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(shí)驗(yàn)進(jìn)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(rèn)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(rèn)為Br2和I2都不能將Fe2＋氧化為Fe3＋，還有同學(xué)認(rèn)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(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)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(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：。

實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析與解釋

(1)同學(xué)甲認(rèn)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(rèn)為應(yīng)該補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)，才能得出同學(xué)甲的結(jié)論。請你幫助同學(xué)乙完成實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)3：進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(rèn)為該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以說明是“可能2”成立，同學(xué)丁認(rèn)為不嚴(yán)謹(jǐn)，于是設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)4：

實(shí)驗(yàn)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，上層溶液為紫色，下層溶液幾乎無色；下層溶液滴加KSCN溶液后，沒有出現(xiàn)淺紅色

 

你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)4設(shè)計(jì)的主要目的是________________。

同學(xué)丁根據(jù)實(shí)驗(yàn)4現(xiàn)象得出結(jié)論：在本次實(shí)驗(yàn)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：均為第ⅦA族單質(zhì)，氧化性均較強(qiáng)(合理即可)

環(huán)節(jié)三：(1)2Fe2＋＋Br2=2Fe3＋＋2Br－

操作	反應(yīng)觀察到的現(xiàn)象
取少量①的黃色溶液于試管中，滴加少量KSCN溶液，振蕩	溶液變?yōu)檠�紅色

 

(2)碘水與FeCl2溶液發(fā)生反應(yīng)，但FeCl3溶液也是黃色的，所以沒有明顯現(xiàn)象

亞鐵離子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，減少空氣對實(shí)驗(yàn)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，氧化性逐漸減弱(合理即可)

【解析】第ⅦA族元素的單質(zhì)均具有氧化性，但氧化性從上到下逐漸減弱。實(shí)驗(yàn)1中①黃色為Fe3＋的顏色，說明Br2能將Fe2＋氧化成Fe3＋，實(shí)驗(yàn)1中②黃色可能是Fe3＋的顏色，也可能是原碘水的顏色，應(yīng)用KSCN溶液檢驗(yàn)是否有Fe3＋生成。實(shí)驗(yàn)3中，由于Fe2＋易被空氣中的O2氧化，所以上層清液出現(xiàn)淺紅色，不能說明Fe2＋能被I2氧化，應(yīng)采取措施防止空氣的干擾。鹵族元素單質(zhì)氧化性逐漸減弱的原因是從上到下原子電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱，單質(zhì)的氧化性逐漸減弱。