Question

3．現有下列3個氧化還原反應：
①2FeCl₃+2KI═2FeCl₂+2KCl+I₂；
②2FeCl₂+Cl₂═2FeCl₃； 
③2KMnO₄+16HCl═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O
據此回答：
（1）雙線橋法分析反應③電子轉移的方向和數目；
（2）若某溶液中有　Fe²⁺、I^-和Cl^-共存，要除去I^-而不影響其他離子的存在，可加入上述反應中的試劑是FeCl₃．加入該試劑充分反應后，接下來的操作是萃取分液，才能徹底除去I^-．
（3）強酸性溶液中，將MnO₄^-、Fe²⁺、Fe³⁺、I^-四種離子的溶液混在一起充分反應后，①若溶液中有I^-剩余，則溶液中還有Fe²⁺，一定無MnO₄^-、Fe³⁺，上述離子的混合液，MnO₄^-與Fe²⁺能否反應，若能，請寫出MnO₄^-與Fe²⁺反應的離子方程式MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，若不能，此空不必作答．②若溶液中Fe³⁺有剩余，則溶液中還可能有MnO₄^-或Fe²⁺，一定無I^-．

Answer 1

分析 （1）反應2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O中Mn元素的化合價降低，Cl元素的化合價升高，反應中轉移10 個電子；
（2）氧化性由強至弱的順序為：MnO₄^-＞Cl₂＞Fe³⁺＞I₂，還原性由強至弱的順序為：I^-＞Fe²⁺＞Cl^-＞Mn²⁺，要氧化除去I^-而不影響Fe²⁺和Cl^-，結合物質的氧化性分析；單質碘易溶于有機溶劑，可以用有機溶劑萃取；
（2）①若溶液中有I^-剩余，則溶液中一定沒有氧化性大于碘的離子，可能存在亞鐵離子；Mn元素的化合價由+7價降低為+2價，Fe元素的化合價由+2價升高為+3價，由電子守恒、電荷守恒、原子守恒解答；
②若溶液中Fe³⁺有剩余，則溶液中一定不存在還原性離子，可能存在．

解答 解（1）反應2KMnO₄+16HCl（濃）═2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O中Mn元素的化合價降低，Cl元素的化合價升高，反應中轉移10 個電子，則該反應電子轉移的方向和數目如下所示：
；
故答案為：；
（2）氧化性由強至弱的順序為：MnO₄^-＞Cl₂＞Fe³⁺＞I₂，還原性由強至弱的順序為：I^-＞Fe²⁺＞Cl^-＞Mn²⁺，要氧化除去I^-而不影響Fe²⁺和Cl^-，應該選擇氧化性大于I₂，但是又不能氧化亞鐵離子，所以選用FeCl₃；單質碘易溶于有機溶劑，可以用有機溶劑萃取，所以要加四氯化碳或苯等有機溶劑萃取分液；
故答案為：FeCl₃；萃取分液；
（3）①若溶液中有I^-剩余，則溶液中一定沒有氧化性大于碘的離子，所以一定不存在MnO₄^-、Fe³⁺，亞鐵離子和碘離子不反應，所以可能存在Fe²⁺；Mn元素的化合價由+7價降低為+2價，Fe元素的化合價由+2價升高為+3價，由電子守恒、電荷守恒、原子守恒可知，離子反應為MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
故答案為：Fe²⁺；MnO₄^-、Fe³⁺；MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O；
②若溶液中Fe³⁺有剩余，則溶液中一定不存在還原性離子I^-，可能存在MnO₄^-或Fe²⁺，
故答案為：MnO₄^-或Fe²⁺；I^-．

點評 本題考查氧化還原反應、離子反應，把握反應中元素的化合價變化及守恒法應用為解答的關鍵，側重氧化還原反應配平及基本概念的考查，題目難度不大．