Question

为了探究KI与FeCl₃的反应为可逆反应，且有一定的限度，某化学小组进行了两组实验：

(1)请写出KI溶液与FeCl₃溶液反应的离子反应方程式：______；

实验I：探究KI与FeCl₃的反应为可逆反应

步骤1：设计如下图原电池装置，接通灵敏电流计，指针向左偏转(注：灵敏电流计指针总是偏向电源正极)，随着时间进行电流计读数逐渐变小，最后读数变为零。

步骤2：当指针读数变零后，向甲中加入少量FeCl₂固体，向乙中加入少量碘固体；

(2)若灵敏电流计出现_________(答现象)，则证明该反应为可逆反应。实验结论：该反应为可逆反应。

(3)根据以上实验结论解释步骤1中“最后读数变为零”的原因_______；

(4)加入FeCl₂和碘固体后，正极的电极反应式为______；

实验II：证明KI与FeCl₃的反应有一定限度。

步骤3：取5 mL 0.1 mol/L的KI溶液于试管，滴加0.1 mol/L的FeCl₃溶液2 mL，振荡；

步骤4：取少量反应后的溶液，向其中加入几滴淀粉溶液，充分振荡；

(5)观察到的现象是________；

步骤5：另取少量反应后的溶液，滴加0.1 mol/L的AgNO₃溶液，振荡，产生黄色沉淀，则证明该反应有一定限度。

(6)但有同学认为步骤5现象不能证明得出的结论，原因是______，修正实验方案后得到结论：该反应有一定的限度。

Answer

2Fe3++2I-=2Fe2++I2 电流计指针偏向右侧 该反应达到了平衡状态 I2+2e-=2I- 溶液变蓝 I-过量，造成溶液中仍有残留

【解析】

KI溶液与FeCl3溶液反应的离子反应方程式：2Fe3++2I-2Fe2++I2，实验I：为探究KI与FeCl3的反应为可逆反应，设计带盐桥的原电池实验进行验证，改变生成物浓度，看电流计的指针否逆向偏转，如能逆向偏转，随着时间进行电流计读数逐渐变小，最后读数变为零，说明反应是可逆反应；实验II：证明KI与FeCl3的反应有一定限度。取5 mL 0.1 mol/L的KI溶液于试管，滴加0.1 mol/L的FeCl3溶液2 mL，反应后碘离子过量（5 mL× 0.1 mol·L－1-2×0.1 mol/L×2 mL）=1mmol，要增加FeCl3溶液量，确保铁离子过量，再检验碘离子才正确。

(1)KI溶液与FeCl3溶液反应的离子反应方程式：2Fe3++2I-=2Fe2++I2；故答案为：2Fe3++2I-=2Fe2++I2；

(2)当指针读数变零后，向甲中加入少量FeCl2固体，向乙中加入少量碘固体，若灵敏电流计出现电流计指针偏向右侧，说明反应逆向进行，则证明该反应为可逆反应。实验结论：该反应为可逆反应。故答案为：电流计指针偏向右侧；

(3)改变亚铁离子浓度后，旧平衡被破坏，平衡逆向移动，步骤1中“最后读数变为零”的原因该反应重新达到了平衡状态；故答案为：该反应达到了平衡状态；

(4)加入FeCl2和碘固体后，平衡逆向进行，负极亚铁离子失电子，发生氧化反应，正极是碘作氧化剂，得电子发生还原反应，正极的电极反应式为I2+2e-=2I-；故答案为：I2+2e-=2I-；

(5)取5 mL 0.1 mol/L的KI溶液于试管，滴加0.1 mol/L的FeCl3溶液2 mL，振荡，发生2Fe3++2I-=2Fe2++I2，有碘单质生成，遇淀粉溶液变蓝，观察到的现象是溶液变蓝；故答案为：溶液变蓝；

(6)步骤3：取5 mL 0.1 mol/L的KI溶液于试管，滴加0.1 mol/L的FeCl3溶液2 mL，反应后碘离子过量（5 mL× 0.1 mol·L－1-2×0.1 mol/L×2 mL）=1mmol，步骤5：另取少量反应后的溶液，滴加0.1 mol/L的AgNO3溶液，振荡，产生黄色沉淀，步骤5现象不能得出反应有限度的结论，原因是I-过量，造成溶液中仍有残留，要增加FeCl3溶液量，确保铁离子过量，再检验碘离子才正确，修正实验方案后得到结论：该反应有一定的限度。故答案为：I-过量，造成溶液中仍有残留。