Question

5．已知FeCl₃溶液與KI溶液的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，某小組同學(xué)對(duì)該反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究．
（1）甲同學(xué)首先進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)1．

實(shí)驗(yàn) 1	實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
	�。�取2mL 1mol•L-1 KI溶液，滴加0.1mol•L-1 FeCl3溶液3滴（1滴約為0.05mL，下同）．	ⅰ．溶液呈棕黃色．
	ⅱ．向其中滴加2滴0.1mol•L-1 KSCN溶液．	ⅱ．溶液不顯紅色．

①寫出FeCl₃溶液與KI溶液反應(yīng)的離子方程式2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂．
②加入KSCN溶液的目的是檢驗(yàn)溶液中是否大量存在Fe³⁺．
③甲同學(xué)認(rèn)為溶液不顯紅色的原因是反應(yīng)體系中c（Fe³⁺）太低，故改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)2．

實(shí)驗(yàn) 2	實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
	�。�取2mL 0.1mol•L-1 KI溶液，滴加0.1mol•L-1 FeCl3溶液3滴．	�。�溶液呈棕黃色．
	ⅱ．向其中滴加2滴0.1mol•L-1 KSCN溶液．	ⅱ．溶液顯紅色．
	ⅲ．繼續(xù)加入2mL CCl4，充分振蕩、靜置．	ⅲ．液體分層，上層紅色消失，變?yōu)樽攸S色，下層呈紫紅色．

本實(shí)驗(yàn)改用0.1mol•L^-1 KI溶液的目的是提高平衡時(shí)溶液中的c（Fe³⁺）．用化學(xué)平衡原理解釋實(shí)驗(yàn)2中加入CCl₄后上層溶液紅色消失的原因：平衡1：2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂平衡2：Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃加入CCl₄后，I₂被CCl₄萃取，平衡1正向移動(dòng)，或c（Fe³⁺）降低，平衡2逆向移動(dòng)，或c[Fe（SCN）₃]降低，所以紅色消失．
（2）甲同學(xué)認(rèn)為“用CCl₄萃取后上層溶液仍為棕黃色”的原因是I₂未被充分萃取，但乙同學(xué)查閱資料得到信息：I₂、I₃^-在水中均呈棕黃色，兩者有如下關(guān)系：I₂+I^- I₃^-．于是提出假設(shè)：萃取后的溶液呈棕黃色的主要原因是存在I₃^-．
①為驗(yàn)證假設(shè)，乙同學(xué)設(shè)計(jì)并完成了實(shí)驗(yàn)3．

實(shí)驗(yàn)3	實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
	ⅰ．取1mL實(shí)驗(yàn)2中棕黃色的上層清液，再加入2mL CCl4，振蕩、靜置．	�。�液體分層，上層呈黃色，下層呈紫紅色．
	ⅱ．取1mL飽和碘水，加入2mL CCl4，振蕩、靜置．	ⅱ．液體分層，上層為無(wú)色，下層呈紫紅色．

實(shí)驗(yàn)3的結(jié)論是萃取后的溶液呈棕黃色的主要原因是存在I₃^-．
②甲同學(xué)依據(jù)乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，選用實(shí)驗(yàn)2中的試劑，運(yùn)用控制變量的方法設(shè)計(jì)了更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)，證明了平衡I₂+I^-?I₃^-的存在．
請(qǐng)你補(bǔ)充完整他設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟：將實(shí)驗(yàn)2中下層紫紅色溶液平均分成兩份，分裝于兩支試管中，向試管1中加入1mL水，振蕩、靜置；向試管2中加入1mL0.1mol•L^-1KI溶液，振蕩、靜置．
兩支試管中的現(xiàn)象分別為試管1中液體分層，上層為無(wú)色，下層呈紫紅色，試管2中液體分層，上層呈黃色，下層呈紫紅色（或紫紅色變淺）．

Answer 1

分析 （1）①鐵離子能夠?qū)⒌怆x子氧化為碘單質(zhì)；
②KSCN溶液能夠檢驗(yàn)鐵離子；
③改用低濃度負(fù)KI溶液，能夠提高溶液中鐵離子濃度；據(jù)可逆反應(yīng)的化學(xué)方程式2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂    平衡2：Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃，從平衡移動(dòng)的角度分析加入CCl₄后上層溶液紅色消失的原因；
（2）①據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析，�。�液體分層，上層呈黃色，ⅱ．液體分層，上層為無(wú)色可知，萃取后的溶液呈棕黃色的主要原因是存在I₃^-；
②運(yùn)用控制變量的方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明平衡I₂+I^-?I₃^-的存在，可以加入0.1 mol•L^-1 KI溶液，據(jù)現(xiàn)象判斷，注意用量．

解答 解：（1）鐵離子能夠?qū)⒌怆x子氧化為碘單質(zhì)，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂，故答案為：2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂；
②KSCN溶液能夠檢驗(yàn)鐵離子，加入KSCN溶液的目的是檢驗(yàn)溶液中是否大量存在Fe³⁺，故答案為：檢驗(yàn)溶液中是否大量存在Fe³⁺；
③改用低濃度負(fù)KI溶液，能夠提高溶液中鐵離子濃度；反應(yīng)2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂和Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃都是可逆反應(yīng)，加入CCl₄后，I₂被CCl₄萃取，平衡1正向移動(dòng)，平衡2逆向移動(dòng)，或c[Fe（SCN）₃]降低（1分），所以紅色消失，故答案為：提高平衡時(shí)溶液中的c（Fe³⁺）；平衡1：2Fe³⁺+2I^-?2Fe²⁺+I₂    平衡2：Fe³⁺+3SCN^-?Fe（SCN）₃加入CCl₄后，I₂被CCl₄萃取，平衡1正向移動(dòng)，或c（Fe³⁺）降低，平衡2逆向移動(dòng)，或c[Fe（SCN）₃]降低，所以紅色消失；
（2）①據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析，�。�液體分層，上層呈黃色，ⅱ．液體分層，上層為無(wú)色可知，萃取后的溶液呈棕黃色的主要原因是存在I₃^-，故答案為：萃取后的溶液呈棕黃色的主要原因是存在I₃^-；
②運(yùn)用控制變量的方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明平衡I₂+I^-?I₃^-的存在，將實(shí)驗(yàn)2中下層紫紅色溶液平均分成兩份，分裝于兩支試管中，向試管1中加入1mL水，振蕩、靜置；向試管2中加入1mL0.1 mol•L^-1 KI溶液，試管1中液體分層，上層為無(wú)色，下層呈紫紅色，試管2中液體分層，上層呈黃色，下層呈紫紅色（或紫紅色變淺），證明了平衡I₂+I^-?I₃^-的存在，故答案為：加入1 mL 0.1 mol•L^-1 KI溶液，振蕩、靜置；試管1中液體分層，上層為無(wú)色，下層呈紫紅色，試管2中液體分層，上層呈黃色，下層呈紫紅色（或紫紅色變淺）．

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)FeCl₃溶液與KI溶液的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，考查了探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，題目難度較大．