Question

16．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1～2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，则溶液呈黄色是含Br₂（填化学式，下同）所致．
②乙同学认为氧化性：Br₂＞Fe³⁺，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出两种方案进行实验，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	实验现象
方案1
方案2

（4）应用与拓展：
①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^-．
②在100mLFeBr₂溶液中通入2.24LCl₂（标准状况），溶液中有$\frac{1}{3}$的Br^-被氧化成单质Br₂，则原FeBr₂溶液中FeBr₂的物质的量浓度为1.2mol/L．

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：2Fe²⁺+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：2Fe²⁺+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）①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；
②氯气的物质的量是$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，因还原性Fe²⁺＞Br^-，溶液中有$\frac{1}{3}$的Br^-被氧化成单质Br₂，先后发生2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-，2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-，结合电子得失守恒计算．

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═2Fe³⁺+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：2Fe²⁺+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）①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2Fe²⁺+Br₂═2Fe³⁺+2Br^-，故答案为：2Fe²⁺+Br₂═2Fe³⁺+2Br^-；
②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=c×0.1L×（3-2）+c×0.1L×2×$\frac{1}{3}$×（1-0），
解得c=1.2mol/L，
故答案为：1.2mol/L．

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．