Question

18．為探討化學(xué)平衡移動(dòng)原理與氧化還原反應(yīng)規(guī)律的聯(lián)系，某同學(xué)通過改變濃度研究“2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂”反應(yīng)中Fe³⁺和Fe²⁺的相互轉(zhuǎn)化．實(shí)驗(yàn)如圖1所示：

（1）待實(shí)驗(yàn)Ⅰ溶液顏色不再改變時(shí)，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Ⅱ目的是使實(shí)驗(yàn)Ⅰ的反應(yīng)到達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)．
（2）ⅲ是ⅱ的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，目的是排除ⅱ中溶液稀釋對(duì)顏色的變化造成的影響．
（3）ⅰ和ⅱ的顏色變化表明平衡逆向移動(dòng)，F(xiàn)e²⁺向Fe³⁺轉(zhuǎn)化．用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋原因：Ag⁺與I^-生成AgI黃色沉淀，I^-濃度降低，2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂平衡逆向移動(dòng)．
（4）根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，該同學(xué)推測(cè)I中Fe²⁺向Fe³⁺轉(zhuǎn)化的原因：外加Ag⁺使c（I^-）降低，導(dǎo)致I^-的還原性弱于Fe²⁺．用圖2裝置（a、b均為石墨電極）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證．
①K閉合時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn)，b作正極．
②當(dāng)指針歸零（反應(yīng)達(dá)到平衡）后，向U型管左管中滴加0.01mol/L AgNO₃溶液．產(chǎn)生的現(xiàn)象證實(shí)了其推測(cè)．該現(xiàn)象是左管出現(xiàn)黃色沉淀，指針向左偏轉(zhuǎn)．
（5）按照（4）的原理，該同學(xué)用圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了ⅱ中Fe²⁺向Fe³⁺轉(zhuǎn)化的原因．
①轉(zhuǎn)化的原因是Fe²⁺濃度增大，還原性增強(qiáng)，使Fe²⁺還原性強(qiáng)于I^-．
②與（4）實(shí)驗(yàn)對(duì)比，不同的操作是向U型管右管中滴加0.01mol/LFeSO₄溶液．
（6）實(shí)驗(yàn)Ⅰ中，還原性：I^-＞Fe²；而實(shí)驗(yàn)Ⅱ中，還原性Fe^2-＞I^-．將（3）和（4）、（5）作對(duì)比，得出的結(jié)論是該反應(yīng)為可逆的氧化還原反應(yīng)，在平衡時(shí)，通過改變物質(zhì)的濃度，可以改變物質(zhì)的氧化、還原能力，并影響平衡移動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）待實(shí)驗(yàn)I溶液顏色不再改變時(shí)，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)II，目的是使實(shí)驗(yàn)I的反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)iii和實(shí)驗(yàn)ii的對(duì)比可以看出是為了排除有ii中水造成溶液中離子濃度改變的影響；
（3）i．加入AgNO₃，Ag⁺與I^-生成AgI黃色沉淀，I^-濃度降低，2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂平衡逆向移動(dòng)； 
ii．加入FeSO₄，F(xiàn)e²⁺濃度增大，平衡逆移；
①K閉合時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn)，可知b極Fe³⁺得到電子，作正極；
②當(dāng)指針歸零（反應(yīng)達(dá)到平衡）后，向U型管左管中滴加0.01mol/L AgNO₃溶液，若生成黃色沉淀，可知I^-濃度降低，2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂平衡逆向移動(dòng)；
（5）①Fe²⁺濃度增大，還原性增強(qiáng)；
②與（4）實(shí)驗(yàn)對(duì)比，不同的操作是當(dāng)指針歸零（反應(yīng)達(dá)到平衡）后，向U型管右管中滴加0.01mol/L FeSO₄溶液；
（6）將（3）和（4）、（5）作對(duì)比，可知氧化性、還原性與濃度有關(guān)．

解答 解：（1）待實(shí)驗(yàn)I溶液顏色不再改變時(shí)，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)II，目的是使實(shí)驗(yàn)I的反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，否則干擾平衡移動(dòng)的判斷，故答案為：化學(xué)平衡狀態(tài)；
（2）由實(shí)驗(yàn)iii和實(shí)驗(yàn)ii的對(duì)比可知，對(duì)比實(shí)驗(yàn)的目的是為了排除有ii中水造成溶液中離子濃度改變的影響，故答案為：溶液稀釋對(duì)顏色的變化；
（3）i．加入AgNO₃，Ag⁺與I^-生成AgI黃色沉淀，I^-濃度降低，2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂平衡逆向移動(dòng)，可知Fe²⁺向Fe³⁺轉(zhuǎn)化，故答案為：Ag⁺與I^-生成AgI黃色沉淀，I^-濃度降低，2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂平衡逆向移動(dòng)； 
ii．加入FeSO₄，F(xiàn)e²⁺濃度增大，平衡逆移；
①K閉合時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn)，右側(cè)為正極，可知b極Fe³⁺得到電子，則b作正極，故答案為：正；
②當(dāng)指針歸零（反應(yīng)達(dá)到平衡）后，向U型管左管中滴加0.01mol/L AgNO₃溶液，若生成黃色沉淀，I^-濃度降低，2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂平衡逆向移動(dòng)，指針向左偏轉(zhuǎn)，也可證明推測(cè)Fe²⁺向Fe³⁺轉(zhuǎn)化，故答案為：左管出現(xiàn)黃色沉淀，指針向左偏轉(zhuǎn)；
（5）①轉(zhuǎn)化的原因?yàn)镕e²⁺濃度增大，還原性增強(qiáng)，使Fe²⁺還原性強(qiáng)于I^-，
故答案為：Fe²⁺濃度增大，還原性增強(qiáng)，使Fe²⁺還原性強(qiáng)于I^-；
②與（4）實(shí)驗(yàn)對(duì)比，不同的操作是當(dāng)指針歸零（反應(yīng)達(dá)到平衡）后，向U型管右管中滴加0.01mol/L FeSO₄溶液，F(xiàn)e²⁺向Fe³⁺轉(zhuǎn)化，
故答案為：向U型管右管中滴加0.01mol/L FeSO₄溶液；
（6）將（3）和（4）、（5）作對(duì)比，得出的結(jié)論是該反應(yīng)為可逆的氧化還原反應(yīng)，在平衡時(shí)，通過改變物質(zhì)的濃度，可以改變物質(zhì)的氧化、還原能力，并影響平衡移動(dòng)，
故答案為：該反應(yīng)為可逆的氧化還原反應(yīng)，在平衡時(shí)，通過改變物質(zhì)的濃度，可以改變物質(zhì)的氧化、還原能力，并影響平衡移動(dòng)．

點(diǎn)評(píng) 本題為2015年北京高考真題，側(cè)重原電池、氧化還原反應(yīng)及平衡移動(dòng)的綜合考查，把握平衡移動(dòng)的影響因素及物質(zhì)的性質(zhì)為解答的關(guān)鍵，對(duì)分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ�求較高，題目難度較大．