Question

3．向含F(xiàn)e²⁺、I^-、Br^-的溶液中通入過量的氯氣，溶液中四種粒子的物質(zhì)的量變化如圖所示，已知b-a=5，線段Ⅳ表示一種含氧酸，且Ⅰ和Ⅳ表示的物質(zhì)中含有相同的元素．下列說法正確的是（　�。�

• A． 線段Ⅱ表示Br^-的變化情況
• B． 原溶液中n（FeBr₂）：n（FeI₂）=1：3
• C． 線段Ⅳ表示IO₃^-的變化情況
• D． 根據(jù)圖象無法計算a的值

Answer 1

分析 向僅含F(xiàn)e²⁺、I^-、Br^-的溶液中通入適量氯氣，還原性I^-＞Fe²⁺＞Br^-，首先發(fā)生反應(yīng)：2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-，I^-反應(yīng)完畢，再反應(yīng)反應(yīng)：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，F(xiàn)e²⁺反應(yīng)完畢，又發(fā)生反應(yīng)2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-，故線段I代表I^-的變化情況，線段Ⅱ代表Fe²⁺的變化情況，線段Ⅲ代表Br^-的變化情況；
由通入氯氣可知，根據(jù)反應(yīng)離子方程式可知溶液中n（I^-）=2n（Cl₂）=2mol，溶液中n（Fe²⁺）=2n（Cl₂）=2×（3mol-1mol）=4mol，F(xiàn)e²⁺反應(yīng)完畢，根據(jù)電荷守恒可知n（I^-）+n（Br^-）=2n（Fe²⁺），故n（Br^-）=2n（Fe²⁺）-n（I^-）=2×4mol-2mol=6mol，根據(jù)溴離子判斷溶液中n（FeBr₂），根據(jù)離子方程式計算溴離子反應(yīng)需要的氯氣的物質(zhì)的量，據(jù)此計算a的值；
線段IV表示一種含氧酸，且I和IV表示的物質(zhì)中含有相同的元素，該含氧酸中含有I元素，根據(jù)電子守恒計算出含氧酸中I的化合價，然后寫出其化學(xué)式．

解答 解：向僅含F(xiàn)e²⁺、I^-、Br^-的溶液中通入適量氯氣，還原性I^-＞Fe²⁺＞Br^-，首先發(fā)生反應(yīng)2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-，I^-反應(yīng)完畢，再反應(yīng)反應(yīng)2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，F(xiàn)e²⁺反應(yīng)完畢，最后發(fā)生反應(yīng)2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-，故線段I代表I^-的變化情況，線段Ⅱ代表Fe²⁺的變化情況，線段Ⅲ代表Br^-的變化情況；
由通入氯氣可知，根據(jù)反應(yīng)離子方程式可知溶液中n（I^-）=2n（Cl₂）=2mol，溶液中n（Fe²⁺）=2n（Cl₂）=2×（3mol-1mol）=4mol，F(xiàn)e²⁺反應(yīng)完畢，根據(jù)電荷守恒可知n（I^-）+n（Br^-）=2n（Fe²⁺），故n（Br^-）=2n（Fe²⁺）-n（I^-）=2×4mol-2mol=6mol，
A．根據(jù)分析可知，線段Ⅱ為亞鐵離子被氯氣氧化為鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，不是氧化溴離子，故A錯誤；
B．n（FeBr₂）：n（FeI₂）=n（Br^-）：n（I^-）=6mol：2mol=3：1，故B錯誤；
C．線段IV表示一種含氧酸，且I和IV表示的物質(zhì)中含有相同的元素，該元素為I元素，已知碘單質(zhì)的物質(zhì)的量為2mol，反應(yīng)消耗氯氣的物質(zhì)的量為5mol，根據(jù)電子守恒，則該含氧酸中碘元素的化合價為：$\frac{（1-0）×2×5mol}{2mol}$=+5價，則該含氧酸為HIO₃，即：線段Ⅳ表示IO₃^-的變化情況，故C正確；
D．由分析可知，溶液中n（Br^-）=2n（Fe²⁺）-n（I^-）=2×4mol-2mol=6mol，根據(jù)2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-可知，溴離子反應(yīng)需要氯氣的物質(zhì)的量為3mol，故a=3+3=6，故D錯誤；
故選C．

點評 本題考查氧化還原反應(yīng)計算、氧化還原反應(yīng)先后順序、氧化性和還原性強弱比較等知識，試題綜合性較強，難度較大，明確反應(yīng)過程及反應(yīng)原理為解題關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及邏輯推理能力．