng)原理解釋實(shí)驗(yàn)Ⅱ中20 min后溶液紅色變淺的原因：____________。

（6）丙同學(xué)針對(duì)20 min后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象繼續(xù)提出假設(shè)：FeCl3與KI的反應(yīng)、I-與I2的反應(yīng)達(dá)到平衡需要一段時(shí)間，有可能20 min之前并未達(dá)到平衡。為驗(yàn)證該假設(shè)，丙同學(xué)用4支試管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到了顏色由淺到深的四個(gè)紅色溶液體系，具體實(shí)驗(yàn)方案為__________________。

Answer 1

【答案】淀粉溶液或CCl4 2Fe3++2I-2Fe2++I2 實(shí)驗(yàn)Ⅱ通過(guò)檢驗(yàn)KI過(guò)量(或Fe3+不足量)的情況下仍有Fe3+剩余，說(shuō)明正反應(yīng)不能進(jìn)行到底 向試管中加入5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液和2滴淀粉溶液，加酸調(diào)至pH=5 c(I-)低、c(H+)低 由于I-+I2I3-，使c(I2)減小，2Fe3++2I-2Fe2++I2 正向移動(dòng)，c(Fe3+)減小，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3逆向移動(dòng)，紅色變淺 向1支試管中加入2 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液，再滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液2～3滴，滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液，之后每間隔5 min，另取1支試管重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，觀察4支試管中溶液顏色的變化

【解析】

(1)根據(jù)碘單質(zhì)的特征反應(yīng)回答；

(2)結(jié)合Fe3+與I-生成碘單質(zhì)，書寫并配平氧化還原反應(yīng)方程式；

(3)根據(jù)鐵離子與KSCN溶液的顯色反應(yīng)解釋；

(4)已知在酸性較強(qiáng)的條件下，I-可被空氣氧化為I2，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)可以在酸性弱的條件下觀察反應(yīng)現(xiàn)象分析判斷，導(dǎo)致溶液不變藍(lán)的因素可能是離子濃度低的原因；

(5)根據(jù)I-+I2I3-、2Fe3++2I-2Fe2++I2，Fe3+3SCN-Fe(SCN)3，結(jié)合平衡移動(dòng)的原理分析解答；

(6)根據(jù)FeCl3與KI的反應(yīng)、I-與I2的反應(yīng)達(dá)到平衡需要一段時(shí)間，有可能20min之前并未達(dá)到平衡，為驗(yàn)證該假設(shè)，可以用4支試管分四次做實(shí)驗(yàn)，得到顏色由淺到深的四個(gè)紅色溶液體系。

(1)取5mL0.1molL-1KI溶液，滴加0.1molL-1FeCl3溶液5～6滴(混合溶液pH=5)，溶液變?yōu)樽攸S色，證明實(shí)驗(yàn)Ⅰ中有I2生成，檢驗(yàn)碘單質(zhì)可以選用淀粉溶液，溶液變藍(lán)色說(shuō)明生成了碘單質(zhì)，故答案為：淀粉溶液；

(2)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中Fe3+與I-發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘單質(zhì)和亞鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe3++2I-2Fe2++I2，故答案為：2Fe3++2I-=I2+2Fe2+；

(3)實(shí)驗(yàn)Ⅱ取2mL實(shí)驗(yàn)Ⅰ反應(yīng)后的溶液，滴加2滴0.1molL-1KSCN溶液，溶液變紅色，說(shuō)明KI過(guò)量的前提下仍含鐵離子，說(shuō)明反應(yīng)不能進(jìn)行徹底，證明反應(yīng)為可逆反應(yīng)，故答案為：實(shí)驗(yàn)Ⅰ中KI過(guò)量的前提下反應(yīng)后仍含鐵離子，說(shuō)明反應(yīng)不能進(jìn)行徹底，證明反應(yīng)為可逆反應(yīng)；

(4)已知在酸性較強(qiáng)的條件下，I-可被空氣氧化為I2，故甲同學(xué)提出假設(shè)：該反應(yīng)條件下空氣將I-氧化為I2，使實(shí)驗(yàn)Ⅰ中溶液棕黃色變深。甲同學(xué)可以設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：向試管中加入5mL0.1molKI溶液和2滴淀粉溶液，加酸調(diào)至pH=5，20min內(nèi)溶液不變藍(lán)，證明該假設(shè)不成立；導(dǎo)致溶液不變藍(lán)的因素可能是I-濃度低、H+濃度低，故答案為：向試管中加入5mL0.1molKI溶液和2滴淀粉溶液，加酸調(diào)至pH=5；c(I-)低、c(H+)低；

(5)實(shí)驗(yàn)Ⅱ中20min后溶液紅色變淺的原因：由于存在化學(xué)平衡I-+I2I3-，碘離子過(guò)量，則碘單質(zhì)濃度減小為主要因素，使得2Fe3++2I-2Fe2++I2平衡正向進(jìn)行，鐵離子濃度減小，導(dǎo)致Fe3+3SCN-Fe(SCN)3平衡逆向進(jìn)行，溶液紅色變淺，故答案為：由于存在化學(xué)平衡I-+I2I3-，使c(I2)減小，2Fe3++2I-2Fe2++I2平衡正向進(jìn)行，c(Fe3+)減小，Fe3+3SCN-Fe(SCN)3平衡逆向進(jìn)行，溶液紅色變淺；

(6)丙同學(xué)針對(duì)20min后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象繼續(xù)提出假設(shè)：FeCl3與KI的反應(yīng)、I-與I2的反應(yīng)達(dá)到平衡需要一段時(shí)間，有可能20min之前并未達(dá)到平衡。為驗(yàn)證該假設(shè)，丙同學(xué)用4支試管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到了顏色由淺到深的四個(gè)紅色溶液體系，具體實(shí)驗(yàn)方案為：向1支試管中加入2mL0.1mol/LKI溶液，再滴入0.1mol/L的FeCl3溶液2-3滴，滴加2滴KSCN溶液，之后每間隔5min另取1支試管重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，觀察4支試管中溶液顏色變化，故答案為：向1支試管中加入2mL0.1mol/LKI溶液，再滴入0.1mol/L的FeCl3溶液2-3滴，滴加2滴KSCN溶液，之后每間隔5min另取1支試管重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，觀察4支試管中溶液顏色變化。