Question

6．為驗證Cl₂、Br₂的氧化性強弱，設計了如下實驗：（可供選擇的試劑有：氯水、溴水、NaCl溶液、NaBr溶液、酒精、四氯化碳）實驗步驟如圖，填寫圖中的空白．

（1）2mL 試劑NaBr溶液；加入少量氯水試劑；再加入四氯化碳
試劑； 現(xiàn)象：溶液分層，下層橙紅色，上層無色．
（2）可以證明Cl₂的氧化性強于（填“強于”或“弱于”）Br₂的氧化性；氯元素的非金屬性強于（填“強于”或“弱于”）溴元素的非金屬性．
（ 3 ）此反應的離子方程式為：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-．
（4）某溶液中Cl^-、Br^-、I^-的物質的量之比為4：1：4，要使溶液中的Cl^-、Br^-、I^-的物質的量之比變?yōu)?：1：1，則通入Cl₂的物質的量與原溶液中I^-的物質的量之比為3：8．

Answer 1

分析 根據(jù)同一氧化還原反應中氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性來設計實驗，要想比較氯氣的氧化性大于溴的氧化性，只要使氯氣和溴的鹽溶液混合觀察是否有溴單質生成，如果有溴單質生成就說明氯氣的氧化性大于溴單質，否則不能證明，還原性大小為I^-＞Br^-＞Cl^-，通入一定量的Cl₂使比值變?yōu)?：1：1，說明溶液中有剩余的I^-，則反應中只氧化I^-，溶液中Br^-不變，設開始Cl^-、Br^-、I^-三者物質的量分別是4mol、1mol、4mol，計算反應后各離子的物質的量，根據(jù)Cl^-的物質的量變化計算參加反應的氯氣．

解答 解：（1）要想比較氯氣和溴單質的氧化性大小，做如下實驗：
少量溴化鈉反應→加適量氯水（振蕩，溶液由黃綠色變成橙色）→加入四氯化碳（振蕩）→現(xiàn)象（溶液分層，下層橙紅色，上層無色）→說明氯氣和溴離子反應，能證明氯氣的氧化性大于溴，溴單質在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度，水和四氯化碳是互不相溶的，所以會看到：溶液分層，下層橙紅色，上層無色，
故答案為：NaBr溶液；氯水；四氯化碳；溶液分層，下層橙紅色，上層無色；
（2）通過以上實驗知，氯氣能將溴單質置換出來，氯氣的氧化性大于溴，離子方程式為：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-，單質氧化性越強對應非金屬性越強，則氯元素的非金屬性強于溴元素的非金屬性，故答案為：強于；
（3）氯氣能將溴單質置換出來，氯氣的氧化性大于溴，離子方程式為：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-，
故答案為：Cl₂+2Br^-=Br₂+2Cl^-；
（4）還原性：I^-＞Br^-＞Cl^-，通入一定量的Cl₂，Cl^-、Br^-、I^-三者物質的量之比由4：1：4變?yōu)?：1：1，說明溶液還有剩余的I^-，則溶液中的Br^-不反應，
設開始Cl^-、Br^-、I^-三者物質的量分別是4mol、1mol、4mol，則反應后分別為7mol、1mol、1mol，則Cl^-增加7mol-4mol=3mol，
由方程式2I^-+Cl₂=I₂+2Cl^-可知參加反應的Cl₂為：3mol×$\frac{1}{2}$=1.5mol，
所以通入Cl₂的物質的量是原溶液中I^-物質的量之比為：$\frac{1.5mol}{4mol}$=$\frac{3}{8}$，
故答案為：$\frac{3}{8}$，

點評 本題考查了探究鹵素單質間的置換反應，明確實驗目的、正確選取實驗藥品、能根據(jù)實驗現(xiàn)象得出結論是解本題的關鍵，對學生來說難度中等．