Question

【題目】某小組同學對FeCl3與KI的反應進行探究。

（初步探究）室溫下進行下表所列實驗。

序號	操作	現象
實驗Ⅰ	取5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液，滴加0.1 mol·L-1FeCl3溶液5～6滴(混合溶液pH=5)	溶液變為棕黃色
實驗Ⅱ	取2 mL實驗Ⅰ反應后的溶液，滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液	溶液呈紅色

（1）證明實驗Ⅰ中有I2生成，加入的試劑為 __________。

（2）寫出實驗Ⅰ反應的離子方程式：_________________。

（3）結合上述實驗現象可以證明Fe3+與I-發生可逆反應，原因是_____________________。

（深入探究）20 min后繼續觀察實驗現象：實驗Ⅰ溶液棕黃色變深；實驗Ⅱ溶液紅色變淺。

（4）已知在酸性較強的條件下，I-可被空氣氧化為I2，故甲同學提出假設：該反應條件下空氣將I-氧化為I2，使實驗Ⅰ中溶液棕黃色變深。甲同學設計實驗：________，20 min內溶液不變藍，證明該假設不成立，導致溶液不變藍的因素可能是_____________(寫出兩條)。

（5）乙同學查閱資料可知：FeCl3與KI的反應體系中還存在I- + I2I3-，I3-呈棕褐色。依據資料從平衡移動原理解釋實驗Ⅱ中20 min后溶液紅色變淺的原因：____________。

（6）丙同學針對20 min后的實驗現象繼續提出假設：FeCl3與KI的反應、I-與I2的反應達到平衡需要一段時間，有可能20 min之前并未達到平衡。為驗證該假設，丙同學用4支試管進行實驗，得到了顏色由淺到深的四個紅色溶液體系，具體實驗方案為__________________。

Answer 1

【答案】淀粉溶液或CCl4 2Fe3++2I-2Fe2++I2 實驗Ⅱ通過檢驗KI過量(或Fe3+不足量)的情況下仍有Fe3+剩余，說明正反應不能進行到底 向試管中加入5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液和2滴淀粉溶液，加酸調至pH=5 c(I-)低、c(H+)低 由于I-+I2I3-，使c(I2)減小，2Fe3++2I-2Fe2++I2 正向移動，c(Fe3+)減小，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3逆向移動，紅色變淺 向1支試管中加入2 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液，再滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液2～3滴，滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液，之后每間隔5 min，另取1支試管重復上述實驗，觀察4支試管中溶液顏色的變化

【解析】

(1)根據碘單質的特征反應回答；

(2)結合Fe3+與I-生成碘單質，書寫并配平氧化還原反應方程式；

(3)根據鐵離子與KSCN溶液的顯色反應解釋；

(4)已知在酸性較強的條件下，I-可被空氣氧化為I2，設計實驗可以在酸性弱的條件下觀察反應現象分析判斷，導致溶液不變藍的因素可能是離子濃度低的原因；

(5)根據I-+I2I3-、2Fe3++2I-2Fe2++I2，Fe3+3SCN-Fe(SCN)3，結合平衡移動的原理分析解答；

(6)根據FeCl3與KI的反應、I-與I2的反應達到平衡需要一段時間，有可能20min之前并未達到平衡，為驗證該假設，可以用4支試管分四次做實驗，得到顏色由淺到深的四個紅色溶液體系。

(1)取5mL0.1molL-1KI溶液，滴加0.1molL-1FeCl3溶液5～6滴(混合溶液pH=5)，溶液變為棕黃色，證明實驗Ⅰ中有I2生成，檢驗碘單質可以選用淀粉溶液，溶液變藍色說明生成了碘單質，故答案為：淀粉溶液；

(2)實驗Ⅰ中Fe3+與I-發生氧化還原反應生成碘單質和亞鐵離子，反應的離子方程式為：2Fe3++2I-2Fe2++I2，故答案為：2Fe3++2I-=I2+2Fe2+；

(3)實驗Ⅱ取2mL實驗Ⅰ反應后的溶液，滴加2滴0.1molL-1KSCN溶液，溶液變紅色，說明KI過量的前提下仍含鐵離子，說明反應不能進行徹底，證明反應為可逆反應，故答案為：實驗Ⅰ中KI過量的前提下反應后仍含鐵離子，說明反應不能進行徹底，證明反應為可逆反應；

(4)已知在酸性較強的條件下，I-可被空氣氧化為I2，故甲同學提出假設：該反應條件下空氣將I-氧化為I2，使實驗Ⅰ中溶液棕黃色變深。甲同學可以設計如下實驗：向試管中加入5mL0.1molKI溶液和2滴淀粉溶液，加酸調至pH=5，20min內溶液不變藍，證明該假設不成立；導致溶液不變藍的因素可能是I-濃度低、H+濃度低，故答案為：向試管中加入5mL0.1molKI溶液和2滴淀粉溶液，加酸調至pH=5；c(I-)低、c(H+)低；

(5)實驗Ⅱ中20min后溶液紅色變淺的原因：由于存在化學平衡I-+I2I3-，碘離子過量，則碘單質濃度減小為主要因素，使得2Fe3++2I-2Fe2++I2平衡正向進行，鐵離子濃度減小，導致Fe3+3SCN-Fe(SCN)3平衡逆向進行，溶液紅色變淺，故答案為：由于存在化學平衡I-+I2I3-，使c(I2)減小，2Fe3++2I-2Fe2++I2平衡正向進行，c(Fe3+)減小，Fe3+3SCN-Fe(SCN)3平衡逆向進行，溶液紅色變淺；

(6)丙同學針對20min后的實驗現象繼續提出假設：FeCl3與KI的反應、I-與I2的反應達到平衡需要一段時間，有可能20min之前并未達到平衡。為驗證該假設，丙同學用4支試管進行實驗，得到了顏色由淺到深的四個紅色溶液體系，具體實驗方案為：向1支試管中加入2mL0.1mol/LKI溶液，再滴入0.1mol/L的FeCl3溶液2-3滴，滴加2滴KSCN溶液，之后每間隔5min另取1支試管重復上述實驗，觀察4支試管中溶液顏色變化，故答案為：向1支試管中加入2mL0.1mol/LKI溶液，再滴入0.1mol/L的FeCl3溶液2-3滴，滴加2滴KSCN溶液，之后每間隔5min另取1支試管重復上述實驗，觀察4支試管中溶液顏色變化。