Question

某校化學(xué)實驗興趣小組在“探究鹵素單質(zhì)的氧化性”的系列實驗中發(fā)現(xiàn)：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(qiáng)？
（2）猜想：
①甲同學(xué)認(rèn)為氧化性：Fe³⁺＞Br₂，故上述實驗現(xiàn)象不是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所致，則溶液里黃色是含

Br₂

（填化學(xué)式，下同）所致．
②乙同學(xué)認(rèn)為氧化性：Fe³⁺＜Br₂，故上述實驗現(xiàn)象是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所致，則溶液呈黃色是含

Fe³⁺

所致．
（3）設(shè)計實驗并驗證
丙同學(xué)為驗證乙同學(xué)的觀點．選用下列某些試劑設(shè)計兩種方案進(jìn)行實驗，并通過觀察實驗現(xiàn)象，證明了乙同學(xué)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(xué)選用的試劑及實驗中觀察到的現(xiàn)象．（試劑填序號）

	選用試劑（填序號）	實驗現(xiàn)象
方案1	b	下層（CCl4層）無色
方案2	d	溶液變?yōu)檠�紅色

（4）結(jié)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(fā)生的離子反應(yīng)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(dāng)有33.6L Cl₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況）與FeBr₂溶液發(fā)生了反應(yīng)，所發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為

4Fe²⁺+2Br^-+3Cl₂=4Fe³⁺+Br₂+6Cl^-

．

Answer 1

分析：（2）Fe²⁺的顏色：淺綠色，F(xiàn)e³⁺的顏色：棕黃色，溴水的顏色：橙黃色．根據(jù)題意在足量的氯化亞鐵溶液中加入l-2滴溴水，如果不發(fā)生氧化還原反應(yīng)，溶液呈黃色是由溴水引起的，如果發(fā)生反應(yīng)：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(xué)、乙同學(xué)的結(jié)論；
（3）乙同學(xué)的觀點認(rèn)為氧化性：Fe³⁺＜Br₂，則會發(fā)生反應(yīng)：2 Fe²⁺+Br₂═2 Fe³⁺+2Br^-，要設(shè)計方案進(jìn)行實驗證明乙同學(xué)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(xué)觀點正確；
（4）根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理確定反應(yīng)物及其生成物，利用化合價升降法進(jìn)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(fā)生的反應(yīng)為2 Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-、2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-．根據(jù)還原性：Fe²⁺＞Br^-，因此Cl₂先氧化Fe²⁺，后氧化Br^-．再利用各物質(zhì)量的不同，確定出發(fā)生的離子反應(yīng)．

解答：解：（2）Fe²⁺的顏色：淺綠色，F(xiàn)e³⁺的顏色：棕黃色，溴水的顏色：橙黃色．
根據(jù)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(qiáng)于Br₂，則不發(fā)生氧化還原反應(yīng)，溶液呈黃色是由加入溴水引起的；如果Br₂氧化性強(qiáng)于Fe³⁺，則發(fā)生反應(yīng)：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(xué)認(rèn)為氧化性：Fe³⁺＞Br₂，不發(fā)生反應(yīng)，溶液呈黃色是由溴水引起的；②中乙同學(xué)認(rèn)為氧化性：Fe³⁺＜Br₂，發(fā)生反應(yīng)生成Fe³⁺，溶液呈黃色是由Fe³⁺引起的，
故答案為：Br₂；Fe³⁺；
（3）乙同學(xué)的觀點認(rèn)為氧化性：Fe³⁺＜Br₂，則會發(fā)生反應(yīng)：2 Fe²⁺+Br₂═2Fe³⁺+2Br^-，由于溴水少量，要全部參與反應(yīng)，生成物中生成了Fe³⁺．
要證明乙同學(xué)的觀點確實正確，設(shè)計兩種方案進(jìn)行實驗．方案一：證明溶液中不存在Br₂，根據(jù)題意，選擇試劑四氯化碳來進(jìn)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(xiàn)象為：出現(xiàn)分層現(xiàn)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(jù)題意，選擇試劑硫氰化鉀溶液，觀察到現(xiàn)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(xué)的觀點確實正確．
故答案為：

	選用試劑（填序號）	實驗現(xiàn)象
方案1	b	下層（CCl4層）無色
方案2	d	溶液變?yōu)檠�紅色

（4）根據(jù)結(jié)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(yīng)物和生成物后Fe²⁺+Br₂-Fe³⁺+Br^-，再根據(jù)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(shù)為2，Br₂前計量數(shù)為1，根據(jù)原子守恒，F(xiàn)e³⁺前計量數(shù)為2，Br^-前計量數(shù)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(fā)生的反應(yīng)為2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-、2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-，
根據(jù)反應(yīng)2Fe²⁺+Br₂═2Fe³⁺+2Br^-，還原劑是Fe²⁺，還原產(chǎn)物是Br^-，還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)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(jù)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(shè)Cl₂先氧化Fe²⁺的反應(yīng)中消耗Cl₂物質(zhì)的量為x，
根據(jù)反應(yīng)：2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-、
         2mol  1mol
         2mol   x
解得 x=1mol，
則氧化Br^-的Cl₂物質(zhì)的量為0.5mol，根據(jù)反應(yīng)2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-可知，0.5molCl₂氧化1molBr^-，
反應(yīng)物中參加反應(yīng)各物質(zhì)的物質(zhì)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(yīng)物前計量數(shù)，再根據(jù)原子守恒確定生成物前計量數(shù)，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(yīng)基礎(chǔ)知識，聯(lián)系元素及其化合物，設(shè)計探究實驗，判斷氧化性、還原性的強(qiáng)弱．需具備一定的實驗?zāi)芰�和綜合思維能力，尤其是氧化性、還原性強(qiáng)弱的判斷及根據(jù)量的不同書寫離子方程式，非常容易出錯，需要注意多練習(xí)．