Question

5．某同學(xué)以反應(yīng)2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂為原理，研究濃度對(duì)氧化還原性和平衡移動(dòng)的影響．實(shí)驗(yàn)如圖1：

（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）iii是ii的對(duì)比試驗(yàn)，目的是排除有ii中溶液稀釋對(duì)顏色變化的影響造成的影響．
（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：加入Ag⁺發(fā)生反應(yīng)：Ag⁺+I^-=AgI↓，c（I^-）降低；或c（Fe²⁺）增大，平衡均逆向移動(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型管左管滴加0.01mol•L^-1 AgNO₃溶液，產(chǎn)生的現(xiàn)象證實(shí)了其推測(cè)，該現(xiàn)象是左管產(chǎn)生黃色沉淀，指針向左偏轉(zhuǎn)．
（5）按照（4）的原理，該同學(xué)用右圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了ii中Fe²⁺向Fe³⁺轉(zhuǎn)化的原因
①轉(zhuǎn)化原因是Fe²⁺隨濃度增大，還原性增強(qiáng)，使Fe²⁺還原性強(qiáng)于I^-．
②該實(shí)驗(yàn)與（4）實(shí)驗(yàn)對(duì)比，不同的操作是向U型管右管中滴加1mol•L^-1FeSO₄溶液．
（6）實(shí)驗(yàn)I中，還原性：I^-＞Fe²⁺；而實(shí)驗(yàn)II中，還原性：Fe²⁺＞I^-，將（3）和（4）、（5）作對(duì)比，得出的結(jié)論是該反應(yīng)為可逆氧化還原反應(yīng)，在平衡時(shí)，通過(guò)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)方向．

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)，故答案為：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，故答案為：溶液稀釋對(duì)顏色變化的影響；
（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，
故答案為：加入Ag⁺發(fā)生反應(yīng)：Ag⁺+I^-=AgI↓，c（I^-）降低；或c（Fe²⁺）增大，平衡均逆向移動(dòng)；
（4）①K閉合時(shí)，指針向右偏轉(zhuǎn)，b極為Fe³⁺得電子，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型管左管滴加0.01mol/L AgNO₃溶液，產(chǎn)生黃色沉淀，I^-離子濃度減小，2Fe³⁺+2I^-2Fe²⁺+I平衡左移，指針向左偏轉(zhuǎn)，故答案為：左管產(chǎn)生黃色沉淀，指針向左偏轉(zhuǎn)；
（5）①Fe²⁺向Fe³⁺轉(zhuǎn)化的原因是Fe²⁺濃度增大，還原性增強(qiáng)，故答案為：Fe²⁺隨濃度增大，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)指針歸零后，向U型管右管中滴加1mol/L FeSO₄溶液，故答案為：向U型管右管中滴加1mol•L^-1 FeSO₄溶液； 
（6）將（3）和（4）、（5）作對(duì)比，得出的結(jié)論是在其它條件不變時(shí)，物質(zhì)的氧化性和還原性與濃度有關(guān)，濃度的改變可影響物質(zhì)的氧化還原性，導(dǎo)致平衡移動(dòng)，故答案為：該反應(yīng)為可逆氧化還原反應(yīng)，在平衡時(shí)，通過(guò)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)方向．

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．