Question

某研究小組對“Br₂和I₂能否將Fe²⁺氧化為Fe³⁺”這一課題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和探究。請你完成相關(guān)問題的回答。
(1)提出合理的假設(shè)
假設(shè)1： Br₂和I₂都可以將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；
假設(shè)2： Br₂和I₂都不能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；
假設(shè)3：
（2）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
在大試管中加適量鐵粉，加入10 mL 稀硫酸，振蕩試管，充分反應(yīng)后，鐵粉有剩余，將所得的FeSO₄溶液稀釋到200mL，備用。
實(shí)驗(yàn)Ⅰ：向試管1中加入2 mL淺綠色的 FeSO₄溶液，再滴加少量紅棕色的溴水，振蕩試管，溶液為黃色；
實(shí)驗(yàn)Ⅱ：向試管2中加入2 mL淺綠色的 FeSO₄溶液，再滴加少量棕黃色的碘水，振蕩試管，溶液為黃色。
（3）對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析與討論
①甲同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)Ⅰ的現(xiàn)象說明溴水能將Fe²⁺氧化，離子方程式為              。
②乙同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)，才能得出甲的結(jié)論。乙的實(shí)驗(yàn)操作以及預(yù)期現(xiàn)象是                                                                    。
③該小組同學(xué)對實(shí)驗(yàn)Ⅱ中溶液呈黃色的原因展開了討論：
可能1：碘水與 FeSO₄溶液不反應(yīng)，黃色是碘水稀釋后的顏色。
可能2：                                        。
丙同學(xué)和丁同學(xué)分別設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案以確定可能的原因。
丙方案：向試管2所得溶液中繼續(xù)加入0．5mLCCl₄，充分振蕩，靜置一段時間后。取出上層溶液，滴加幾滴KSCN 溶液；
丁方案：向試管2所得溶液中繼續(xù)加入加入0．5mL乙酸乙酯，充分振蕩，靜置一段時間后。取出下層溶液，滴加幾滴KSCN 溶液；
你認(rèn)為          方案為最佳方案，理由是                                     。
（4）拓展延伸
①為準(zhǔn)確測定此實(shí)驗(yàn)所用的FeSO₄溶液的濃度，某同學(xué)補(bǔ)充了以下實(shí)驗(yàn)：
滴定：量取20．00mL稀釋后得到的溶液于錐形瓶中，將0．0200mol/LKMnO₄標(biāo)準(zhǔn)溶液裝入50mL中，滴定至終點(diǎn)，記錄數(shù)據(jù)。重復(fù)滴定2次。平均消耗KMnO₄溶液V mL。
②計(jì)算：此實(shí)驗(yàn)中所用的FeSO₄溶液的物質(zhì)的量濃度=       mol/L（要求只列出算式，不需運(yùn)算）。
（已知反應(yīng)式：Fe²⁺ + MnO₄^－ +H⁺ — Fe³⁺ + Mn²⁺ + H₂O，未配平)

Answer 1

（1）假設(shè)3：Br₂能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺而I₂不能（2分）
（3）①2Fe²⁺＋Br₂=2Fe³⁺＋2Br^-（2分）
②取少量實(shí)驗(yàn)Ⅰ的黃色溶液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，振蕩，溶液變?yōu)榧t色。（3分）
③可能2：碘水與FeSO₄溶液發(fā)生反應(yīng)生成Fe₂(SO₄)₃， Fe₂(SO₄)₃溶液也是黃色的，所以溶液的顏色沒有明顯的變化。（2分，表述合理給分）丁(2分)；理由：亞鐵離子與空氣接觸容易被氧化，丁方案中加入乙酸乙酯既可作為萃取劑又能起到液封的作用，減少空氣對實(shí)驗(yàn)的影響。（3分，表述合理給分）
（4）①酸式滴定管（1分）②0．0200×V×10^-3×5 /（20×10^-3）或0．0200×V×5 /20（2分）

試題分析：（1）根據(jù)前兩個假設(shè)，結(jié)合溴與碘的氧化性 的強(qiáng)弱，提出第三個假設(shè)：Br₂能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺而I₂不能；
（3）①溴氧化亞鐵離子為鐵離子，本身被還原成溴離子，離子方程式為2Fe²⁺＋Br₂=2Fe³⁺＋2Br^-
②需要補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證鐵離子的存在，所以取少量實(shí)驗(yàn)Ⅰ的黃色溶液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，振蕩，溶液變?yōu)榧t色，說明溴水能將Fe²⁺氧化；
③可能2是碘水與 FeSO₄溶液反應(yīng)生成硫酸鐵，鐵離子的顏色也為黃色；丁方案更合理，因?yàn)橐宜嵋阴サ拿芏缺人�小，且不溶于水，在溶液的上層，可以起到隔絕空氣的作用，防止亞鐵離子被空氣中的氧氣氧化；同時還起到萃取的作用，碘在有機(jī)溶劑中的溶解度大于在水中的溶解度，所以萃取后向下層液體中滴加KSCN溶液，判斷有無鐵離子生成；
（4）①酸性高錳酸鉀溶液的氧化性強(qiáng)所以用酸式滴定管裝酸性高錳酸鉀溶液；②根據(jù)得失電子守恒，亞鐵離子與高錳酸根離子之間的物質(zhì)的量比例關(guān)系為5Fe²⁺～MnO₄^-,所以硫酸亞鐵的濃度為0．0200×V×10^-3×5 /（20×10^-3）mol/L。