Question

某�；瘜W實驗興趣小組在“探究鹵素單質的氧化性”的系列實驗中發現：在足量的稀氯化亞鐵溶液中加入l-2滴溴水，振蕩后溶液呈黃色．
（1）提出問題：Fe³⁺、Br₂誰的氧化性更強？
（2）猜想：
①甲同學認為氧化性：Fe³⁺＞Br₂，故上述實驗現象不是發生化學反應所致，則溶液里黃色是含

Br₂

（填化學式，下同）所致．
②乙同學認為氧化性：Fe³⁺＜Br₂，故上述實驗現象是發生化學反應所致，則溶液呈黃色是含

Fe³⁺

所致．
（3）設計實驗并驗證
丙同學為驗證乙同學的觀點．選用下列某些試劑設計兩種方案進行實驗，并通過觀察實驗現象，證明了乙同學的觀點確實是正確的．供選用的試劑：a、酚酞試液 b、四氯化碳 c、無水酒精 d、硫氰化鉀溶液
請你在下列表格中寫出丙同學選用的試劑及實驗中觀察到的現象．（試劑填序號）

	選用試劑（填序號）	實驗現象
方案1	b	下層（CCl4層）無色
方案2	d	溶液變為血紅色

（4）結論：氧化性：Fe³⁺＜Br₂，在足量的稀氯化亞鐵溶液中，加入1～2滴溴水，溶液呈黃色所發生的離子反應方程式為

2Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-

．
（5）實驗后的思考：在2molFeBr₂溶液中通入一定量的Cl₂，當有33.6L Cl₂（標準狀況）與FeBr₂溶液發生了反應，所發生反應的離子反應方程式為

4Fe²⁺+2Br^-+3Cl₂=4Fe³⁺+Br₂+6Cl^-

．

Answer 1

分析：（2）Fe²⁺的顏色：淺綠色，Fe³⁺的顏色：棕黃色，溴水的顏色：橙黃色．根據題意在足量的氯化亞鐵溶液中加入l-2滴溴水，如果不發生氧化還原反應，溶液呈黃色是由溴水引起的，如果發生反應：2 Fe²⁺+Br₂═2Fe³⁺+2Br^-，生成Fe³⁺，溶液呈黃色是由Fe³⁺引起的．即可得出甲同學、乙同學的結論；
（3）乙同學的觀點認為氧化性：Fe³⁺＜Br₂，則會發生反應：2 Fe²⁺+Br₂═2 Fe³⁺+2Br^-，要設計方案進行實驗證明乙同學的觀點確實正確，考慮兩種思路．第一，溶液中不存在Br₂，然后選擇合適試劑檢驗不存在Br₂．第二，溶液中存在Fe³⁺，選擇合適試劑檢驗存在Fe³⁺．即可確定乙同學觀點正確；
（4）根據氧化還原反應原理確定反應物及其生成物，利用化合價升降法進行配平即可；
（5）FeBr₂在溶液中電離出Fe²⁺、Br^-，Cl₂通入FeBr₂溶液中，既能氧化Fe²⁺，又能氧化Br^-；發生的反應為2 Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-、2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-．根據還原性：Fe²⁺＞Br^-，因此Cl₂先氧化Fe²⁺，后氧化Br^-．再利用各物質量的不同，確定出發生的離子反應．

解答：解：（2）Fe²⁺的顏色：淺綠色，Fe³⁺的顏色：棕黃色，溴水的顏色：橙黃色．
根據題意在足量的氯化亞鐵溶液中加入l-2滴溴水，若Fe³⁺氧化性強于Br₂，則不發生氧化還原反應，溶液呈黃色是由加入溴水引起的；如果Br₂氧化性強于Fe³⁺，則發生反應：2Fe²⁺+Br₂═2 Fe³⁺+2Br^-，生成了Fe³⁺，則溶液呈黃色是由Fe³⁺引起的．因此①中甲同學認為氧化性：Fe³⁺＞Br₂，不發生反應，溶液呈黃色是由溴水引起的；②中乙同學認為氧化性：Fe³⁺＜Br₂，發生反應生成Fe³⁺，溶液呈黃色是由Fe³⁺引起的，
故答案為：Br₂；Fe³⁺；
（3）乙同學的觀點認為氧化性：Fe³⁺＜Br₂，則會發生反應：2 Fe²⁺+Br₂═2Fe³⁺+2Br^-，由于溴水少量，要全部參與反應，生成物中生成了Fe³⁺．
要證明乙同學的觀點確實正確，設計兩種方案進行實驗．方案一：證明溶液中不存在Br₂，根據題意，選擇試劑四氯化碳來進行萃取實驗，由于四氯化碳呈無色、密度大于水、與水不互溶、易溶解Br₂，觀察到現象為：出現分層現象，下層為四氯化碳，且呈無色．則證明方案一正確．
方案二：證明溶液中存在Fe³⁺．根據題意，選擇試劑硫氰化鉀溶液，觀察到現象為溶液呈血紅色．則證明方案二正確．方案一、方案二都正確即可證明乙同學的觀點確實正確．
故答案為：

	選用試劑（填序號）	實驗現象
方案1	b	下層（CCl4層）無色
方案2	d	溶液變為血紅色

（4）根據結論：氧化性：Fe³⁺＜Br₂，在足量的稀氯化亞鐵溶液中，加入1～2滴溴水時，Br₂可以把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，
Br₂本身被還原成Br^-．確定出反應物和生成物后Fe²⁺+Br₂-Fe³⁺+Br^-，再根據化合價升降法配平，+2價Fe上升到+3價
Fe，化合價上升1價，Br₂中0價降低到-1價，一共降低2價，所以Fe²⁺前計量數為2，Br₂前計量數為1，根據原子守恒，Fe³⁺前計量數為2，Br^-前計量數為2．
故離子方程式為2 Fe²⁺+Br₂═2Fe³⁺+2Br^-，故答案為：2 Fe²⁺+Br₂═2Fe³⁺+2Br^-；
（5）FeBr₂在溶液中電離出Fe²⁺、Br^-，Cl₂通入FeBr₂溶液中，既能氧化Fe²⁺，又能氧化Br^-．發生的反應為2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-、2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-，
根據反應2Fe²⁺+Br₂═2Fe³⁺+2Br^-，還原劑是Fe²⁺，還原產物是Br^-，還原劑的還原性強于還原產物的還原性，即得還原性：Fe²⁺＞Br^-，因此Cl₂先氧化Fe²⁺，后氧化Br^-．
根據已知條件，2molFeBr₂溶液中，n（Fe²⁺）=2mol，n（Br^-）=4mol，
V（Cl₂）═33.6L，n（Cl₂）═

33.6L

22.4L/mol

═1.5mol，
設Cl₂先氧化Fe²⁺的反應中消耗Cl₂物質的量為x，
根據反應：2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-、
         2mol  1mol
         2mol   x
解得 x=1mol，
則氧化Br^-的Cl₂物質的量為0.5mol，根據反應2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-可知，0.5molCl₂氧化1molBr^-，
反應物中參加反應各物質的物質的量為n（Fe²⁺）═2mol，n（Br^-）═1mol，n（Cl₂）=1.5mol，
n（Fe²⁺）：n（Br^-）：n（Cl₂）═4：2：3，即可確定反應物前計量數，再根據原子守恒確定生成物前計量數，得離子方程式為4Fe²⁺+2Br^-+3Cl₂═4Fe³⁺+Br₂+6Cl^-，
故答案為：4Fe²⁺+2Br^-+3Cl₂═4Fe³⁺+Br₂+6Cl^-．

點評：本題考查氧化還原反應基礎知識，聯系元素及其化合物，設計探究實驗，判斷氧化性、還原性的強弱．需具備一定的實驗能力和綜合思維能力，尤其是氧化性、還原性強弱的判斷及根據量的不同書寫離子方程式，非常容易出錯，需要注意多練習．