Question

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

 

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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

环节三：实验现象的分析与解释
（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

 

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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

（2）该小组同学对②中溶液呈黄色的原因展开了讨论：
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：

 

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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

同学丙认为该实验现象可以说明是“可能2”成立，同学丁认为不严谨，于是设计了实验4：
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

你认为实验4设计的主要目的是

 

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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：

 

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Answer 1

分析：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；
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；
（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⁺；亚铁离子与空气直接接触会被氧化生成Fe³⁺，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）根据元素周期表中同主族元素性质的递变规律来分析．

解答：解：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．

点评：本题以Fe²⁺与卤素单质间的反应为依托，考查了元素周期律，离子的检验，萃取等知识点．