Question

某课外小组学生对Cl₂与FeBr₂溶液反应进行实验探究．

操  作	现  象
取0.1mol/L的FeBr2溶液10mL，测溶液的pH	pH试纸变红（约为4）
	ⅰ．开始通入100mL（折合标准状况），溶液由浅绿色逐渐变黄； ⅱ．稍后，继续通入Cl2，溶液黄色加深，变为棕黄色； iii．稍后，溶液由棕黄色变浅，最终变为黄色

（1）用浓盐酸和MnO₂反应制取Cl₂的化学方程式是

 

．
（2）pH≈4的原因是

 

（用化学用语表示）．
（3）现象i中溶液由浅绿色逐渐变黄．某学生猜测可能原因：①Cl₂将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，使溶液呈黄色；②Cl₂将Br^-氧化为Br₂，使溶液呈黄色．证明原因①的实验方案是

 

；证明原因②的实验方案是

 

．
（4）现象ⅱ中，溶液变为棕黄色．部分学生猜测①：可能是Cl₂先将Fe²⁺氧化生成Fe³⁺，Cl₂又继续氧化Br^-生成Br₂．部分学生猜测②：可能是Cl₂先将Fe²⁺氧化生成Fe³⁺，Fe³⁺将Br^-氧化生成Br₂．某学生设计实验进行验证，请完成下列表格：

试管	操作	现象	结论
a	取2mL FeCl2溶液，滴加少量氯水、2滴KSCN溶液，振荡		Cl2的氧化性强于Fe3+
b	取2mL FeCl3溶液，滴加少量溴化钠溶液和少量CCl4，振荡	CCl4层没有明显变化
c		CCl4层由无色变为橙黄色	Cl2的氧化性强于Br2

由此实验得出的结论是

 

．

Answer 1

考点：氯、溴、碘的性质实验,铁及其化合物的性质实验

专题：实验设计题

分析：（1）浓盐酸与二氧化锰在加热条件下发生反应生成氯化锰、氯气和水；
（2）亚铁离子水解显酸性；
（3）原因①：Fe²⁺被C1₂氧化成Fe³⁺，向该溶液中加入KSCN溶液，溶液变为红色证明有三价铁生成；
原因②：Br^-被C1₂氧化成Br₂溶解在溶液中，通过溶液中加入适量四氯化碳，萃取出溴单质从而使CCl₄层呈橙红色来证明有溴单质生成；
（4）根据上述现象发生的原因可能是：Cl₂先将Fe²⁺氧化生成Fe³⁺或Cl₂先将Br^-氧化生成Br₂，故设计实验验证由浅绿色逐渐变黄色的原因，就是检验产生了Fe³⁺还是Br₂；
由实验a可知，氧化性顺序Cl₂＞Fe³⁺
由实验b可知，氧化性顺序Br₂＞Fe³⁺
实验c由现象CCl₄层由无色变为橙红色可知，应设计对比实验验证氧化性顺序 Cl₂＞Br₂．

解答： 解：（1）浓盐酸与二氧化锰在加热条件下发生反应生成氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为：MnO₂+4HCl（浓）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案为：MnO₂+4HCl（浓）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）亚铁离子为弱碱阳离子，水解显酸性，水解反应方程式为：Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺，故答案为：Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺；
（3）原因①：Fe²⁺被C1₂氧化成Fe³⁺，向该溶液中加入KSCN溶液，溶液变为红色证明有三价铁生成；
原因②：Br^-被C1₂氧化成Br₂溶解在溶液中，通过溶液中加入适量四氯化碳，萃取出溴单质从而使CCl₄层呈橙红色来证明有溴单质生成；
故答案为：取5mL上述黄色溶液于试管中，向该溶液中加入KSCN溶液，溶液变为红色，说明原因①对，否则不成立；
取5mL上述黄色溶液于试管中，向其中滴加少量四氯化碳，震荡，若CCl₄层呈橙红色，说明原因②对，否则不成立；
（4）由实验a可知，氧化性顺序Cl₂＞Fe³⁺，故看到溶液变红色；
由实验b可知，CCl₄层没有明显变化，说明氧化性顺序Br₂＞Fe³⁺；
由现象CCl₄层由无色变为橙红色可知，应设计对比实验验证氧化性顺序 Cl₂＞Br₂，故操作为：取2mL溴化钠溶液于试管中，滴加少量氯水和少量CCl₄，振荡静置；
由此得出结论，猜测①是正确的；故答案为：

试管	操作	现象	结论
a	取2mL FeCl2溶液，滴加少量氯水、2滴KSCN溶液，振荡	溶液变红色	Cl2的氧化性强于Fe3+
b	取2mL FeCl3溶液，滴加少量溴化钠溶液和少量CCl4，振荡	CCl4层没有明显变化	Br2＞Fe3+
c	取2mL溴化钠溶液于试管中，滴加少量氯水和少量CCl4，振荡静置	CCl4层由无色变为橙黄色	Cl2的氧化性强于Br2

由此实验得出的结论是 猜测①是正确的．

点评：本题考查了卤族元素化合物的知识，题目难度中等，熟悉溴离子、二价铁离子还原性强弱及离子或卤素单质的检验为解体关键．