Question

14．某校化學(xué)實驗興趣小組在“探究溴水與氯化亞鐵溶液反應(yīng)”的實驗中發(fā)現(xiàn)：在足量的稀氯化亞鐵溶液中，加入1-2滴溴水，振蕩后溶液呈黃色．查閱資料顯示：溴水是溴（Br₂）的水溶液，呈黃色；溴水中含有溴單質(zhì)．
（1）提出問題：Fe³⁺、Br₂，誰的氧化性更強．
（2）猜想：
①甲同學(xué)認為氧化性：Fe³⁺＞Br₂，故上述實驗現(xiàn)象不是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所致，則溶液呈黃色是含Br₂ （填化學(xué)式，下同）所致
②乙同學(xué)認為氧化性：Br₂＞Fe³⁺，故上述實驗現(xiàn)象是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所致，則溶液呈黃色是含F(xiàn)e³⁺ 所致．
（3）設(shè)計實驗并驗證
丙同學(xué)為驗證乙同學(xué)的觀點，選用下列某些試劑設(shè)計出兩種方案進行實驗，并通過觀察實驗現(xiàn)象，證明了乙同學(xué)的觀點確實是正確的．除氯化亞鐵溶液和溴水外，還有供選用的試劑：
a、酚酞試液；b、CCl₄；c、無水酒精；d、KSCN溶液．
請你在下表中寫出丙同學(xué)選用的試劑及實驗中觀察到的現(xiàn)象（試劑填序號）

	選用試劑	實驗現(xiàn)象
方案1
方案2

（4）結(jié)論：氧化性：Br₂＞Fe³⁺．故在足量的稀氯化亞鐵溶液中，加入1-2滴溴水，溶液呈黃色所發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為2Fe²⁺+Br₂═2Fe³⁺+2Br^-
（5）實驗后的思考
①根據(jù)上述實驗推測，若在溴化亞鐵溶液中通入氯氣，首先被氧化的離子是Fe²⁺ （填離子的化學(xué)式）．
②在100mLFeBr₂溶液中通入2.24LCl₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況），溶液中有1/2的Br^-被氧氣成單質(zhì)Br₂，則原FeBr₂溶液中FeBr₂的物質(zhì)的量濃度為1mol/L．

Answer 1

分析 （2）Fe²⁺的顏色：淺綠色，F(xiàn)e³⁺的顏色：棕黃色，溴水的顏色：橙黃色．根據(jù)題意在足量的氯化亞鐵溶液中加入l-2滴溴水，如果不發(fā)生氧化還原反應(yīng)，溶液呈黃色是由溴水引起的，如果發(fā)生反應(yīng)：2 Fe²⁺+Br₂═2Fe³⁺+2Br^-，生成Fe³⁺，溶液呈黃色是由Fe³⁺引起的．即可得出甲同學(xué)、乙同學(xué)的結(jié)論；
（3）乙同學(xué)的觀點認為氧化性：Fe³⁺＜Br₂，則會發(fā)生反應(yīng)：2 Fe²⁺+Br₂═2 Fe³⁺+2Br^-，要設(shè)計方案進行實驗證明乙同學(xué)的觀點確實正確，考慮兩種思路．第一，溶液中不存在Br₂，然后選擇合適試劑檢驗不存在Br₂．第二，溶液中存在Fe³⁺，選擇合適試劑檢驗存在Fe³⁺．即可確定乙同學(xué)觀點正確；
（4）根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理確定反應(yīng)物及其生成物，利用化合價升降法進行配平即可；
（5）①FeBr₂在溶液中電離出Fe²⁺、Br^-，Cl₂通入FeBr₂溶液中，既能氧化Fe²⁺，又能氧化Br^-，根據(jù)還原性：Fe²⁺＞Br^-，因此Cl₂先氧化Fe²⁺，后氧化Br^-；
②根據(jù)電子守恒進行計算．

解答 解：（2）Fe²⁺的顏色：淺綠色，F(xiàn)e³⁺的顏色：棕黃色，溴水的顏色：橙黃色．
根據(jù)題意在足量的氯化亞鐵溶液中加入l-2滴溴水，若Fe³⁺氧化性強于Br₂，則不發(fā)生氧化還原反應(yīng)，溶液呈黃色是由加入溴水引起的；如果Br₂氧化性強于Fe³⁺，則發(fā)生反應(yīng)：2Fe²⁺+Br₂═2 Fe³⁺+2Br^-，生成了Fe³⁺，則溶液呈黃色是由Fe³⁺引起的．因此①中甲同學(xué)認為氧化性：Fe³⁺＞Br₂，不發(fā)生反應(yīng)，溶液呈黃色是由溴水引起的；②中乙同學(xué)認為氧化性：Fe³⁺＜Br₂，發(fā)生反應(yīng)生成Fe³⁺，溶液呈黃色是由Fe³⁺引起的，
故答案為：Br₂；Fe³⁺；
（3）乙同學(xué)的觀點認為氧化性：Fe³⁺＜Br₂，則會發(fā)生反應(yīng)：2 Fe²⁺+Br₂═2Fe³⁺+2Br^-，由于溴水少量，要全部參與反應(yīng)，生成物中生成了Fe³⁺．
要證明乙同學(xué)的觀點確實正確，設(shè)計兩種方案進行實驗．方案一：證明溶液中不存在Br₂，根據(jù)題意，選擇試劑四氯化碳來進行萃取實驗，由于四氯化碳呈無色、密度大于水、與水不互溶、易溶解Br₂，觀察到現(xiàn)象為：出現(xiàn)分層現(xiàn)象，下層為四氯化碳，且呈無色．則證明方案一正確．
方案二：證明溶液中存在Fe³⁺．根據(jù)題意，選擇試劑硫氰化鉀溶液，觀察到現(xiàn)象為溶液呈血紅色．則證明方案二正確．方案一、方案二都正確即可證明乙同學(xué)的觀點確實正確．
故答案為：

	選用試劑（填序號）	實驗現(xiàn)象
方案1	b	下層（CCl4層）無色
方案2	d	溶液變?yōu)檠�紅色

（4）根據(jù)結(jié)論：氧化性：Fe³⁺＜Br₂，在足量的稀氯化亞鐵溶液中，加入1～2滴溴水時，Br₂可以把Fe²⁺氧化成Fe³⁺，
Br₂本身被還原成Br^-．確定出反應(yīng)物和生成物后Fe²⁺+Br₂-Fe³⁺+Br^-，再根據(jù)化合價升降法配平，+2價Fe上升到+3價
Fe，化合價上升1價，Br₂中0價降低到-1價，一共降低2價，所以Fe²⁺前計量數(shù)為2，Br₂前計量數(shù)為1，根據(jù)原子守恒，F(xiàn)e³⁺前計量數(shù)為2，Br^-前計量數(shù)為2．
所以離子方程式為2Fe²⁺+Br₂═2Fe³⁺+2Br^-，
故答案為：2Fe²⁺+Br₂═2Fe³⁺+2Br^-；
（5）①FeBr₂在溶液中電離出Fe²⁺、Br^-，Cl₂通入FeBr₂溶液中，既能氧化Fe²⁺，又能氧化Br^-．發(fā)生的反應(yīng)為2Fe²⁺+Cl₂═2Fe³⁺+2Cl^-、2Br^-+Cl₂═Br₂+2Cl^-，
根據(jù)反應(yīng)2Fe²⁺+Br₂═2Fe³⁺+2Br^-，還原劑是Fe²⁺，還原產(chǎn)物是Br^-，還原劑的還原性強于還原產(chǎn)物的還原性，即得還原性：Fe²⁺＞Br^-，因此Cl₂先氧化Fe²⁺，后氧化Br^-．
故答案為：Fe²⁺；
②設(shè)FeBr₂的物質(zhì)的量濃度為c，
由電子守恒可知，$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$×2×1=c×0.1L×（3-2）+c×0.1L×2×$\frac{1}{2}$×（1-0），
解得c=1mol/L，
故答案為：1mol/L．

點評 本題考查氧化還原反應(yīng)及氧化性、還原性的比較、實驗設(shè)計，應(yīng)注意物質(zhì)的性質(zhì)及氧化性、還原性強弱的判斷，離子反應(yīng)的前后順序，題目難度中等．