Question

某化學(xué)小組在學(xué)習(xí)元素周期律后，對(duì)教材中Fe²⁺氧化為Fe³⁺的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步思考，并提出問(wèn)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(cè)
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

 

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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10mL 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2mL 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2mL 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(shuō)明溴水能將Fe²⁺氧化，離子方程式為

 

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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(qǐng)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(duì)②中溶液呈黃色的原因展開(kāi)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：

 

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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0.5mLCCl4，充分振蕩，靜置一段時(shí)間后．取出上層溶液，滴加KSCN 溶液	靜置后，上層溶液幾乎無(wú)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(shuō)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2mL FeCl2溶液，滴加0.5mL碘水后，再加入0.5mL 乙酸乙酯，充分振蕩，靜置一段時(shí)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(wú)色；下層溶液滴加KSCN溶液后，沒(méi)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

 

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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�。�
（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：

 

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Answer 1

分析：環(huán)節(jié)一：Cl₂、Br₂、I₂均為第七主族單質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)相似，都有較強(qiáng)的氧化性；
環(huán)節(jié)三：
（1）溴水能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺離子方程式為：2Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-；要證明溴水能不能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，只要檢驗(yàn)有沒(méi)有Fe³⁺即可；
（2）I₂的稀溶液和FeCl₃溶液均為黃色，故不能確定I₂能不能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；亞鐵離子與空氣直接接觸會(huì)被氧化生成Fe³⁺，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(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；
（3）根據(jù)元素周期表中同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律來(lái)分析．

解答：解：環(huán)節(jié)一：Cl₂、Br₂、I₂均為第七主族單質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)相似，都有較強(qiáng)的氧化性，故答案為：均為第ⅤⅡA單質(zhì)，氧化性均較強(qiáng)；
環(huán)節(jié)三：
（1）溴水能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺離子方程式為：2Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-；要證明溴水能不能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，只要檢驗(yàn)有沒(méi)有Fe³⁺即可，因此實(shí)驗(yàn)操作為：取少量①的黃色溶液于試管中，滴加少量KSCN溶液，振蕩；現(xiàn)象為：溶液變?yōu)榧t色，
故答案為：2Fe²⁺+Br₂=2Fe³⁺+2Br^-；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)榧t色；
（2）I₂的稀溶液和FeCl₃溶液均為黃色，故不能確定I₂能不能將Fe²⁺氧化為Fe³⁺；要檢驗(yàn)亞鐵離子中有沒(méi)有Fe³⁺，應(yīng)當(dāng)讓亞鐵離子與空氣隔絕，因?yàn)榕c空氣直接接觸會(huì)被氧化生成Fe³⁺，故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(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，
故答案為：碘水與FeCl₂溶液發(fā)生反應(yīng)，但FeCl₃溶液也是黃色的，所以沒(méi)有明顯現(xiàn)象；亞鐵離子與空氣接觸會(huì)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(duì)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，原子核對(duì)外層電子的吸引力減弱，得電子能力逐漸減弱，氧化性減弱，故Cl₂、Br₂、I₂氧化Fe²⁺ 的能力逐漸減弱，
故答案為：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．

點(diǎn)評(píng)：本題以Fe²⁺與鹵素單質(zhì)間的反應(yīng)為依托，考查了元素周期律，離子的檢驗(yàn)，萃取等知識(shí)點(diǎn)．