Question

某小组同学对FeCl₃与KI的反应进行探究。

（初步探究）室温下进行下表所列实验。

序号	操作	现象
实验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)	溶液变为棕黄色
实验Ⅱ	取2 mL实验Ⅰ反应后的溶液，滴加2滴0.1 mol·L^-1 KSCN溶液	溶液呈红色

（1）证明实验Ⅰ中有I₂生成，加入的试剂为 __________。

（2）写出实验Ⅰ反应的离子方程式：_________________。

（3）结合上述实验现象可以证明Fe³⁺与I^-发生可逆反应，原因是_____________________。

（深入探究）20 min后继续观察实验现象：实验Ⅰ溶液棕黄色变深；实验Ⅱ溶液红色变浅。

（4）已知在酸性较强的条件下，I^-可被空气氧化为I₂，故甲同学提出假设：该反应条件下空气将I^-氧化为I₂，使实验Ⅰ中溶液棕黄色变深。甲同学设计实验：________，20 min内溶液不变蓝，证明该假设不成立，导致溶液不变蓝的因素可能是_____________(写出两条)。

（5）乙同学查阅资料可知：FeCl₃与KI的反应体系中还存在I^- + I₂I₃^-，I₃^-呈棕褐色。依据资料从平衡移动原理解释实验Ⅱ中20 min后溶液红色变浅的原因：____________。

（6）丙同学针对20 min后的实验现象继续提出假设：FeCl₃与KI的反应、I^-与I₂的反应达到平衡需要一段时间，有可能20 min之前并未达到平衡。为验证该假设，丙同学用4支试管进行实验，得到了颜色由浅到深的四个红色溶液体系，具体实验方案为__________________。

Answer

淀粉溶液或CCl4 2Fe3++2I-2Fe2++I2 实验Ⅱ通过检验KI过量(或Fe3+不足量)的情况下仍有Fe3+剩余，说明正反应不能进行到底 向试管中加入5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液和2滴淀粉溶液，加酸调至pH=5 c(I-)低、c(H+)低 由于I-+I2I3-，使c(I2)减小，2Fe3++2I-2Fe2++I2 正向移动，c(Fe3+)减小，Fe3++3SCN-Fe(SCN)3逆向移动，红色变浅 向1支试管中加入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，之后每间隔5 min，另取1支试管重复上述实验，观察4支试管中溶液颜色的变化

【解析】

(1)根据碘单质的特征反应回答；

(2)结合Fe3+与I-生成碘单质，书写并配平氧化还原反应方程式；

(3)根据铁离子与KSCN溶液的显色反应解释；

(4)已知在酸性较强的条件下，I-可被空气氧化为I2，设计实验可以在酸性弱的条件下观察反应现象分析判断，导致溶液不变蓝的因素可能是离子浓度低的原因；

(5)根据I-+I2⇌I3-、2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2，Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3，结合平衡移动的原理分析解答；

(6)根据FeCl3与KI的反应、I-与I2的反应达到平衡需要一段时间，有可能20min之前并未达到平衡，为验证该假设，可以用4支试管分四次做实验，得到颜色由浅到深的四个红色溶液体系。

(1)取5mL0.1mol•L-1KI溶液，滴加0.1mol•L-1FeCl3溶液5～6滴(混合溶液pH=5)，溶液变为棕黄色，证明实验Ⅰ中有I2生成，检验碘单质可以选用淀粉溶液，溶液变蓝色说明生成了碘单质，故答案为淀粉溶液；

(2)实验Ⅰ中Fe3+与I-发生氧化还原反应生成碘单质和亚铁离子，反应的离子方程式为：2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2，故答案为2Fe3++2I-=I2+2Fe2+；

(3)实验Ⅱ取2mL实验Ⅰ反应后的溶液，滴加2滴0.1mol•L-1KSCN溶液，溶液变红色，说明KI过量的前提下仍含铁离子，说明反应不能进行彻底，证明反应为可逆反应，故答案为实验Ⅰ中KI过量的前提下反应后仍含铁离子，说明反应不能进行彻底，证明反应为可逆反应；

(4)已知在酸性较强的条件下，I-可被空气氧化为I2，故甲同学提出假设：该反应条件下空气将I-氧化为I2，使实验Ⅰ中溶液棕黄色变深。甲同学可以设计如下实验：向试管中加入5mL0.1molKI溶液和2滴淀粉溶液，加酸调至pH=5，20min内溶液不变蓝，证明该假设不成立；导致溶液不变蓝的因素可能是I-浓度低、H+浓度低，故答案为向试管中加入5mL0.1molKI溶液和2滴淀粉溶液，加酸调至pH=5；c(I-)低、c(H+)低；

(5)实验Ⅱ中20min后溶液红色变浅的原因：由于存在化学平衡I-+I2⇌I3-，碘离子过量，则碘单质浓度减小为主要因素，使得2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2平衡正向进行，铁离子浓度减小，导致Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3平衡逆向进行，溶液红色变浅，故答案为由于存在化学平衡I-+I2⇌I3-，使c(I2)减小，2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2平衡正向进行，c(Fe3+)减小，Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3平衡逆向进行，溶液红色变浅；

(6)丙同学针对20min后的实验现象继续提出假设：FeCl3与KI的反应、I-与I2的反应达到平衡需要一段时间，有可能20min之前并未达到平衡。为验证该假设，丙同学用4支试管进行实验，得到了颜色由浅到深的四个红色溶液体系，具体实验方案为：向1支试管中加入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，之后每间隔5min另取1支试管重复上述实验，观察4支试管中溶液颜色变化，故答案为向1支试管中加入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，之后每间隔5min另取1支试管重复上述实验，观察4支试管中溶液颜色变化。