Question

某課外小組學生對Cl₂與FeBr₂溶液反應進行實驗探究。

操 作	現 象
取0．1 mol/L的FeBr2溶液10 mL，測溶液的pH	pH試紙變紅（約為4）
	ⅰ．開始通入100 mL（折合標準狀況），溶液由淺綠色逐漸變黃； ⅱ．稍后，繼續通入Cl2，溶液黃色加深，變為棕黃色； iii．稍后，溶液由棕黃色變淺，最終變為黃色

 
（1）用濃鹽酸和MnO₂反應制取Cl₂的化學方程式是                                  。
（2）pH≈4的原因是                                 （用化學用語表示）。
（3）現象i中溶液由淺綠色逐漸變黃。某學生猜測可能原因：①Cl₂將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，使溶液呈黃色；②Cl₂將Br^－氧化為Br₂，使溶液呈黃色。證明原因①的實驗方案是       ；證明原因②的實驗方案是                               。
（4）現象ⅱ中，溶液變為棕黃色。部分學生猜測①：可能是Cl₂先將Fe²⁺氧化生成Fe³⁺，Cl₂又繼續氧化Br^－生成Br₂。部分學生猜測②：可能是Cl₂先將Fe²⁺氧化生成Fe³⁺，Fe³⁺將Br^－氧化生成Br₂。某學生設計實驗進行驗證，請完成下列表格：
由此實驗得出的結論是                                。

試管	操作	現象	結論
a	取2 mL FeCl2溶液，滴加少量氯水、2滴KSCN溶液，振蕩		Cl2的氧化性強于Fe3+
b	取2 mL FeCl3溶液，滴加少量溴化鈉溶液和少量CCl4，振蕩	CCl4層沒有明顯變化
c		CCl4層由無色變為橙黃色	Cl2的氧化性強于Br2

 

Answer 1

（1）MnO₂+4HClMnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；  （1分）
（2）Fe²⁺+2H₂OFe（OH）₂+2H⁺         （1分 ）
（3）取少量i中溶液放入試管中，滴加KSCN溶液，若溶液變紅，說明①對，否則不成立；（2分）
取5 mL上述黃色溶液于試管中，向其中滴加少量CCl₄ ，振蕩，若CCl₄層呈現橙紅色，說明原因②對；否則不成立。    （2分）
（4）a．溶液變成紅色（1分）
b．氧化性Fe³⁺ ＜Br₂或 還原性Fe²⁺ ＞Br^－ (1分）
c．取2 mL 溴化鈉溶液，滴加少量氯水和少量CCl₄，振蕩（1分）
結論：猜測①是正確的。（1分）

試題分析：（1）用濃鹽酸和MnO₂反應制取Cl₂的化學方程式是MnO₂+4HClMnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）pH≈4的原因是亞鐵離子水解使溶液顯酸性，離子方程式是Fe²⁺+2H₂OFe（OH）₂+2H⁺
（3）溶液變成黃色，若①對，溶液中存在Fe³⁺，取少量i中溶液放入試管中，滴加KSCN溶液，若溶液變紅，說明①對，否則不成立；
若②對，溶液中存在溴單質，取5 mL上述黃色溶液于試管中，向其中滴加少量CCl₄ ，振蕩，若CCl₄層呈現橙紅色，說明原因②對；否則不成立。
（4）a．Cl₂的氧化性強于Fe³⁺，所以氯氣將亞鐵離子氧化成Fe³⁺，滴加KSCN溶液，溶液變紅；
b．CCl₄層沒有明顯變化，說明Fe³⁺不能將Br^－氧化生成Br₂，結論是氧化性Fe³⁺ ＜Br₂或 還原性Fe²⁺ ＞Br^－
c．驗證氯氣的氧化性強于單質溴氧化性，需進行的操作是取2 mL 溴化鈉溶液，滴加少量氯水和少量CCl₄，振蕩 ； 結論：猜測①是正確的