Question

已知：2Fe^3＋＋2I^－=2Fe^2＋＋I₂，2Fe^2＋＋Br₂=2Fe^3＋＋2Br^－。
(1)含有1 mol FeI₂和2 mol FeBr₂的溶液中通入2 mol Cl₂，此時被氧化的離子是________，被氧化的離子的物質的量分別是________________。
(2)如果向原溶液中通入3 mol Cl₂，則被氧化的離子是________，其對應氧化產物的物質的量分別是________________。
(3)過二硫酸鉀(K₂S₂O₈)具有強氧化性，可將I^－氧化為I₂：S₂O₈^2—＋2I^－=2SO₄^2—＋I₂。通過改變反應途徑，Fe^3＋、Fe^2＋均可催化上述反應。試用離子方程式表示Fe^3＋對上述反應的催化過程：______________________________、____________________________(不必配平)。

Answer 1

(1)I^－、Fe^2＋　2 mol、2 mol
(2)I^－、Fe^2＋、Br^－　1 mol、3 mol、0.5 mol
(3)2Fe^3＋＋2I^－=2Fe^2＋＋I₂　S₂O₈^2—＋2Fe^2＋=2SO₄^2—＋2Fe^3＋

根據題意，各粒子的氧化性、還原性順序為：氧化性：Cl₂＞Br₂＞Fe^3＋＞I₂，還原性：I^－＞Fe^2＋＞Br^－＞Cl^－。
(1)n(I^－)＝1 mol×2＝2 mol，n(Br^－)＝2 mol×2＝4 mol，n(Fe^2＋)＝1 mol＋2 mol＝3 mol。
通入2 mol Cl₂時，先氧化I^－，后氧化Fe^2＋
Cl₂　＋　2I^－=I₂＋2Cl^－
1 mol  2 mol
Cl₂　＋　2Fe^2＋=2Fe^3＋＋2Cl^－
1 mol  2 mol
剩余1 mol Fe^2＋，故Br^－不可能被氧化。
(2)通入3 mol時，氧化2 mol I^－需1 mol Cl₂，氧化3 mol Fe^2＋需1.5 mol Cl₂，還有0.5 mol Cl₂可氧化1 mol Br^－，故對應的氧化產物的物質的量分別是1 mol、3 mol、0.5 mol。
(3)此題要從催化劑的本質出發，作為催化劑的物質要參與有關反應，但后來的反應必須又生成了催化劑。本題要求寫出表示Fe^3＋作催化劑的反應，因此，首先Fe^3＋要參與反應，即有反應2Fe^3＋＋2I^－=2Fe^2＋＋I₂，生成的Fe^2＋又被S₂O₃^2—氧化生成了Fe^3＋，即S₂O₈^2—＋2Fe^2＋=2SO₄^2—＋2Fe^3＋