Question

某化學(xué)小組在學(xué)習(xí)元素周期律后,對教材中Fe2+氧化為Fe3+的實驗進一步思考,并提出問題:Cl2能將Fe2+氧化為Fe3+,那么Br2和I2能否將Fe2+氧化為Fe3+?

環(huán)節(jié)一:理論推測

部分同學(xué)認為Br2和I2都可能將Fe2+氧化為Fe3+,他們思考的依據(jù)是　 。

部分同學(xué)認為Br2和I2都不能將Fe2+氧化為Fe3+,還有同學(xué)認為Br2能將Fe2+氧化為Fe3+而I2不能。他們思考的依據(jù)是從上到下鹵素單質(zhì)氧化性減弱。

環(huán)節(jié)二:設(shè)計實驗進行驗證

在大試管中加適量鐵粉,加入10 mL稀鹽酸,振蕩試管,充分反應(yīng)后,鐵粉有剩余,取上層清液進行下列實驗。

實驗1:

試管	操作	現(xiàn)象
①	先向試管中加入2 mL FeCl2溶液,再滴加少量紅棕色的溴水,振蕩試管	溶液為黃色
②	先向試管中加入2 mL FeCl2溶液,再滴加少量棕黃色的碘水,振蕩試管	溶液為黃色

環(huán)節(jié)三:實驗現(xiàn)象的分析與解釋

(1)同學(xué)甲認為①中現(xiàn)象說明溴水能將Fe2+氧化,離子方程式為　 。

同學(xué)乙認為應(yīng)該補充實驗,才能得出同學(xué)甲的結(jié)論。請你幫助同學(xué)乙完成實驗:

實驗2:

操作	應(yīng)該觀察到的現(xiàn)象

 

(2)該小組同學(xué)對②中溶液呈黃色的原因展開了討論:

可能1:碘水與FeCl2溶液不反應(yīng),黃色是碘水稀釋后的顏色。

可能2:　 。

實驗3:進行實驗以確定可能的原因。

操作	現(xiàn)象
向試管②所得溶液中繼續(xù)加入0.5 mL CCl4,充分振蕩,靜置一段時間后。取出上層溶液,滴加KSCN溶液	靜置后,上層溶液幾乎無色,下層溶液為紫色;上層溶液滴加KSCN溶液后,出現(xiàn)淺紅色

 

同學(xué)丙認為該實驗現(xiàn)象可以說明是“可能2”成立,同學(xué)丁認為不嚴謹,于是設(shè)計了實驗4:

實驗4:

操作	現(xiàn)象
向另一支試管中加入2 mL FeCl2溶液,滴加0.5 mL碘水后,再加入0.5 mL乙酸乙酯,充分振蕩,靜置一段時間后。取出下層溶液,滴加KSCN溶液	靜置后,上層液為紫色,下層液幾乎無色;下層溶液滴加KSCN溶液后,沒有出現(xiàn)淺紅色

 

你認為實驗4設(shè)計的主要目的是 　。

同學(xué)丁根據(jù)實驗4現(xiàn)象得出結(jié)論:在本次實驗條件下,碘水與FeCl2溶液反應(yīng)的程度很小。

(3)Cl2、Br2、I2氧化Fe2+的能力逐漸減弱,用原子結(jié)構(gòu)解釋原因: 。

 

Answer 1

環(huán)節(jié)一:均為ⅦA族單質(zhì),氧化性均較強

環(huán)節(jié)三:(1)2Fe2++Br22Fe3++2Br-

操作	應(yīng)該觀察到的現(xiàn)象
取少量①中的黃色溶液于試管中,滴加少量KSCN溶液,振蕩	溶液變?yōu)榧t色

 

(2)可能2:碘水與FeCl2溶液發(fā)生反應(yīng),黃色是Fe3+溶液的顏色。

Fe2+與空氣接觸會被氧化,加入乙酸乙酯既可作為萃取劑又能起到液封的作用,這樣可以減少空氣對實驗的影響。

(3)同一主族元素從上到下原子核外電子層數(shù)依次增多,原子半徑逐漸增大,得電子能力逐漸減弱,氧化性減弱。

【解析】環(huán)節(jié)一:Cl2、Br2和I2同為ⅦA族的單質(zhì),而ⅦA族的單質(zhì)都有較強的氧化性。

環(huán)節(jié)三:(1)2Fe2++Br22Fe3++2Br-,因為較稀的溴水和碘水也都是黃色的,所以為了證明甲同學(xué)的結(jié)論正確,還需要進行Fe3+的檢驗,可以選用KSCN溶液。

(2)碘水與FeCl2溶液發(fā)生了反應(yīng),黃色是Fe3+溶液的顏色。

即使碘水不與FeCl2溶液發(fā)生反應(yīng),經(jīng)萃取后FeCl2溶液在上層,被空氣中的O2氧化成了FeCl3,為了避免該種情況的出現(xiàn),實驗4用乙酸乙酯作保護劑。

(3)Cl2、Br2、I2都是同一主族的元素形成的單質(zhì),同一主族元素從上到下原子核外電子層數(shù)依次增多,原子半徑逐漸增大,得電子能力逐漸減弱,氧化性減弱。