题目内容

6.某化学实验兴趣小组在“探究氯水与溴化亚铁溶液反应”的实验中发现:“在足量的溴化亚铁溶液中,加入1~2滴氯水,振荡后溶液呈黄色.”
『资料』溴水是溴单质的水溶液,因溶有溴单质而呈黄色.
根据已有化学知识及资料,请你参与上述现象形成原因的分析与探究:
(1)提出问题猜想:
猜想Ⅰ:溶液呈黄色是因发生离子反应①2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-( 填离子方程式)所致.
猜想Ⅱ:溶液呈黄色是因发生离子反应②2Br-+Cl2=Br2+2Cl-( 填离子方程式)所致.
(2)设计实验并验证:
为验证①与②中是哪个原因导致了溶液变黄色,设计并进行了以下实验.请根据以下所给试剂,进行合理选用,完成实验方案1和方案2:
所给试剂:酚酞试液、CCl4、无水酒精、KSCN溶液
方案1:取所述黄色溶液于试管中,滴加KSCN并振荡,溶液变红色;则溶液变黄色由反应①所致.
方案2:取所述黄色溶液于试管中,滴加CCl4并振荡;实验现象为CCl4层(下层)无色.
(3)实验结论:
以上实验不仅验证了溶液变黄的真实原因,同时证明了Fe2+的还原性比Br-
强
(填“强”或“弱”).
(4)实验反思:
Ⅰ.根据上述实验推测,若在溴化亚铁溶液中滴入足量氯水,再加入CCl4并充分振荡后静止,产生的现象是溶液分层,上下层均为黄色.
Ⅱ.在100mLFeBr2溶液中通入2.24LCl2(标准状况下),溶液中有1/2的Br-被氧化成单质Br2,则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为1mol/L.

分析 (1)I.根据发生氧化还原反应生成Fe3+及Fe3+在水中的颜色来猜想;
II.根据溴水的颜色来进行猜想;
(2)利用Fe3+的检验及萃取来进行实验的设计,Fe3+遇KSCN溶液变为红色,溴易溶于四氯化碳中,且四氯化碳与水不溶;
(3)由氧化性Br2>Fe3+,则氯化亚铁溶液中加入1~2滴溴水发生氧化还原反应生成Fe3+;
(4)Ⅰ、还原性强的离子先被氧化;
Ⅱ、根据电子守恒进行计算.

解答 解:(1)I.氧化性:Cl2>Fe3+,则发生2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,生成Fe3+且Fe3+在水中为黄色,溶液呈黄色是因为含有
Fe3+所致,
I.因溴水的颜色为黄色,若发生2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,则溶液呈黄色是因为含有Br2所致,根据溴水的颜色来进行猜想;
故答案为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;2Br-+Cl2=Br2+2Cl-;
(2)因Fe3+遇KSCN溶液变为红色,溶液变红色说明含有铁离子,即溶液变色由①引起,溴易溶于四氯化碳中,且四氯化碳与水不溶,
故答案为:KSCN溶液、①;CCl4、CCl4层(下层)无色;
(3)由氧化性Br2>Fe3+,则Fe2+的还原性比Br-强,
故答案为:强;
(4)根据Fe2+的还原性比Br-强,若在溴化亚铁溶液中滴入足量氯水,则氯气会先和亚铁离子反应,再和溴离子反应,生成三价铁和溴单质,再加入CCl4并充分振
荡后静止,溴单质溶解于四氯化碳中,显示橙红色,水和四氯化碳是互不相溶的,三价铁溶解在水中,显示黄色,所以产生的现象是:溶液分上下两层,上层为黄色、下层为橙红色;
故答案为:溶液分上下两层,上层为黄色、下层为橙红色;
(4)I.由氧化性Br2>Fe3+,则氯化亚铁溶液中加入1~2滴溴水发生氧化还原反应生成Fe3+,反应为2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-,故答案为:2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-;
II.设FeBr2的物质的量浓度为c,由电子守恒可知,$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$×2×1=c×0.1L×(3-2)+c×0.1L×2×$\frac{1}{2}$×(1-0),解得c=1mol/L,
故答案为:1mol/L.

点评 本题考查氧化还原反应及氧化性、还原性的比较、实验设计,学生应注意物质的性质及氧化还原反应中电子守恒来分析,题目难度中等.

练习册系列答案
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17.碱式碳酸铜是一种具有广泛用途的化工产品,主要用于固体荧光粉激活剂和铜盐的制造等.
Ⅰ.制备
碱式碳酸铜因生成条件不同,其颜色和组成也不尽相同,即碱式碳酸铜中Cu(OH)2和CuCO3的比例不同,某实验小组设计以下不同实验制备碱式碳酸铜.
(1)由Na2CO3•10H2O与CuSO4•5H2O反应制备:称取14gCuSO4•5H2O、16gNa2CO3•10H2O,用研钵分别研细后再混合研磨,立即发生反应,有“嗞嗞”声,而且混合物很快成为“黏胶状”,将混合物迅速投入200mL沸水中,快速搅拌并撤离热源,有蓝绿色沉淀产生,过滤,用水洗涤沉淀,至滤液中不含SO42-为止,取出沉淀,风干,得到蓝绿色晶体.
①混合物发生反应时有“嗞嗞”声的原因是有CO2气体生成,混合物成为“黏胶状”的原因是混合物吸水.
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③检验滤液中是否含SO42-的方法是取最后一次洗涤液于试管中,先加入盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,若有BaSO4白色沉淀产生,则证明有SO42-,否则没有.
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Ⅱ.组成测定
有同学查阅资料发现用Cu(OH)2•CuCO3表示碱式碳酸铜是不准确的,较为准确、科学的表达式应该是mCu(OH)2•nCuCO3,不同来源的碱式碳酸铜的m、n值需要具体测定.
(3)热分解法测定碱式碳酸铜组成的实验装置如图所示,通过测定碱式碳酸铜在灼热后所产生的气体体积,推导出碱式碳酸铜中碳酸铜和氢氧化铜的含量,即可求出m和n的比值.
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③三次平行实验测定结果如下表,计算该样品中m:n=3:2,若量气管中所盛液体为水,则该测定值比理论值偏大(填“偏大”或“偏小”)
实验序号样品质量/gCO2体积/mL(已折算成标准状况下)
10.54244.82
20.54244.80
30.54244.78

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