问题标题:
某化学小组在学习元素周期律后,对教材中Fe2+氧化为Fe3+的实验进一步思考,并提出问题:Cl2能将Fe2+氧化为Fe3+,那么Br2和I2能否将Fe2+氧化为Fe3+?环节一:理论推测部分同学认为Br2和I2都可能
问题描述:
某化学小组在学习元素周期律后,对教材中Fe2+氧化为Fe3+的实验进一步思考,并提出问题:Cl2能将Fe2+氧化为Fe3+,那么Br2和I2能否将Fe2+氧化为Fe3+?
环节一:理论推测
部分同学认为Br2和I2都可能将Fe2+氧化为Fe3+,他们思考的依据是______.
部分同学认为Br2和I2都不能将Fe2+氧化为Fe3+,还有同学认为Br2能将Fe2+氧化为Fe3+而I2不能.他们思考的依据是从上到下卤素单质氧化性减弱.
环节二:设计实验进行验证
在大试管中加适量铁粉,加入10mL 稀盐酸,振荡试管,充分反应后,铁粉有剩余,取上层清液进行下列实验.
实验1:
试管 | 操作 | 现象 |
① | 先向试管中加入2mL FeCl2溶液,再滴加少量红棕色的溴水,振荡试管 | 溶液为黄色 |
② | 先向试管中加入2mL FeCl2溶液,再滴加少量棕黄色的碘水,振荡试管 | 溶液为黄色 |
(1)同学甲认为①中现象说明溴水能将Fe2+氧化,离子方程式为______.
同学乙认为应该补充实验,才能得出同学甲的结论.请你帮助同学乙完成实验:
实验2:
操作 | 应该观察到的现象 |
______ | ______ |
可能1:碘水与FeCl2溶液不反应,黄色是碘水稀释后的颜色.
可能2:______.
实验3:进行实验以确定可能的原因.
操作 | 现象 |
向试管②所得溶液中继续加入0.5mLCCl4,充分振荡,静置一段时间后.取出上层溶液,滴加KSCN 溶液 | 静置后,上层溶液几乎无色,下层溶液为紫色;上层溶液滴加KSCN 溶液后,出现浅红色 |
实验4:
操作 | 现象 |
向另一支试管中加入2mL FeCl2溶液,滴加0.5mL碘水后,再加入0.5mL 乙酸乙酯,充分振荡,静置一段时间后.取出下层溶液,滴加KSCN 溶液 | 静置后,上层液为紫色,下层液几乎无色;下层溶液滴加KSCN溶液后,没有出现浅红色 |
同学丁根据实验4现象得出结论:在本次实验条件下,碘水与FeCl2溶液反应的程度很小.
(3)Cl2、Br2、I2氧化Fe2+ 的能力逐渐减弱,用原子结构解释原因:______.
鲁通回答:
环节一:Cl2、Br2、I2均为第七主族单质,化学性质相似,都有较强的氧化性,故答案为:均为第ⅤⅡA单质,氧化性均较强;
环节三:
(1)溴水能将Fe2+氧化为Fe3+离子方程式为:2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-;要证明溴水能不能将Fe2+氧化为Fe3+,只要检验有没有Fe3+即可,因此实验操作为:取少量①的黄色溶液于试管中,滴加少量KSCN溶液,振荡;现象为:溶液变为红色,
故答案为:2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-;取少量①的黄色溶液于试管中,滴加少量KSCN溶液,振荡;溶液变为红色;
(2)I2的稀溶液和FeCl3溶液均为黄色,故不能确定I2能不能将Fe2+氧化为Fe3+;要检验亚铁离子中有没有Fe3+,应当让亚铁离子与空气隔绝,因为与空气直接接触会被氧化生成Fe3+,故加入乙酸乙酯既可作为萃取剂又能起到液封的作用,减少空气对实验的影响,
故答案为:碘水与FeCl2溶液发生反应,但FeCl3溶液也是黄色的,所以没有明显现象;亚铁离子与空气接触会被氧化,加入乙酸乙酯既可作为萃取剂又能起到液封的作用,减少空气对实验的影响;
(3)同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多,原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的吸引力减弱,得电子能力逐渐减弱,氧化性减弱,故Cl2、Br2、I2氧化Fe2+的能力逐渐减弱,
故答案为:同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱,氧化性减弱.
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