一題多解，拓展學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)

王鳳

題目：向100 ml溴化亞鐵溶液中緩慢通入2.24 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氯氣，結(jié)果溶液中有1/3的溴離子被氧化成溴單質(zhì)。求原溴化亞鐵溶液的物質(zhì)的量濃度。（提示：2Fe2+ + Br2 = 2Fe3+ + 2Br-）

分析：從提示知，F(xiàn)e2+還原性大于Br-，通入氯氣把Fe2+全部氧化為Fe3+，又把1/3的溴離子氧化為溴單質(zhì)。要確定FeBr2濃度。需先求FeBr2物質(zhì)的量。

解法一（Cl2氯氣守恒）：設(shè)溶液中FeBr2物質(zhì)的量為x mol，則被氧化的Br-為2x/3 mol，從反應(yīng)可知氯氣完全反應(yīng)（一部分與亞鐵離子反應(yīng)，一部分與溴離子反應(yīng)，二者反應(yīng)的量應(yīng)為氯氣總量，按此可列關(guān)系求解）

2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl-

x? ? ?x/2

2Br- + Cl2 = Br2 + 2Cl-

2x/3 ? ? ? ?x/3

由題意可得：x/2 + x/3 = 0.1

解得x=0.12（mol），則原FeBr2溶液濃度為

0.12/0.1=1.2（mol/L）

解法二（總關(guān)系式法）：根據(jù)題意可寫(xiě)反應(yīng)總化學(xué)方程式，設(shè)FelBr2為x mol，按化學(xué)方程式可求解。

18FeBr2 + 15Cl2 = 8FeBr3 + 10FeCl3 + 6Br2

18 15

X 0.1

列比例：18 ： x = 15 ： 0.1? ? x=0.12（mol）

解法三（電荷守恒法）：根據(jù)溶液電中性，反應(yīng)后溶液中陰陽(yáng)離子電荷總數(shù)相等可列關(guān)系：即反應(yīng)后溶液中Fe3+所帶正電荷數(shù)應(yīng)等于Br-、Cl-所帶負(fù)電荷數(shù)。

3x = 2x × 2/3 + 2.24 ×2/22.4

x = 0.12（mol）原溶液FeBr2的濃度為0.12/0.1 = 1.2（mol/L）

解法四（電子守恒法）：根據(jù)氧化還原反應(yīng)中氧化劑得到電子總數(shù)等于還原劑失去電子總數(shù)即Cl2得電子總數(shù)等于Fe2+與Br-失電子總數(shù)可列關(guān)系式：

0.1×2 = x + 2/3x? ? ?解得：x = 0.12 mol

原溶液FeBr2濃度為1.2 mol/L.