Question

常溫下，將FeCl₃溶液和KI溶液混合，發(fā)生如下反應(yīng)：
2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂
某研究小組為了證明FeCl₃溶液和KI溶液的反應(yīng)存在一定限度，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：取5mL 0.1mol?L^-1 KI溶液，滴加0.1mol?L^-1 FeCl₃溶液5～6滴，充分反應(yīng)后溶液呈黃褐色，加入2mL CCl₄溶液，振蕩后靜置，取上層溶液，滴加KSCN試劑，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．
已知：v（正）=k?c^m（I^-）?cⁿ（Fe³⁺）（k為常數(shù)）
根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題：
（1）能夠證明反應(yīng)存在限度的現(xiàn)象是

 

．加入四氯化碳的作用是

 

．
（2）甲同學(xué)按上述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果并未觀察到預(yù)期現(xiàn)象，推測(cè)可能原因是反應(yīng)后溶液中Fe³⁺濃度過(guò)低．為此，甲又做了下列對(duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下：

氯化鐵溶液用量	10滴	20滴	30滴	2mL	3mL	4mL
萃取后上層溶液顏色	黃色	黃色	黃色	較深黃色	黃色略帶紅色	黃紅色
加入KSCN溶液后顏色	不變紅	不變紅	略變紅	偏血紅色	血紅色	血紅色

分析實(shí)驗(yàn)記錄，甲認(rèn)為導(dǎo)致Fe³⁺濃度過(guò)低的原因是

 

；乙同學(xué)結(jié)合平衡移動(dòng)的知識(shí)，認(rèn)為還有一個(gè)原因是

 

．
（3）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為

 

．
（4）已知改變I^-、Fe³⁺的濃度，正反應(yīng)速率對(duì)應(yīng)數(shù)值如下表所示：

	c（I-）/mol?L-1	c（Fe3+）/mol?L-1	v/mol?L-1?s-1
①	0.20	0.80	0.032k
②	0.60	0.40	0.144k
③	0.80	0.20	0.128k

分析表中數(shù)據(jù)，I^-濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響

 

Fe³⁺濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響（填“大于”、“小于”或“等于”），理由是（寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）

 

．
（5）現(xiàn)將反應(yīng)2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂設(shè)計(jì)成如圖所示的原電池
①能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是

 

（填序號(hào)）．
a．電流計(jì)讀數(shù)為零            b．電流計(jì)指針不再偏轉(zhuǎn)且不為零
c．電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度最大    d．甲燒杯中溶液顏色不再改變
②反應(yīng)達(dá)平衡后，向甲中加入適量FeCl₂固體，此時(shí)

 

（填“甲“或“乙”）中石墨電極為負(fù)極，對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)方程式為

 

．

Answer 1

分析：（1）KSCN溶液是檢驗(yàn)Fe³⁺的試劑，通過(guò)三價(jià)鐵離子是否剩余來(lái)判斷KI溶液和FeCl₃溶液反應(yīng)的限度；加入四氯化碳的作用是 萃取碘單質(zhì)，排除對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)顏色觀察的干擾；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄分析，加入氯化鐵的量過(guò)少，導(dǎo)致鐵離子濃度過(guò)�。� 用四氯化碳萃取碘，促進(jìn)平衡正向移動(dòng)，導(dǎo)致鐵離子濃度過(guò)�。�
（3）根據(jù)反應(yīng)的方程式可寫(xiě)出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式；
（4）選用表中數(shù)據(jù)①③，列式k?0.2^m?0.8ⁿ=0.032k；k?0.8^m?0.2ⁿ=0.128k，計(jì)算得m＞n或m=2，n=1，則I^-濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響大于Fe³⁺濃度；
（5）反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，沒(méi)有電子發(fā)生轉(zhuǎn)移；
（2）反應(yīng)達(dá)到平衡后，向甲中加入適量FeCl₂固體，F(xiàn)e²⁺濃度增大，平衡逆向移動(dòng)，則Fe²⁺失去電子生成Fe³⁺．

解答：解：（1）可以用KSCN溶液，來(lái)檢驗(yàn)三價(jià)鐵是否剩余，若果溶液顯紅色，說(shuō)明三價(jià)鐵剩余，KI溶液和FeCl₃溶液反應(yīng)不徹底，反之則進(jìn)行徹底；因?yàn)榈馑�有顏色，加入四氯化碳的作用�?萃取碘單質(zhì)，排除對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)顏色觀察的干擾，故答案為：上層溶液呈血紅色；萃取碘單質(zhì)，排除對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)顏色觀察的干擾；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄分析，導(dǎo)致Fe³⁺濃度過(guò)低的原因是加入氯化鐵的量過(guò)少，導(dǎo)致鐵離子濃度過(guò)小；乙同學(xué)結(jié)合平衡移動(dòng)的知識(shí)，認(rèn)為還有一個(gè)原因是 用四氯化碳萃取碘，促進(jìn)平衡正向移動(dòng)，導(dǎo)致鐵離子濃度過(guò)�。�故答案為：加入氯化鐵的量過(guò)少，導(dǎo)致鐵離子濃度過(guò)�。挥盟穆然�碳萃取碘，促進(jìn)平衡正向移動(dòng)，導(dǎo)致鐵離子濃度過(guò)��；
（3）根據(jù)反應(yīng)的方程式可寫(xiě)出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為

c2(Fe2+)?c(I2)

c2(Fe3+)?c2(I-)

，故答案為：

c2(Fe2+)?c(I2)

c2(Fe3+)?c2(I-)

；
（4）選用表中數(shù)據(jù)①③，得k?0.2^m?0.8ⁿ=0.032k；k?0.8^m?0.2ⁿ=0.128k，即4^m-n=4，則m＞n或m=2，n=1，則I^-濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響大于Fe³⁺濃度．故答案為：大于，選用數(shù)據(jù)①③，得或k?0.2^m?0.8ⁿ=0.032k；k?0.8^m?0.2ⁿ=0.128k，即4^m-n=4，則m＞n或m=2，n=1，則I^-濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響大于Fe³⁺濃度；
（5）①a、當(dāng)電流計(jì)為零時(shí)，說(shuō)明沒(méi)有電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，則反應(yīng)達(dá)到平衡，故a正確； b．電流計(jì)指針不再偏轉(zhuǎn)且不為零，說(shuō)明反應(yīng)勻速進(jìn)行，未達(dá)平衡，故b錯(cuò)誤；
c．電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)角度最大，說(shuō)明反應(yīng)正在進(jìn)行，未達(dá)平衡，速率達(dá)最大值，故c錯(cuò)誤；    d．甲燒杯中溶液顏色不再改變，說(shuō)明各物質(zhì)濃度不在改變，已達(dá)平衡，故d正確；故選a、d；
②反應(yīng)達(dá)到平衡后，向甲中加入適量FeCl₂固體，F(xiàn)e²⁺濃度增大，平衡逆向移動(dòng)，則Fe²⁺失去電子生成Fe³⁺，發(fā)生2Fe²⁺-2e^-=2Fe³⁺，甲為負(fù)極，
故答案為：甲；2Fe²⁺-2e^-=2Fe³⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡、電解質(zhì)和原電池知識(shí)等，為高考常見(jiàn)題型和考點(diǎn)，題目難度中等．