Question

3．現有100mL混合溶液，其中含FeI₂、FeBr₂各0.1mol，向其中逐漸通入Cl₂（假定Cl₂分子只與溶質離子反應），已知：①一種氧化劑遇到多種還原劑時優先與還原性強的物質反應．②還原性：I^-＞Fe²⁺＞Br^-，回答下列問題：
（1）寫出依次發生的離子反應Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂、Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-、Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂．
（2）當溶液中3種離子恰好全部被氧化時，共消耗Cl₂的物質的量為0.3mol，此時溶液中的Fe³⁺物質的量濃度為2mol/L，Cl^-的物質的量濃度是6mol/L
（3）當溶液中的離子全部被氧化時，向該溶液中加入足量的NaOH溶液，得到的固體化學式是Fe（OH）₃，分此混合物的方法是過濾（填操作名稱）將分離出的固體經洗滌、干燥、灼燒至質量不再改變得到固體的質量是16g．

Answer 1

分析 （1）還原能力強弱順序為I^-＞Fe²⁺＞Br^-，則逐滴滴入氯水，則先后發生：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂、Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-、Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂；
（2）根據離子方程式計算；溶液最終生成FeCl₃，根據三價鐵離子的物質的量求出濃度，根據Cl守恒計算氯離子的濃度；
（3）FeCl₃溶液中加NaOH生成氫氧化鐵沉淀，過濾得到氫氧化鐵固體，將分離出的固體經洗滌、干燥、灼燒得到氧化鐵，根據鐵元素守恒計算氧化鐵的質量．

解答 解：（1）還原能力強弱順序為I^-＞Fe²⁺＞Br^-，氯氣先與還原性強的反應，則逐滴滴入氯水，發生：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂、Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-、Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂；
故答案為：Cl₂+2I^-=2Cl^-+I₂、Cl₂+2Fe²⁺=2Fe³⁺+2Cl^-、Cl₂+2Br^-=2Cl^-+Br₂；
（2）含FeI₂、FeBr₂各0.1mol，則I^-為0.2mol、Br^-為0.2mol、Fe²⁺為0.2mol，根據離子方程式可知消耗的氯氣為n（Cl₂）=0.3mol；溶液最終生成FeCl₃，則溶液中的Fe³⁺物質的量濃度為$\frac{0.2mol}{0.1L}$=2mol/L，根據根據Cl守恒計算氯離子的濃度c（Cl^-）=3c（Fe³⁺）=6mol/L；
故答案為：0.3mol；2mol/L；6mol/L；
（3）FeCl₃溶液中加NaOH生成氫氧化鐵沉淀，其反應方程式為：FeCl₃+3NaOH=3NaCl+Fe（OH）₃↓，分離固液混合物采用過濾操作，過濾得到氫氧化鐵固體，將分離出的固體經洗滌、干燥、灼燒得到氧化鐵，n（Fe₂O₃）=$\frac{1}{2}$n（Fe³⁺）=0.1mol，所以m（Fe₂O₃）=nM=0.1mol×160g/mol=16g；
故答案為：Fe（OH）₃；過濾；16．

點評 本題考查物質的性質以及方程式的計算，注意根據離子的還原性判斷反應的先后順序，為解答該題的關鍵，注意結合反應的離子方程式解答該題，難度中等．