Question

某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)想將少量Cl₂通入Fe²⁺和I^﹣的混合溶液中，探究Fe²⁺和I^﹣的還原性強(qiáng)弱．

【提出假設(shè)】假設(shè)1：Fe²⁺還原性比I^﹣強(qiáng)．   假設(shè)2：I^﹣還原性比Fe²⁺強(qiáng)．

【驗(yàn)證假設(shè)】選擇幾種裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

（1）實(shí)驗(yàn)必需的裝置是A→　 （按Cl₂氣流方向的順序填寫）

（2）實(shí)驗(yàn)開始后，控制通入氯氣的量，當(dāng)通入少量氯氣時(shí)，通過觀察混合溶液顏色的變化　　 （填“能”或“不能”）判斷反應(yīng)的先后順序．

（3）請?jiān)谙卤碇袑懗鰧?shí)驗(yàn)步驟及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論．

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
取少量反應(yīng)后的混合溶液分置于A、B兩試管中： 往A中滴加　　溶液； 往B中滴加　溶液．	①A：　　， ②B：　　， 則假設(shè)1成立． ③A：　　 ④B：　　， 則假設(shè)2成立．

（4）為了實(shí)驗(yàn)成功，必須控制各物質(zhì)的量．該小組稱取1.52g FeSO₄固體，同時(shí)稱取1.66g KI固體，溶于水中配成混合溶液．為了驗(yàn)證上述假設(shè)，通入的Cl₂體積最多不能超過　　L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．

【思考與交流】

（5）有同學(xué)質(zhì)疑，上述實(shí)驗(yàn)中Cl₂量很難控制，無法驗(yàn)證Fe²⁺和I^﹣反應(yīng)的先后順序．于是提出另一方案：往KI溶液中滴入　　溶液，若能發(fā)生反應(yīng)，即可證明I^﹣的還原性強(qiáng)于Fe²⁺．

Answer 1

考點(diǎn)：

氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法；氯、溴、碘及其化合物的綜合應(yīng)用．

專題：

鹵族元素．

分析：

（1）依據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的“將少量Cl₂通入Fe²⁺和I^﹣的混合溶液中，探究Fe²⁺和I^﹣的還原性強(qiáng)弱”解答；

（2）碘水的顏色與三價(jià)鐵離子水溶液的顏色相差不大；

（3）三價(jià)鐵離子遇到KSCN溶液顯紅色，淀粉遇到碘變藍(lán)色，當(dāng)通入少量的氯氣時(shí)，如果二價(jià)鐵離子先反應(yīng)被氧化物三價(jià)鐵離子，則加入KSCN溶液顯紅色，

碘離子此時(shí)為反應(yīng)，加入淀粉后不變藍(lán)色；如果碘離子先反應(yīng)被氧化為單質(zhì)碘，則加入淀粉變藍(lán)色，二價(jià)鐵離子此時(shí)未反應(yīng)，加入KSCN溶液不變紅色；

（4）依據(jù)2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^﹣計(jì)算1.52g FeSO₄固體中二價(jià)鐵離子被氧化需要的氯氣的物質(zhì)的量，依據(jù)2I^﹣+Cl₂=I₂+2Cl^﹣，計(jì)算1.66g KI固體被氧化需要的氯氣的物質(zhì)的量；

（5）依據(jù)氧化還原反應(yīng)中還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性．

解答：

解：（1）要想探究Fe²⁺和I^﹣的還原性強(qiáng)弱，應(yīng)將制取的氯氣通入到含有Fe²⁺和I^﹣的溶液中，氯氣有毒應(yīng)進(jìn)行尾氣處理，所以必須的裝置A→C→E；

故答案為：C→E；

（2）碘水的顏色與三價(jià)鐵離子水溶液的顏色相差不大，所以不能通過觀察顏色來比較反應(yīng)的先后順序，故答案為：不能；

（3）三價(jià)鐵離子遇到KSCN溶液顯紅色，淀粉遇到碘變藍(lán)色，當(dāng)通入少量的氯氣時(shí)，如果二價(jià)鐵離子先反應(yīng)被氧化物三價(jià)鐵離子，則加入KSCN溶液顯紅色，

碘離子此時(shí)為反應(yīng)，加入淀粉后不變藍(lán)色；如果碘離子先反應(yīng)被氧化為單質(zhì)碘，則加入淀粉變藍(lán)色，二價(jià)鐵離子此時(shí)未反應(yīng)，加入KSCN溶液不變紅色；

故答案為：

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
KSCN； 淀粉	①變紅色， ②不變色， ③不變色， ④變藍(lán)色．

；

（4）1.52g FeSO₄固體的物質(zhì)的量為==0.01mol，依據(jù)2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl^﹣可知，完全氧化二價(jià)鐵離子需要0.005mol氯氣，標(biāo)況下體積為：0.005mol×22.4L/mol=0.112L；

1.66g KI固體的物質(zhì)的量為==0.01mol，依據(jù)2I^﹣+Cl₂=I₂+2Cl^﹣，完全氧化碘離子需要0.005mol氯氣，標(biāo)況下體積為：0.005mol×22.4L/mol=0.112L，所以為了驗(yàn)證上述假設(shè)，通入的Cl₂體積最多不能超過0.112L；

故答案為：0.112L；

（5）氯化鐵與碘化鉀反應(yīng)的離子方程式為：2I^﹣+2Fe³⁺=I₂+2Fe²⁺，反應(yīng)中碘離子碘元素化合價(jià)升高，碘離子作用還原劑，三價(jià)鐵離子化合價(jià)降低被還原，二價(jià)鐵離子為還原產(chǎn)物，依據(jù)氧化還原反應(yīng)中還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物的還原性，可知碘離子的還原性強(qiáng)于二價(jià)鐵離子，同種氧化劑與多種還原劑反應(yīng)，還原性強(qiáng)的優(yōu)先反應(yīng)，所以可以確定氯氣與Fe²⁺和I^﹣反應(yīng)的先后順序．

點(diǎn)評：

本題為實(shí)驗(yàn)題，考查了二價(jià)鐵離子與碘離子還原性強(qiáng)弱的比較，題目難度中等，明確反應(yīng)的實(shí)質(zhì)和氧化還原反應(yīng)的先后規(guī)律是解題的關(guān)鍵．