Question

4．某研究性学习小组进行如下探究活动：
实验目的：探究Cl₂、Br₂、I₂的氧化性强弱．
查阅资料：①常温下，高锰酸钾与浓盐酸反应产生氯气；
②溴单质易挥发，碘单质易升华；
③淀粉溶液遇到碘单质变蓝色；
④溴、碘在不同溶剂中所形成溶液（从稀到浓）的颜色变化如图所示．

	水	四氯化碳
溴	黄→棕	橙→橙红
碘	深黄→褐	紫→深紫

实验方案：该小组设计如图所示装置实验（夹持仪器已略去，装置气密性完好）

实验过程：
Ⅰ先打开弹簧夹，再打开活塞a，滴加浓盐酸
Ⅱ当B和C中的溶液都变黄时，加紧弹簧夹
Ⅲ当B中的溶液由黄色变为棕色时，关闭活塞a
Ⅳ…
回答以下问题：
（1）验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是A中湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，写出该反应的化学方程式Cl₂+2KI═I₂+2KCl；
（2）为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是打开活塞b，将分液漏斗中的黄色溶液滴入D中，关闭活塞b，取下试管D振荡，静置，观察到D中CCl₄层溶液变为紫红色，说明溴的氧化性强于碘，写出该反应的离子方程式2I^-+Br ₂=2Br^-+I₂；
（3）由实验得到的氯、溴、碘单质的氧化性由强到弱的顺序为Cl₂＞Br₂＞I₂；
（4）你认为实验中为什么要加过程Ⅲ这一步操作，请简述个人观点B、C中的NaBr溶液的浓度和体积均相同，棕色溶液B含有的溴单质比黄色溶液C中的多，说明C中还存有溴离子，不存在氯气，确保了氯气不干扰溴与碘化钾的反应．

Answer 1

分析 A装置：高锰酸钾具有强氧化性，与浓盐酸反应：2KMnO₄+16HCl_（浓）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O生成氯气，氯气的氧化性强于碘，氯气与湿润的淀粉碘化钾反应：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，碘单质遇淀粉显示蓝色，B装置：氯气的氧化性强于溴，将氯气通入NaBr溶液中会有单质溴生成，发生反应的离子方程式为：Cl₂+2Br^-═Br₂+2Cl^-；浸有氢氧化钠的棉花吸收氯气、溴蒸气，C装置：验证溴的氧化性强于碘，C中生成的溴通入到盛有KI溶液的D中，发生氧化还原反应，静至后CCl₄层溶液变为紫红色．
（1）氯气氧化性强于单质碘，碘遇淀粉变蓝色；
（2）如CCl₄层溶液变为紫红色，则说明有碘生成，为验证溴的氧化性强于碘，应将C中生成的溴加入到盛有KI溶液的D中，如发生氧化还原反应，则静至后CCl₄层溶液变为紫红色；
（3）根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性分析，氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂；
（4）当B中的溶液由黄色变为棕色时，关闭活塞a，保证C中还存有溴离子，避免氯气干扰溴与碘化钾的反应．

解答 解：（1）高锰酸钾具有强氧化性，与浓盐酸反应：2KMnO₄+16HCl_（浓）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O生成氯气，氯气的氧化性强于碘，氯气与湿润的淀粉碘化钾反应：Cl₂+2KI═I₂+2KCl，碘单质遇淀粉显示蓝色，
故答案为：A中湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝；Cl₂+2KI═I₂+2KCl；
（2）为验证溴的氧化性强于碘，应将C中生成的溴加入到盛有KI溶液的D中，如发生氧化还原反应，则静至后CCl₄层溶液变为紫红色，操作为：打开活塞b，将分液漏斗中的黄色溶液滴入D中，关闭活塞b，取下试管D振荡，静置，观察到D中CCl₄层溶液变为紫红色，说明溴的氧化性强于碘，反应为：2I^-+Br ₂=2Br^-+I₂，
故答案为：打开活塞b，将分液漏斗中的黄色溶液滴入D中，关闭活塞b，取下试管D振荡，静置，观察到D中CCl₄层溶液变为紫红色，说明溴的氧化性强于碘；2I^-+Br ₂=2Br^-+I₂；
（3）氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，氯气与湿润的淀粉碘化钾反应：Cl₂+2KI═I₂+2KCl，碘单质遇淀粉显示蓝色，氯气的氧化性强于碘，B装置：将氯气通入NaBr溶液中会有单质溴生成，氯的氧化性强于溴，C中生成的溴加入到盛有KI溶液的D中，2KI+Br ₂=2KBr+I₂，溴的氧化性强于碘，所以氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂，
故答案为：Cl₂＞Br₂＞I₂；
（4）B、C中的NaBr溶液的浓度和体积均相同，棕色溶液B含有的溴单质比黄色溶液C中的多，说明C中还存有溴离子，不存在氯气，如有氯气，氯气会继续氧化溴离子，所以能保证氯气不干扰溴与碘化钾的反应，
故答案为：B、C中的NaBr溶液的浓度和体积均相同，棕色溶液B含有的溴单质比黄色溶液C中的多，说明C中还存有溴离子，不存在氯气，确保了氯气不干扰溴与碘化钾的反应．

点评 本题为探究题和实验设计题，用以比较卤素单质的氧化性强弱，注意本题中要排除干扰因素的存在，掌握氧化还原反应有关知识以及卤素的性质是解答的关键，综合考查了学生灵活运用知识的能力．