Question

18．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（FeI₂）：n（FeBr₂）=3：1
• C． 根據圖象無法計算a的值
• D． 線段Ⅳ表示IO${\;}_{3}^{-}$的變化情況

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：2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-，I^-反應完畢，再反應反應：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，F(xiàn)e²⁺反應完畢，又發(fā)生反應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，根據反應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⁺反應完畢，根據電荷守恒可知n（I^-）+n（Br^-）=2n（Fe²⁺），故n（Br^-）=2n（Fe²⁺）-n（I^-）=2×4mol-2mol=6mol，根據溴離子判斷溶液中n（FeBr₂），根據離子方程式計算溴離子反應需要的氯氣的物質的量，據此計算a的值；
線段IV表示一種含氧酸，且I和IV表示的物質中含有相同的元素，該含氧酸中含有I元素，根據電子守恒計算出含氧酸中I的化合價，然后寫出其化學式．

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2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-，I^-反應完畢，再反應反應2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，F(xiàn)e²⁺反應完畢，最后發(fā)生反應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，根據反應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⁺反應完畢，根據電荷守恒可知n（I^-）+n（Br^-）=2n（Fe²⁺），故n（Br^-）=2n（Fe²⁺）-n（I^-）=2×4mol-2mol=6mol，
A．根據分析可知，線段Ⅱ為亞鐵離子被氯氣氧化為鐵離子，反應的離子方程式為：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^-，不是氧化溴離子，故A錯誤；
B．n（FeI₂）：n（FeBr₂）=n（I^-）：n（Br^-）=2mol：6mol=1：3，故B錯誤；
C．由分析可知，溶液中n（Br^-）=2n（Fe²⁺）-n（I^-）=2×4mol-2mol=6mol，根據2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-可知，溴離子反應需要氯氣的物質的量為3mol，故a=3+3=6，故C錯誤；
D．線段IV表示一種含氧酸，且I和IV表示的物質中含有相同的元素，該元素為I元素，已知碘單質的物質的量為2mol，反應消耗氯氣的物質的量為5mol，根據電子守恒，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D正確；
故選D．

點評 本題考查氧化還原反應計算、氧化還原反應先后順序、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，明確反應過程及反應原理為解題關鍵，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及邏輯推理能力．