Question

2．某實驗小組向100mL FeI₂溶液中逐漸通入Cl₂，會依次發生如下反應：
①Cl₂+2I^-═2Cl^-+I₂
②Cl₂+2Fe²⁺═2Cl^-+2Fe³⁺
③5Cl₂+I₂+6H₂O═10Cl^-+2IO₃^-+12H⁺
其中Fe³⁺，I₂的物質的量隨n（Cl₂）的變化如圖所示．
請回答下列問題：
（1）當n（Cl₂）=0.13mol時，不考慮水的電離及金屬離子的水解，分析溶液中所含金屬陽離子，以及其物質的量0.04molFe²⁺，0.06molFe³⁺（寫出必要的計算過程，否則不得分）．
（2）當溶液中n（Cl^-）：n（IO₃^-）=10：1時，通入的Cl₂在標準狀況下的體積為6.72L（寫出必要的計算過程，否則不得分）

Answer 1

分析 （1）根據圖象，結合反應Cl₂+FeI₂=FeCl₂+I₂ 知，當通入0.1molCl₂時碘離子完全被氧化生成碘單質，碘化亞鐵的物質的量是0.1mol，結合方程式計算生成的；
（2）當溶液中n（Cl^-）：n（IO₃^-）=10：1時，Fe²⁺全部被氧化為Fe³⁺，由（1）可知碘化亞鐵的物質的量是0.1mol，設碘酸根的物質的量是x，則氯離子的物質的量是10x，根據氧化還原反應中得失電子數相等計算x，再根據原子守恒計算出消耗的氯氣．

解答 解：（1）根據圖象，結合反應Cl₂+FeI₂=FeCl₂+I₂ 知，當通入0.1molCl₂時碘離子完全被氧化生成碘單質，碘化亞鐵的物質的量是0.1mol，
剩余的0.03molCl₂與Fe²⁺反應生成Fe³⁺，由Cl₂+2Fe²⁺═2Cl^-+2Fe³⁺可知0.03molCl₂消耗0.06molFe²⁺，生成0.06molFe³⁺，則溶液中剩余0.04molFe²⁺，
故答案為：0.04molFe²⁺，0.06molFe³⁺；
（2）當溶液中n（Cl^-）：n（IO₃^-）=10：1時，碘離子轉化為碘酸根離子時，Fe²⁺全部被氧化為Fe³⁺，由（1）可知碘化亞鐵的物質的量是0.1mol，
設碘酸根的物質的量是x，則氯離子的物質的量是10x，根據氧化還原反應中得失電子數相等得x×6+（0.2-x）×1+0.1×1=10x×1，x=0.06，所以溶液中碘酸根的物質的量是0.06mol，氯離子的物質的量是0.6mol，根據Cl₂～2Cl^-知，氯氣的物質的量是0.3mol，氯氣的體積=0.3mol×22.4L/mol=6.72L，
故答案為：6.72．

點評 本題考查了氧化還原反應、有關化學方程式的計算，題目難度中等，側重于考查學生的計算能力和分析能力，注意原子守恒和電子守恒在計算中的應用．