Question

某化學小組在學習元素周期律后，對教材中Fe2＋氧化為Fe3＋的實驗進一步思考，并提出問題：Cl2能將Fe2＋氧化為Fe3＋，那么Br2和I2能否將Fe2＋氧化為Fe3＋？

環節一：理論推測

部分同學認為Br2和I2都可能將Fe2＋氧化為Fe3＋，他們思考的依據是________。

部分同學認為Br2和I2都不能將Fe2＋氧化為Fe3＋，還有同學認為Br2能將Fe2＋氧化為

Fe3＋而I2不能。他們思考的依據是從上到下鹵素單質氧化性減弱。

環節二：設計實驗進行驗證

在大試管中加適量鐵粉，加入10 mL稀鹽酸，振蕩試管，充分反應后，鐵粉有剩余，取上層清液進行下列實驗：。

實驗1：

試管	操作	現象
①	先向試管中加入2 mL FeCl2溶液，再滴加少量紅棕色的溴水，振蕩試管	溶液為黃色
②	先向試管中加入2 mL FeCl2溶液，再滴加少量棕黃色的碘水，振蕩試管	溶液為黃色

 

環節三：實驗現象的分析與解釋

(1)同學甲認為①中現象說明溴水能將Fe2＋氧化，離子方程式為________。

同學乙認為應該補充實驗，才能得出同學甲的結論。請你幫助同學乙完成實驗：

實驗2：

操作

應該觀察到的現象

 

(2)該小組同學對②中溶液呈黃色的原因展開了討論：

可能1：碘水與FeCl2溶液不反應，黃色是碘水稀釋后的顏色。

可能2：______________。

實驗3：進行實驗以確定可能的原因。

操作	現象
向試管②所得溶液中繼續加入0.5 mL CCl4，充分振蕩，靜置一段時間后。取出上層溶液，滴KSCN溶液	靜置后，上層溶液幾乎無色，下層溶液為紫色；上層溶液滴加KSCN溶液后，出現淺紅色

 

同學丙認為該實驗現象可以說明是“可能2”成立，同學丁認為不嚴謹，于是設計了實驗4：

實驗4：

操作	現象
向另一支試管中加入2 mL FeCl2溶液，滴加0.5 mL碘水后，再加入0.5 mL乙酸乙酯，充分振蕩，靜置一段時間后。取出下層溶液，滴加KSCN溶液	靜置后，上層溶液為紫色，下層溶液幾乎無色；下層溶液滴加KSCN溶液后，沒有出現淺紅色

 

你認為實驗4設計的主要目的是________________。

同學丁根據實驗4現象得出結論：在本次實驗條件下，碘水與FeCl2溶液反應的程度很小。

(3)Cl2、Br2、I2氧化Fe2＋的能力逐漸減弱，用原子結構解釋原因：__________。

 

Answer 1

環節一：均為第ⅦA族單質，氧化性均較強(合理即可)

環節三：(1)2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－

操作	反應觀察到的現象
取少量①的黃色溶液于試管中，滴加少量KSCN溶液，振蕩	溶液變為血紅色

 

(2)碘水與FeCl2溶液發生反應，但FeCl3溶液也是黃色的，所以沒有明顯現象

亞鐵離子與空氣接觸會被氧化，加入乙酸乙酯既可作為萃取劑又能起到液封的作用，減少空氣對實驗的影響

(3)同一主族元素從上到下原子核外電子層數依次增多，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱，氧化性逐漸減弱(合理即可)

【解析】第ⅦA族元素的單質均具有氧化性，但氧化性從上到下逐漸減弱。實驗1中①黃色為Fe3＋的顏色，說明Br2能將Fe2＋氧化成Fe3＋，實驗1中②黃色可能是Fe3＋的顏色，也可能是原碘水的顏色，應用KSCN溶液檢驗是否有Fe3＋生成。實驗3中，由于Fe2＋易被空氣中的O2氧化，所以上層清液出現淺紅色，不能說明Fe2＋能被I2氧化，應采取措施防止空氣的干擾。鹵族元素單質氧化性逐漸減弱的原因是從上到下原子電子層數逐漸增多，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱，單質的氧化性逐漸減弱。