此时,被氧化的是Br-,故n(Br-)=(2c-3a-b)mol。
⑵依据题中条件知:
n(Fe2+)=(a+b)mol,n(I-)=2amol。
当氧化I-、Fe2+时,共消耗Cl2的物质的量为:
(3a+b)/2mol;当氧化Br-时,消耗Cl2的物质的量为:
2[c-(3a+b)/2]mol, 即为(2c-3a-b)mol 。
答:
(略)
例5.将铜、铁、锌3种金属粉未以等质量混合,取其混合物Wg加入FeCl3和盐酸的混合溶液中,充分反应后。
试回答:
⑴若无固体粉未剩余,则溶液中的阳离子一定有____________,可能有_____________。
⑵若剩余固体粉未为1/3Wg,则溶液中的阳离子一定有___________,可能还有__________,一定没有____________。
⑶若剩余固体粉未为3/4Wg,则在溶液中的阳离子一定有___________,一定没有___________。
分析与解答:
根据题意知,Cu、Fe、Zn3种金属加入到FeCl3和盐酸的混合溶液后,其中Cu、Fe、Zn都能与FeCl3溶液反应,而Cu不能与盐酸反应。
涉及的离子反应方程式为:
Zn+2H+=Zn2++H2↑、Fe+2H+=Fe2++H2↑、Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+、Fe+2Fe3+=3Fe2+、Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+,若金属过量,还会有如下反应发生:
Zn+Cu2+=Zn2++Cu、Fe+Cu2+=Fe2++Cu。
依据次序规律及上述反应可知:
氧化性强弱次序为:
Fe3+>H+,还原性强弱次序为:
Zn>Fe>Cu。
据此,在混合物中,某一反应物均剩余,它所对应的另一反应物就不可能存在。
下面按题意与“量”的关系进行如下分析推断:
⑴若无固体粉未剩余,以上5个反应都会发生,故推知溶液中阳离子一定有Fe2+、Zn2+、Cu2+,可能还有Fe3+、H+。
⑵若剩余固体粉未为1/3wg,则消耗的2/3Wg是Fe和Zn,而这剩余固体只能是Cu。
因为Cu的还原性在3种金属中最弱,所以有Cu存在,溶液中就一定没有Fe3+;又因1/3Wg未参加反应,溶液中也无Cu2+。
故推知溶液中阳离子一定有Fe2+、Zn2+,可能还有H+,一定没有Fe3+、Cu2+。
⑶若剩余固体粉未3/4Wg,固体只反应了1/4Wg<1/3Wg,说明反应中Zn都未反应完,Zn有剩余(因为Zn、Fe、Cu各为1/3Wg),既然金属都有剩余,溶液中就一定没有H+、Fe3+。
当然,这里还必须注意的是Zn会不会把Fe2+还原成Fe,而导致溶液中不存在Fe2+呢?
因此,可以进行如下讨论加以证明。
若Zn把Fe2+全部还原成Fe,设需Zn的质量为x。
则有
3Zn + 2Fe3+ = 3Zn2+ + 2Fe △m
195g 112g 83g
x 1/4Wg
195g/x=83g/(1/4Wg)→x=49/83Wg>1/3Wg
所以Zn不可能把Fe2+全部变成Fe,故当剩余固体粉未3/4Wg时,在溶液中的阳离子一定有Zn2+、Fe2+,一定没有H+、Fe3+、Cu2+。
答:
(略)
例6.向500mL溴化亚铁溶液中缓慢通入1120mLCl2(标况),溶液中有2/3Br-被氧化。
求原溴化亚铁溶液的物质的量浓度。
分析与解答:
根据反应Br2+2Fe2+=2Fe3++2Br-,可判断出离子的还原性:
Fe2+>Br-。
据题意知,Br-部分被氧化,则Fe2+全部被氧化。
又知因通入的氧化剂Cl2先和Fe2+发生氧化还原反应,只有将Fe2+氧化完,才能氧化Br-。
若设原溶液中含FeBr2的物质的量为x,则有n(Fe2+)=x,n(Br-)=2x,被氧化的Br-为4/3x。
2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl- 、2Br- + Cl2 = Br2 + 2Cl-
x→ x/2 4/3x→ 2/3x
则有x/2+2/3x=1120×10-3/22.4mol→x=0.04mol,所以C(FeBr2)=0.04mol/0.05L=0.8mol·L-1。
答:
(略)
巩固训练
1.溴化碘化学式为IBr,它的化学性质活泼,能跟大多数金属反应,生成溴化物和碘化物,也能跟水反应,反应方程式为:
IBr+H2O=HBr+HIO。
下列关于溴化碘的叙述中,不正确的是( )
A.固态IBr是分子构成的 B.IBr与金属反应时,Br和I都被还原了 C.IBr与H2O的反应是一个氧化还原反应 D.在化学反应中IBr可作氧化剂
2.在常温下,在溶液中可发生如下两个离子反应:
Ce4++Fe2+=Fe3++Ce3+、Sn2++2Fe3+=2Fe2++Sn4+。
据此,可以确定Fe2+、Ce3+、Sn2+3种离子的还原性由强到弱的顺序是( )
A.Sn2+、Fe2+、Ce3+ B.Sn2+、Ce3+、Fe2+ C.Ce3+、Fe2+、Sn2+D.Fe2+、Sn2+、Ce3+
3.常温下,在酸性环境中能发生下列反应:
2BrO3-+Cl2=2ClO3-+Br2、2ClO3-+I2=2IO3-+Cl2、2BrO3-+I2=2IO3-+Br2。
则在该环境中下列结论正确的是( )
A.氧化性:
ClO3->BrO3->IO3->Cl2 B.氧化性:
Cl2>ClO3->BrO3->IO3- C.还原性:
I2>Br2>Cl2 D.还原性:
I2>Cl2>Br2
4.R、X、Y和Z是4种元素,它们常见化合价均为+2,且X2+与单质R不反应,X2++Z=X+Z2+;Y+Z2+=Y2++Z。
则这4种离子被还原成0价时表现的氧化性大小符合( )
A.R2+>X2+>Z2+>Y2+ B.X2+>R2+>Y2+>Z2+ C.Y2+>Z2+>R2+>X2+ D.Z2+>X2+>R2+>Y2+
5.金属加工后的切削液中含2%-3%的NaNO2,它是一种环境污染物。
人们用NH4Cl溶液来处理此切削液,使NaNO2转化为无毒性物质。
该反应分两步进行:
第一步,NaNO2+NH4Cl=NaCl+NH4NO2;第二步,NH4NO2
N2↑+2H2O。
下列对第二步反应的叙述中正确的是( )
①NH4NO2是氧化剂;②NH4NO2是还原剂;③NH4NO2发生了分解反应;④NH4NO2既是氧化剂,又是还原剂。
A.①③ B.①④ C.②③ D.③④
6.下列反应在通常性情况下可以发生:
①2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2;②Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;③2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2;④6FeCl2+3Br2=4FeCl3+2FeBr2。
则Br2、Fe3+、I2、Fe2+、Cu2+的氧化性强弱顺序是( ).
A.Br2>Fe3+>I2 B.Fe3+>Br2>I2 C.Br2>I2>Fe3+ D.Fe3+>Cu2+>Fe2+
7.一定条件下,碘单质与砹单质以等物质的量进行反应可得AtI。
它与Zn、NH3都能发生反应,化学方程式分别如下:
2AtI+2Zn=ZnI2+ZnAt、AtI+2NH3(l)=NH4I+NH2At。
下列关于性质的叙述正确的是( )
A.ZnI既是氧化产物,又是还原产物 B.ZnAt既是氧化产物,又是还原产物 C.AtI与液氨反应,AtI既是氧化剂,又是还原剂 D.AtI与液氨反应,是自身氧化还原反应
8.一个体重50kg的健康人含铁元素2g,这2g铁以Fe2+和Fe3+的形式存在。
Fe2+易被吸收,给贫血者补充铁时,应补充含Fe2+的亚铁盐(如FeSO4)。
服用VitC,可使食物中的Fe3+转化为Fe2+,有利于人体对铁的吸收。
⑴人体中经常进行Fe2+
Fe3+的转化,在过程A中,Fe2+做_____,过程B中,Fe3+做_______。
⑵“服用VitC可使食物中的Fe3+转化为Fe2+”这句话指出,VitC在这一过程中做______,具有性______。
9.X2、Y2、Z2与它们的阴离子间有下列反应:
Z2+2X-=2Z-+X2、Y2+2Z-=2Y-+Z2。
⑴将上述两个反应中具有氧化性的微粒按氧化性由强到弱的顺序排列为_____________。
⑵若W-离子能与Z2反应:
Z2+2W-=W2+2Z-,试判断W2与Y-能否反应,说明理由______________________。
10.己知反应:
①3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O;②HgS+O2=Hg+SO2;③4HCl+MnO2
MnCl2+Cl2↑+2H2O。
试回答:
⑴反应①中被氧化与被还原的氯元素的质量之比为__________。
⑵反应②中被还原的元素是________。
⑶反应③中被氧化与未被氧化的Cl-的个数之比为___________。
11.某校化学实验兴趣小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现,在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴溴水,振荡后溶液呈黄色。
⑴提出问题:
Fe3+和Br2的氧化性谁更强?
⑵猜想:
①甲同学认为氧化性:
Fe3+>Br2,故上述实验现象不是发生化学反应所致,则溶液呈黄色是含___(填化学式,下同)所致。
②乙同学认为氧化性:
Br2>Fe3+,故上述实验现象是发生化学反应所致,则溶液呈黄色是含____所致。
⑶设计实验并验证:
丙同学为验证乙同学的观点,选用下列某些试剂设计出两种方案进实验,并通过观察实验现象,证明了乙同学的观点确实是正确的。
供选用的试剂:
a.酚酞试剂;b.CO2;c.无水酒精;d.KSCN溶液。
请你在下列表中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象(试剂填序号)。
选用试剂 实验现象
方案1
方案2
⑷结论:
氧化性:
Br2>Fe3+。
故在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴溴水,溶液呈黄色所发生的离子反应方程式为___________。
⑸实验后的思考:
①根据上述实验推测,若在溴化亚铁溶液中通入氯气,首先被氧化的离子是___(填离子的化学式)。
②在100mLFeBr2溶液中通入2.24LCl2(标准状况),溶液中有1/2的Br-被氧化成单质Br2,则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为____。
12.维生素C(简称Vc,化学式为C6H8O6)是一种水溶性物质,其水溶液呈酸性,人体缺乏Vc。
易得坏血症故Vc又称抗坏血酸。
Vc具有较强的还原性,易被空气中的氧气氧化。
在新鲜的水果、蔬菜和乳制品中都富含Vc,如新鲜橙汁中Vc的含量在500mg/L左右。
己知Vc与I2能发生如下反应:
C6H8O6+I2=C6H6O6+2HI,I2遇淀粉变蓝。
请回答以上问题:
⑴Vc与I2的反应是否为氧化还原反应氧化剂是哪种物质
⑵若上述反应在水溶液中进行请写出反应的离子方程式(提示:
C6H8O6和C6H6O6均为难电离的有机分子)。
⑶上述反应能否用于检验Vc是否变质?
参考答案
1.C 2.A 3.D 4.A 5.D 6.A、D 7.B 8.⑴还原剂;氧化剂 ⑵还原剂 还原性 9.⑴Y2>Z2>X2⑵不能。
因为氧化性:
Z2>W2,Y2>Z2,故推知氧化性Y2>W2,说明W2与Y-不能发生氧化还原反应。
10.⑴1:
5⑵Hg、O ⑶1:
1。
11.⑵①Br2 ②Fe3+ ⑶b,CCl4层呈无色;d,溶液变红色 ⑷2Fe2++Br2=2Fe3++2Br- ⑸①Fe2+ ②1mol·L-1 12.⑴是氧化还原反应,氧化剂是I2 ⑵C6H8O6+I2=C6H6O6+2H++2I- ⑶上述反应可用于检验Vc是否变质。