Question

某校化学实验兴趣小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现：在足量的稀氯化亚铁溶液中加入l-2滴溴水，振荡后溶液呈黄色．
（1）提出问题：Fe³⁺、Br₂谁的氧化性更强？
（2）猜想：
①甲同学认为氧化性：Fe³⁺＞Br₂，故上述实验现象不是发生化学反应所致，则溶液里黄色是含

Br₂

（填化学式，下同）所致．
②乙同学认为氧化性：Fe³⁺＜Br₂，故上述实验现象是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是含

Fe³⁺

所致．
（3）设计实验并验证
丙同学为验证乙同学的观点．选用下列某些试剂设计两种方案进行实验，并通过观察实验现象，证明了乙同学的观点确实是正确的．供选用的试剂：a、酚酞试液 b、四氯化碳 c、无水酒精 d、硫氰化钾溶液
请你在下列表格中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象．（试剂填序号）

	选用试剂（填序号）	实验现象
方案1	b	下层（CCl4层）无色
方案2	d	溶液变为血红色

（4）结论：氧化性：Fe³⁺＜Br₂，在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水，溶液呈黄色所发生的离子反应方程式为

2Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-

．
（5）实验后的思考：在2molFeBr₂溶液中通入一定量的Cl₂，当有33.6L Cl₂（标准状况）与FeBr₂溶液发生了反应，所发生反应的离子反应方程式为

4Fe²⁺+2Br^-+3Cl₂=4Fe³⁺+Br₂+6Cl^-

．

Answer 1

分析：（2）Fe²⁺的颜色：浅绿色，Fe³⁺的颜色：棕黄色，溴水的颜色：橙黄色．根据题意在足量的氯化亚铁溶液中加入l-2滴溴水，如果不发生氧化还原反应，溶液呈黄色是由溴水引起的，如果发生反应：2 Fe²⁺+Br₂═2Fe³⁺+2Br^-，生成Fe³⁺，溶液呈黄色是由Fe³⁺引起的．即可得出甲同学、乙同学的结论；
（3）乙同学的观点认为氧化性：Fe³⁺＜Br₂，则会发生反应：2 Fe²⁺+Br₂═2 Fe³⁺+2Br^-，要设计方案进行实验证明乙同学的观点确实正确，考虑两种思路．第一，溶液中不存在Br₂，然后选择合适试剂检验不存在Br₂．第二，溶液中存在Fe³⁺，选择合适试剂检验存在Fe³⁺．即可确定乙同学观点正确；
（4）根据氧化还原反应原理确定反应物及其生成物，利用化合价升降法进行配平即可；
（5）FeBr₂在溶液中电离出Fe²⁺、Br^-，Cl₂通入FeBr₂溶液中，既能氧化Fe²⁺，又能氧化Br^-；发生的反应为2 Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-、2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-．根据还原性：Fe²⁺＞Br^-，因此Cl₂先氧化Fe²⁺，后氧化Br^-．再利用各物质量的不同，确定出发生的离子反应．

解答：解：（2）Fe²⁺的颜色：浅绿色，Fe³⁺的颜色：棕黄色，溴水的颜色：橙黄色．
根据题意在足量的氯化亚铁溶液中加入l-2滴溴水，若Fe³⁺氧化性强于Br₂，则不发生氧化还原反应，溶液呈黄色是由加入溴水引起的；如果Br₂氧化性强于Fe³⁺，则发生反应：2Fe²⁺+Br₂═2 Fe³⁺+2Br^-，生成了Fe³⁺，则溶液呈黄色是由Fe³⁺引起的．因此①中甲同学认为氧化性：Fe³⁺＞Br₂，不发生反应，溶液呈黄色是由溴水引起的；②中乙同学认为氧化性：Fe³⁺＜Br₂，发生反应生成Fe³⁺，溶液呈黄色是由Fe³⁺引起的，
故答案为：Br₂；Fe³⁺；
（3）乙同学的观点认为氧化性：Fe³⁺＜Br₂，则会发生反应：2 Fe²⁺+Br₂═2Fe³⁺+2Br^-，由于溴水少量，要全部参与反应，生成物中生成了Fe³⁺．
要证明乙同学的观点确实正确，设计两种方案进行实验．方案一：证明溶液中不存在Br₂，根据题意，选择试剂四氯化碳来进行萃取实验，由于四氯化碳呈无色、密度大于水、与水不互溶、易溶解Br₂，观察到现象为：出现分层现象，下层为四氯化碳，且呈无色．则证明方案一正确．
方案二：证明溶液中存在Fe³⁺．根据题意，选择试剂硫氰化钾溶液，观察到现象为溶液呈血红色．则证明方案二正确．方案一、方案二都正确即可证明乙同学的观点确实正确．
故答案为：

	选用试剂（填序号）	实验现象
方案1	b	下层（CCl4层）无色
方案2	d	溶液变为血红色

（4）根据结论：氧化性：Fe³⁺＜Br₂，在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水时，Br₂可以把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，
Br₂本身被还原成Br^-．确定出反应物和生成物后Fe²⁺+Br₂-Fe³⁺+Br^-，再根据化合价升降法配平，+2价Fe上升到+3价
Fe，化合价上升1价，Br₂中0价降低到-1价，一共降低2价，所以Fe²⁺前计量数为2，Br₂前计量数为1，根据原子守恒，Fe³⁺前计量数为2，Br^-前计量数为2．
故离子方程式为2 Fe²⁺+Br₂═2Fe³⁺+2Br^-，故答案为：2 Fe²⁺+Br₂═2Fe³⁺+2Br^-；
（5）FeBr₂在溶液中电离出Fe²⁺、Br^-，Cl₂通入FeBr₂溶液中，既能氧化Fe²⁺，又能氧化Br^-．发生的反应为2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-、2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-，
根据反应2Fe²⁺+Br₂═2Fe³⁺+2Br^-，还原剂是Fe²⁺，还原产物是Br^-，还原剂的还原性强于还原产物的还原性，即得还原性：Fe²⁺＞Br^-，因此Cl₂先氧化Fe²⁺，后氧化Br^-．
根据已知条件，2molFeBr₂溶液中，n（Fe²⁺）=2mol，n（Br^-）=4mol，
V（Cl₂）═33.6L，n（Cl₂）═

33.6L

22.4L/mol

═1.5mol，
设Cl₂先氧化Fe²⁺的反应中消耗Cl₂物质的量为x，
根据反应：2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-、
         2mol  1mol
         2mol   x
解得 x=1mol，
则氧化Br^-的Cl₂物质的量为0.5mol，根据反应2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-可知，0.5molCl₂氧化1molBr^-，
反应物中参加反应各物质的物质的量为n（Fe²⁺）═2mol，n（Br^-）═1mol，n（Cl₂）=1.5mol，
n（Fe²⁺）：n（Br^-）：n（Cl₂）═4：2：3，即可确定反应物前计量数，再根据原子守恒确定生成物前计量数，得离子方程式为4Fe²⁺+2Br^-+3Cl₂═4Fe³⁺+Br₂+6Cl^-，
故答案为：4Fe²⁺+2Br^-+3Cl₂═4Fe³⁺+Br₂+6Cl^-．

点评：本题考查氧化还原反应基础知识，联系元素及其化合物，设计探究实验，判断氧化性、还原性的强弱．需具备一定的实验能力和综合思维能力，尤其是氧化性、还原性强弱的判断及根据量的不同书写离子方程式，非常容易出错，需要注意多练习．