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(xiàn)  象
取0.1mol/L的FeBr2溶液10mL，測溶液的pH	pH試紙變紅（約為4）
	�。�開始通入100mL（折合標準狀況），溶液由淺綠色逐漸變黃； ⅱ．稍后，繼續(xù)通入Cl2，溶液黃色加深，變?yōu)樽攸S色； iii．稍后，溶液由棕黃色變淺，最終變?yōu)辄S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(xiàn)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(xiàn)象ⅱ中，溶液變?yōu)樽攸S色．部分學生猜測①：可能是Cl₂先將Fe²⁺氧化生成Fe³⁺，Cl₂又繼續(xù)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⁺，F(xiàn)e³⁺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：

試管	操作	現(xiàn)象	結論
a	取2mL 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2mL 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?yōu)槌赛S色	Cl2的氧化性強于Br2

由此實驗得出的結論是

 

．

Answer 1

考點：氯、溴、碘的性質實驗,鐵及其化合物的性質實驗

專題：實驗設計題

分析：（1）濃鹽酸與二氧化錳在加熱條件下發(fā)生反應生成氯化錳、氯氣和水；
（2）亞鐵離子水解顯酸性；
（3）原因①：Fe²⁺被C1₂氧化成Fe³⁺，向該溶液中加入KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色證明有三價鐵生成；
原因②：Br^-被C1₂氧化成Br₂溶解在溶液中，通過溶液中加入適量四氯化碳，萃取出溴單質從而使CCl₄層呈橙紅色來證明有溴單質生成；
（4）根據(jù)上述現(xiàn)象發(fā)生的原因可能是：Cl₂先將Fe²⁺氧化生成Fe³⁺或Cl₂先將Br^-氧化生成Br₂，故設計實驗驗證由淺綠色逐漸變黃色的原因，就是檢驗產(chǎn)生了Fe³⁺還是Br₂；
由實驗a可知，氧化性順序Cl₂＞Fe³⁺
由實驗b可知，氧化性順序Br₂＞Fe³⁺
實驗c由現(xiàn)象CCl₄層由無色變?yōu)槌燃t色可知，應設計對比實驗驗證氧化性順序 Cl₂＞Br₂．

解答： 解：（1）濃鹽酸與二氧化錳在加熱條件下發(fā)生反應生成氯化錳、氯氣和水，反應的化學方程式為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
故答案為：MnO₂+4HCl（濃）

△   .

MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（2）亞鐵離子為弱堿陽離子，水解顯酸性，水解反應方程式為：Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺，故答案為：Fe²⁺+2H₂O?Fe（OH）₂+2H⁺；
（3）原因①：Fe²⁺被C1₂氧化成Fe³⁺，向該溶液中加入KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色證明有三價鐵生成；
原因②：Br^-被C1₂氧化成Br₂溶解在溶液中，通過溶液中加入適量四氯化碳，萃取出溴單質從而使CCl₄層呈橙紅色來證明有溴單質生成；
故答案為：取5mL上述黃色溶液于試管中，向該溶液中加入KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色，說明原因①對，否則不成立；
取5mL上述黃色溶液于試管中，向其中滴加少量四氯化碳，震蕩，若CCl₄層呈橙紅色，說明原因②對，否則不成立；
（4）由實驗a可知，氧化性順序Cl₂＞Fe³⁺，故看到溶液變紅色；
由實驗b可知，CCl₄層沒有明顯變化，說明氧化性順序Br₂＞Fe³⁺；
由現(xiàn)象CCl₄層由無色變?yōu)槌燃t色可知，應設計對比實驗驗證氧化性順序 Cl₂＞Br₂，故操作為：取2mL溴化鈉溶液于試管中，滴加少量氯水和少量CCl₄，振蕩靜置；
由此得出結論，猜測①是正確的；故答案為：

試管	操作	現(xiàn)象	結論
a	取2mL FeCl2溶液，滴加少量氯水、2滴KSCN溶液，振蕩	溶液變紅色	Cl2的氧化性強于Fe3+
b	取2mL 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	Br2＞Fe3+
c	取2mL溴化鈉溶液于試管中，滴加少量氯水和少量CCl4，振蕩靜置	CCl4層由無色變?yōu)槌赛S色	Cl2的氧化性強于Br2

由此實驗得出的結論是 猜測①是正確的．

點評：本題考查了鹵族元素化合物的知識，題目難度中等，熟悉溴離子、二價鐵離子還原性強弱及離子或鹵素單質的檢驗為解體關鍵．