Question

问一道高中化学题。

已知还原性：亚铁离子>溴离子>氯离子，在FeCl2，FeBr2的混合溶液中，氯离子和溴离子的物质的量之比为1：2 亚铁离子>溴离子>氯离子，在FeCl2，FeBr2的混合溶液中，氯离子和溴离子的物质的量之比为1：2，向该溶液中通入一定量的氯气，使溶液中的氯离子与溴离子的个数比为8：1，则通如氯气的物质的量与溶液中铁离子的物质的量之比为多少？
【需要详细的步骤，谢谢】

Answer 1

【解】：

原溶液中 n(Cl-) ：n(Br-) =1：2
可设FeCl2 ：a mol ； FeBr2 ： 2a mol
则，原溶液中：n(Fe^2+) ：n(Cl-) ：n(Br-) = 3 ：2 ：4
可看作3份Fe^2+ ，2份Cl- 。4份Br-
最终的溶液中 n(Cl-) ：n(Br-) = 8 ：1

通入Cl2，根据氧化还原反应的原则，氧化剂优先和还原性强的还原剂反应，所以，Cl2先和Fe^2+反应，再和Br-反应。

【1】
假设所有的Fe^2+全都被Cl2氧化变成Fe^3+
1 mol的Fe^2+ 被氧化成1 molFe^3+ 会失去 3 mol 电子，0.5 molCl2被还原成1mol 的Ci- 需要得到1 mol电子。
则，Cl2氧化 3份Fe^2+ 会生成【3份Fe^3+】 和 3份的Cl- ，【消耗1.5份的Cl2】
所以，最后：n(Cl-) ：n(Br-) = （2+3）：4 = 5 ：4 ＜ （8 ：1）
表明Cl-的总量少了，则必须要通入更多的Cl2氧化部分Br-，同时得到更多的Cl-

【2】
在【1】的基础上，继续通入Cl2氧化Br-
1 mol Br-被氧化成0.5 mol Br2 失去1 mol 电子，0.5 molCl2被还原成1 mol Cl-需要得到1 mol电子。
假设Cl2氧化了x份Br-
则，生成了x份的Cl- ，消耗了0.5x份的Cl2
可得：n(Cl-) ：n(Br-) = （5+x）：（4-x） = 8 ：1
解得：x =3

即【2】中Cl2氧化了3份的Br- ，生成了3份Cl- ，【消耗了1.5份的Cl2】
在 【1】中消耗了1.5份Cl2 ，生成3份Fe^3+

所以，n(Cl2) ：n(Fe^3+) = (1.5+1.5) ：3 = 1 ：1

【综】：
通入的Cl2的物质的量与溶液中Fe^3+的物质的量之比为 1 ：1