Question

为探究化学反应“2Fe³⁺+2I^-⇌2Fe²⁺+I₂”存在限度及平衡移动与物质的浓度、性质的关系，甲、乙两同学进行如下实验。

已知：a.含I₂的溶液呈黄色或棕黄色。b.利用色度计可测定溶液的透光率，通常溶液颜色越深，透光率数值越小。

Ⅰ.甲同学设计下列实验进行相关探究，实验如下：

回答下列问题：

(1)甲同学利用实验②中i和ii证明Fe₂(SO₄)₃溶液与KI溶液的反应存在限度，实验i中的现象是________，实验ii中a是________(化学式)溶液。

(2)用离子方程式表示实验②iii中产生黄色沉淀的原因________。

Ⅱ.乙同学：利用色度计对Fe₂(SO₄)₃溶液与KI溶液的反应进行再次探究

（实验过程）

序号	实验步骤1	实验步骤2
实验③	将盛有2mL蒸馏水的比色皿放入色度计的槽孔中	向比色皿中逐滴滴入5滴(每滴约0.025mL)0.05mol·L^-1Fe2(SO4)3溶液，同时采集溶液的透光率数据
实验④	将盛有2mL0.1mol·L^-1KI溶液的比色皿放入色度计的槽孔中	同上
实验⑤	将盛有2mL0.2mol·L^-1KI溶液的比色皿放入色度计的槽孔中	同上

实验中溶液的透光率数据变化如图所示：

回答下列问题：

(3)乙同学实验③的目的是______。

(4)乙同学通过透光率变化推断：FeCl₃溶液与KI溶液的反应存在限度。其相应的推理过程是______。

(5)乙同学根据氧化还原反应的规律，用如图装置(a、b均为石墨电极)，探究化学平衡移动与I^-与Fe²⁺浓度及还原性强弱关系，操作过程如下：

①K闭合时，电流计指针向右偏转，乙同学得出结论：2Fe³⁺+2I^—⇌2Fe²⁺+I₂向正反应方向进行，b作______(填“正”或“负”)极，还原性I^—＞Fe²⁺。

②当指针归零(反应达到平衡)后，向U型管右管滴加0.1mol/LFeSO₄溶液，电流计指针向左偏转，由此得出还原性Fe²⁺_____I^—(填“＞”或“＜”)。

(6)综合甲、乙两位同学的实验探究过程，得出的结论有______。

Answer

溶液变蓝 KSCN Ag++I－=AgI 排除实验④和实验⑤中Fe3+对溶液透光率的干扰 溶液透光率不再随时间改变后，实验⑤的溶液透光率低于实验④的溶液透光率，说明实验④中虽然KI过量，但仍有未反应的Fe3+ 正 ＞ 2Fe3++2I－⇌2Fe2++I2存在限度；改变条件可使平衡移动；物质的氧化性与还原性强弱受浓度影响。

【解析】

(1)反应2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2，产物有碘单质，就能使淀粉溶液变蓝；若证明该反应存在限度，可用KSCN溶液来验证Fe3+是否剩余；

(3)透光率与浓度有关，探究I-浓度对反应的影响，故需要控制其他物质的浓度一致；

(5) K闭合时，电流计指针向右偏转，该反应是Fe3+得电子，加入FeSO4溶液后，电流计指针向左偏转，说明浓度可对物质的氧化性及还原性有影响。

(1)该反应的化学方程式：2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2，产物有碘单质，加入到淀粉溶液，可观察到溶液变蓝，若该反应存在限度，则应剩余Fe3+，实验ii中a是KSCN溶液，Fe3+与SCN-形成配合物，溶液呈红色，故答案为：溶液变蓝；KSCN；

(2)反应2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2，存在反应限度，则还剩余I-，加入AgNO3溶液，形成黄色沉淀，用离子方程式表示为：Ag++I－=AgI↓；

(3)该探究实验是探究I-浓度对反应的影响，而透光率与溶液的颜色有关，故用实验③加蒸馏水，把Fe3+的浓度影响控制一致，故答案为：排除实验④和实验⑤中Fe3+对溶液透光率的干扰；

(4)分析实验④和⑤，能推出FeCl3溶液与KI溶液的反应存在限度的理由：溶液透光率不再随时间改变后，实验⑤的溶液透光率低于实验④的溶液透光率，说明实验④中虽然KI过量，但仍有未反应的Fe3+；

(5)①电流计指针向右偏转，说明b极Fe3+得到电子，作正极；故答案为：正；

②电流计指针向左偏转，说明a极的I2得电子生成I-，由此得出还原性Fe2+＞I-；故答案为：＞；

(6)甲同学实验是为了证明该反应存在限度，乙同学是探究浓度对物质的氧化性和还原性的影响，综合甲、乙两位同学的实验探究过程，得出的结论有：2Fe3++2I－⇌2Fe2++I2存在限度；改变条件可使平衡移动；物质的氧化性与还原性强弱受浓度影响。