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14.某校化学实验兴趣小组在“探究溴水与氯化亚铁溶液反应”的实验中发现:在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1-2滴溴水,振荡后溶液呈黄色.查阅资料显示:溴水是溴(Br2)的水溶液,呈黄色;溴水中含有溴单质.
(1)提出问题:Fe3+、Br2,谁的氧化性更强.
(2)猜想:
①甲同学认为氧化性:Fe3+>Br2,故上述实验现象不是发生化学反应所致,则溶液呈黄色是含Br2 (填化学式,下同)所致
②乙同学认为氧化性:Br2>Fe3+,故上述实验现象是发生化学反应所致,则溶液呈黄色是含Fe3+ 所致.
(3)设计实验并验证
丙同学为验证乙同学的观点,选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验,并通过观察实验现象,证明了乙同学的观点确实是正确的.除氯化亚铁溶液和溴水外,还有供选用的试剂:
a、酚酞试液;b、CCl4;c、无水酒精;d、KSCN溶液.
请你在下表中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象(试剂填序号)
选用试剂实验现象
方案1
方案2
(4)结论:氧化性:Br2>Fe3+.故在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1-2滴溴水,溶液呈黄色所发生的离子反应方程式为2Fe2++Br2═2Fe3++2Br-
(5)实验后的思考
①根据上述实验推测,若在溴化亚铁溶液中通入氯气,首先被氧化的离子是Fe2+ (填离子的化学式).
②在100mLFeBr2溶液中通入2.24LCl2(标准状况),溶液中有1/2的Br-被氧气成单质Br2,则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为1mol/L.

分析 (2)Fe2+的颜色:浅绿色,Fe3+的颜色:棕黄色,溴水的颜色:橙黄色.根据题意在足量的氯化亚铁溶液中加入l-2滴溴水,如果不发生氧化还原反应,溶液呈黄色是由溴水引起的,如果发生反应:2 Fe2++Br2═2Fe3++2Br-,生成Fe3+,溶液呈黄色是由Fe3+引起的.即可得出甲同学、乙同学的结论;
(3)乙同学的观点认为氧化性:Fe3+<Br2,则会发生反应:2 Fe2++Br2═2 Fe3++2Br-,要设计方案进行实验证明乙同学的观点确实正确,考虑两种思路.第一,溶液中不存在Br2,然后选择合适试剂检验不存在Br2.第二,溶液中存在Fe3+,选择合适试剂检验存在Fe3+.即可确定乙同学观点正确;
(4)根据氧化还原反应原理确定反应物及其生成物,利用化合价升降法进行配平即可;
(5)①FeBr2在溶液中电离出Fe2+、Br-,Cl2通入FeBr2溶液中,既能氧化Fe2+,又能氧化Br-,根据还原性:Fe2+>Br-,因此Cl2先氧化Fe2+,后氧化Br-;
②根据电子守恒进行计算.

解答 解:(2)Fe2+的颜色:浅绿色,Fe3+的颜色:棕黄色,溴水的颜色:橙黄色.
根据题意在足量的氯化亚铁溶液中加入l-2滴溴水,若Fe3+氧化性强于Br2,则不发生氧化还原反应,溶液呈黄色是由加入溴水引起的;如果Br2氧化性强于Fe3+,则发生反应:2Fe2++Br2═2 Fe3++2Br-,生成了Fe3+,则溶液呈黄色是由Fe3+引起的.因此①中甲同学认为氧化性:Fe3+>Br2,不发生反应,溶液呈黄色是由溴水引起的;②中乙同学认为氧化性:Fe3+<Br2,发生反应生成Fe3+,溶液呈黄色是由Fe3+引起的,
故答案为:Br2;Fe3+;
(3)乙同学的观点认为氧化性:Fe3+<Br2,则会发生反应:2 Fe2++Br2═2Fe3++2Br-,由于溴水少量,要全部参与反应,生成物中生成了Fe3+.
要证明乙同学的观点确实正确,设计两种方案进行实验.方案一:证明溶液中不存在Br2,根据题意,选择试剂四氯化碳来进行萃取实验,由于四氯化碳呈无色、密度大于水、与水不互溶、易溶解Br2,观察到现象为:出现分层现象,下层为四氯化碳,且呈无色.则证明方案一正确.
方案二:证明溶液中存在Fe3+.根据题意,选择试剂硫氰化钾溶液,观察到现象为溶液呈血红色.则证明方案二正确.方案一、方案二都正确即可证明乙同学的观点确实正确.
故答案为:

选用试剂(填序号)实验现象
方案1b下层(CCl4层)无色
方案2d溶液变为血红色
(4)根据结论:氧化性:Fe3+<Br2,在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴溴水时,Br2可以把Fe2+氧化成Fe3+,
Br2本身被还原成Br-.确定出反应物和生成物后Fe2++Br2-Fe3++Br-,再根据化合价升降法配平,+2价Fe上升到+3价
Fe,化合价上升1价,Br2中0价降低到-1价,一共降低2价,所以Fe2+前计量数为2,Br2前计量数为1,根据原子守恒,Fe3+前计量数为2,Br-前计量数为2.
所以离子方程式为2Fe2++Br2═2Fe3++2Br-,
故答案为:2Fe2++Br2═2Fe3++2Br-;
(5)①FeBr2在溶液中电离出Fe2+、Br-,Cl2通入FeBr2溶液中,既能氧化Fe2+,又能氧化Br-.发生的反应为2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-、2Br-+Cl2═Br2+2Cl-,
根据反应2Fe2++Br2═2Fe3++2Br-,还原剂是Fe2+,还原产物是Br-,还原剂的还原性强于还原产物的还原性,即得还原性:Fe2+>Br-,因此Cl2先氧化Fe2+,后氧化Br-.
故答案为:Fe2+;
②设FeBr2的物质的量浓度为c,
由电子守恒可知,$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$×2×1=c×0.1L×(3-2)+c×0.1L×2×$\frac{1}{2}$×(1-0),
解得c=1mol/L,
故答案为:1mol/L.

点评 本题考查氧化还原反应及氧化性、还原性的比较、实验设计,应注意物质的性质及氧化性、还原性强弱的判断,离子反应的前后顺序,题目难度中等.

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9.下列结论对应的化学用语正确的是(  )
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