Question

某研究小組對“Br2和I2能否將Fe2+氧化為Fe3+”這一課題進(jìn)行實(shí)驗和探究。請你完成相關(guān)問題的回答。

(1)提出合理的假設(shè)

假設(shè)1： Br2和I2都可以將Fe2+氧化為Fe3+；

假設(shè)2： Br2和I2都不能將Fe2+氧化為Fe3+；

假設(shè)3：

（2）實(shí)驗驗證

在大試管中加適量鐵粉，加入10 mL 稀硫酸，振蕩試管，充分反應(yīng)后，鐵粉有剩余，將所得的FeSO4溶液稀釋到200mL，備用。

實(shí)驗Ⅰ：向試管1中加入2 mL淺綠色的 FeSO4溶液，再滴加少量紅棕色的溴水，振蕩試管，溶液為黃色；

實(shí)驗Ⅱ：向試管2中加入2 mL淺綠色的 FeSO4溶液，再滴加少量棕黃色的碘水，振蕩試管，溶液為黃色。

（3）對實(shí)驗現(xiàn)象的分析與討論

①甲同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗Ⅰ的現(xiàn)象說明溴水能將Fe2+氧化，離子方程式為 。

②乙同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該補(bǔ)充實(shí)驗，才能得出甲的結(jié)論。乙的實(shí)驗操作以及預(yù)期現(xiàn)象是 。

③該小組同學(xué)對實(shí)驗Ⅱ中溶液呈黃色的原因展開了討論：

可能1：碘水與 FeSO4溶液不反應(yīng)，黃色是碘水稀釋后的顏色。

可能2： 。

丙同學(xué)和丁同學(xué)分別設(shè)計了以下實(shí)驗方案以確定可能的原因。

丙方案：向試管2所得溶液中繼續(xù)加入0．5mLCCl4，充分振蕩，靜置一段時間后。取出上層溶液，滴加幾滴KSCN 溶液；

丁方案：向試管2所得溶液中繼續(xù)加入加入0．5mL乙酸乙酯，充分振蕩，靜置一段時間后。取出下層溶液，滴加幾滴KSCN 溶液；

你認(rèn)為 方案為最佳方案，理由是 。

（4）拓展延伸

①為準(zhǔn)確測定此實(shí)驗所用的FeSO4溶液的濃度，某同學(xué)補(bǔ)充了以下實(shí)驗：

滴定：量取20．00mL稀釋后得到的溶液于錐形瓶中，將0．0200mol/LKMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液裝入50mL中，滴定至終點(diǎn)，記錄數(shù)據(jù)。重復(fù)滴定2次。平均消耗KMnO4溶液V mL。

②計算：此實(shí)驗中所用的FeSO4溶液的物質(zhì)的量濃度= mol/L（要求只列出算式，不需運(yùn)算）。

（已知反應(yīng)式：Fe2+ + MnO4－ +H+ — Fe3+ + Mn2+ + H2O，未配平)

 

Answer 1

（1）假設(shè)3：Br2能將Fe2+氧化為Fe3+而I2不能（2分）

（3）①2Fe2+＋Br2=2Fe3+＋2Br-（2分）

②取少量實(shí)驗Ⅰ的黃色溶液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，振蕩，溶液變?yōu)榧t色。（3分）

③可能2：碘水與FeSO4溶液發(fā)生反應(yīng)生成Fe2(SO4)3， Fe2(SO4)3溶液也是黃色的，所以溶液的顏色沒有明顯的變化。（2分，表述合理給分）丁(2分)；理由：亞鐵離子與空氣接觸容易被氧化，丁方案中加入乙酸乙酯既可作為萃取劑又能起到液封的作用，減少空氣對實(shí)驗的影響。（3分，表述合理給分）

（4）①酸式滴定管（1分）②0．0200×V×10-3×5 /（20×10-3）或0．0200×V×5 /20（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)前兩個假設(shè)，結(jié)合溴與碘的氧化性 的強(qiáng)弱，提出第三個假設(shè)：Br2能將Fe2+氧化為Fe3+而I2不能；

（3）①溴氧化亞鐵離子為鐵離子，本身被還原成溴離子，離子方程式為2Fe2+＋Br2=2Fe3+＋2Br-

②需要補(bǔ)充的實(shí)驗?zāi)康氖球炞C鐵離子的存在，所以取少量實(shí)驗Ⅰ的黃色溶液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，振蕩，溶液變?yōu)榧t色，說明溴水能將Fe2+氧化；

③可能2是碘水與 FeSO4溶液反應(yīng)生成硫酸鐵，鐵離子的顏色也為黃色；丁方案更合理，因為乙酸乙酯的密度比水小，且不溶于水，在溶液的上層，可以起到隔絕空氣的作用，防止亞鐵離子被空氣中的氧氣氧化；同時還起到萃取的作用，碘在有機(jī)溶劑中的溶解度大于在水中的溶解度，所以萃取后向下層液體中滴加KSCN溶液，判斷有無鐵離子生成；

（4）①酸性高錳酸鉀溶液的氧化性強(qiáng)所以用酸式滴定管裝酸性高錳酸鉀溶液；②根據(jù)得失電子守恒，亞鐵離子與高錳酸根離子之間的物質(zhì)的量比例關(guān)系為5Fe2+～MnO4-,所以硫酸亞鐵的濃度為0．0200×V×10-3×5 /（20×10-3）mol/L。

考點(diǎn)：考查對實(shí)驗的設(shè)計、判斷、分析能力，氧化還原反應(yīng)的計算