Question

溴水和氯化铁溶液均是中学化学实验中的常用试剂，浓度较小时，溶液均呈黄色．在探究铁的化合物相互转化时，进行下列实验．
实验操作：向足量20mL的FeSO₄溶液中，滴入几滴浓溴水，振荡．
实验现象：溶液由浅绿色变成黄色．
（1）对该实验现象的解释：
①如果发生了化学反应，则使溶液呈黄色的微粒是

 

（填化学式，下同）；
②如果未发生化学反应，则使溶液呈黄色的微粒是

 

．
（2）通过进一步实验，可证明Br₂水和FeSO₄溶液是否发生反应．下列是设计的一些实验方案和预测．请填空：

	操作	预期现象及结论
方案1	取少量黄色溶液，加入NaOH溶液	如果生成红褐色沉淀，则说明发生了反应
方案2	取少量黄色溶液，加入淀粉碘化钾溶液	如果溶液变蓝色，则说明未发生反应
方案3	取少量黄色溶液，加入四氯化碳，振荡	如果下层溶液呈橙红色，则说明：

①方案1是否合理？

 

（填“合理”或“不合理”）．
方案2中，由于存在反应

 

（用离子方程式表示），所以预测结论不正确．
②请你另外设计一个合理方案，证明已经反应．将有关内容填入下表．

实验操作	预期现象及结论	解释现象的离子方程式

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）加入溴水的溶液，溴单质浓度较小时，溶液呈黄色；Fe³⁺的溶液呈黄色，所以溶液颜色改变的原因可能为溴单质的颜色、或三价铁离子的颜色或二者混合形成的颜色；
（2）①氢氧化钠与亚铁离子反应生成的氢氧化亚铁不稳定，很容易被氧化成红褐色氢氧化铁沉淀；
方案2中铁离子具有氧化性，能够氧化碘离子，溶液变蓝色，无法说明未发生反应；
②如果亚铁离子被氧化，则溶液中存在铁离子，可以通过具有铁离子的方法判断反应已经进行．

解答： 解：（1）①Fe³⁺的溶液呈黄色，亚铁离子具有较强还原性，加入溴水后如果发生了化学反应，则使溶液呈黄色的微粒可能为Fe³⁺，故答案为：Fe³⁺；
②溴单质浓度较小时，溶液呈黄色，如果未发生化学反应，则使溶液呈黄色的微粒是Br₂，故答案为：Br₂；
（2）①取少量黄色溶液，加入NaO最终生成红褐色沉淀，不一定说明溴水和FeSO₄溶液发生了化学反应，因为氢氧化钠和亚铁离子反应生成的氢氧化亚铁白色沉淀会迅速变为灰绿色最后生成红褐色沉淀氢氧化铁，所以不合理；
取少量黄色溶液，加入淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝色，不一定说明未发生化学反应，因为溴单质与亚铁离子反应生成的Fe³⁺会氧化碘离子，反应生成单质碘，发生反应的方程式为：2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂，
故答案为：不合理；2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂；
②判断溴水和FeSO₄溶液是否反应的最简单方法是只需检验有无三价铁离子生成就可以证明发生反应，方法为：取少量溶液，滴加KSCN溶液呈血红色，FeSO₄与溴水反应生成Fe³⁺，
故答案为：

实验操作	预期现象及结论	解释现象的离子方程式
取少量黄色溶液，滴加KSCN溶液	溶液变为红色，则说明发生了反应	Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3

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点评：本题考查了性质实验方案的设计，题目难度中等，涉及了离子的检验方法分析、实验现象的判断应用等知识，明确常见离子的检验方法及实验方案的设计原则为解答本题的关键，试题培养了学生的分析、理解能力．