某研究小组对“Br2和I2能否将Fe2+氧化为Fe3+”这一课题进行实验和探究。请你完成相关问题的回答。(1)提出合理的假设假设1： Br2和I2都可以将Fe2

题文

某研究小组对“Br₂和I₂能否将Fe²⁺氧化为Fe³⁺”这一课题进行实验和探究。请你完成相关问题的回答。
(1)提出合理的假设
假设1： Br₂和I₂都可以将Fe²⁺氧化为Fe³⁺；
假设2： Br₂和I₂都不能将Fe²⁺氧化为Fe³⁺；
假设3：
（2）实验验证
在大试管中加适量铁粉，加入10 mL 稀硫酸，振荡试管，充分反应后，铁粉有剩余，将所得的FeSO₄溶液稀释到200mL，备用。
实验Ⅰ：向试管1中加入2 mL浅绿色的 FeSO₄溶液，再滴加少量红棕色的溴水，振荡试管，溶液为黄色；
实验Ⅱ：向试管2中加入2 mL浅绿色的 FeSO₄溶液，再滴加少量棕黄色的碘水，振荡试管，溶液为黄色。
（3）对实验现象的分析与讨论
①甲同学认为实验Ⅰ的现象说明溴水能将Fe²⁺氧化，离子方程式为              。
②乙同学认为应该补充实验，才能得出甲的结论。乙的实验操作以及预期现象是                                                                    。
③该小组同学对实验Ⅱ中溶液呈黄色的原因展开了讨论：
可能1：碘水与 FeSO₄溶液不反应，黄色是碘水稀释后的颜色。
可能2：                                        。
丙同学和丁同学分别设计了以下实验方案以确定可能的原因。
丙方案：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，滴加几滴KSCN 溶液；
丁方案：向试管2所得溶液中继续加入加入0．5mL乙酸乙酯，充分振荡，静置一段时间后。取出下层溶液，滴加几滴KSCN 溶液；
你认为          方案为最佳方案，理由是                                     。
（4）拓展延伸
①为准确测定此实验所用的FeSO₄溶液的浓度，某同学补充了以下实验：
滴定：量取20．00mL稀释后得到的溶液于锥形瓶中，将0．0200mol/LKMnO₄标准溶液装入50mL中，滴定至终点，记录数据。重复滴定2次。平均消耗KMnO₄溶液V mL。
②计算：此实验中所用的FeSO₄溶液的物质的量浓度=       mol/L（要求只列出算式，不需运算）。
（已知反应式：Fe²⁺ + MnO₄^－ +H⁺ — Fe³⁺ + Mn²⁺ + H₂O，未配平)

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）假设3：Br₂能将Fe²⁺氧化为Fe³⁺而I₂不能（2分）
（3）①2Fe²⁺＋Br₂=2Fe³⁺＋2Br^-（2分）
②取少量实验Ⅰ的黄色溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，振荡，溶液变为红色。（3分）
③可能2：碘水与FeSO₄溶液发生反应生成Fe₂(SO₄)₃， Fe₂(SO₄)₃溶液也是黄色的，所以溶液的颜色没有明显的变化。（2分，表述合理给分）丁(2分)；理由：亚铁离子与空气接触容易被氧化，丁方案中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分，表述合理给分）
（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

（1）根据前两个假设，结合溴与碘的氧化性 的强弱，提出第三个假设：Br₂能将Fe²⁺氧化为Fe³⁺而I₂不能；
（3）①溴氧化亚铁离子为铁离子，本身被还原成溴离子，离子方程式为2Fe²⁺＋Br₂=2Fe³⁺＋2Br^-
②需要补充的实验目的是验证铁离子的存在，所以取少量实验Ⅰ的黄色溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，振荡，溶液变为红色，说明溴水能将Fe²⁺氧化；
③可能2是碘水与 FeSO₄溶液反应生成硫酸铁，铁离子的颜色也为黄色；丁方案更合理，因为乙酸乙酯的密度比水小，且不溶于水，在溶液的上层，可以起到隔绝空气的作用，防止亚铁离子被空气中的氧气氧化；同时还起到萃取的作用，碘在有机溶剂中的溶解度大于在水中的溶解度，所以萃取后向下层液体中滴加KSCN溶液，判断有无铁离子生成；
（4）①酸性高锰酸钾溶液的氧化性强所以用酸式滴定管装酸性高锰酸钾溶液；②根据得失电子守恒，亚铁离子与高锰酸根离子之间的物质的量比例关系为5Fe²⁺～MnO₄^-,所以硫酸亚铁的浓度为0．0200×V×10^-3×5 /（20×10^-3）mol/L。

考点

据考高分专家说，试题“某研究小组对“Br2和I2能否将Fe2+.....”主要考查你对 [氧化性、还原性强弱的比较 ]考点的理解。

氧化性、还原性强弱的比较

氧化性：
是指物质得电子的能力。处于高价态的物质一般具有氧化性。
还原性：
是指物质失电子的能力，一般低价态的物质具有还原性。

氧化性，还原性强弱的比较方法：

(1)根据氧化还原反应方程式判断
氧化性：氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性
还原性：还原剂的还原性>还原产物的还原性
(2)根据金属（非金属）活动性顺序判断
①金属活动性顺序


②非金属活动性顺序

(3)根据与同一物质反应的难易（条件）判断：
当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如氧化产物价态相同，可根据反应条件高低来进行判断。
例：



三个反应还原剂都是浓盐酸，氧化产物都是氯气，氧化剂分别是高锰酸钾、二氧化锰、氧气，有反应方程式可得，反应条件越来越难，可得结论：氧化性KMnO₄> MnO₂> O₂
(4)根据氧化产物的价态高低判断
当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时，可根据氧化产物价态高低来判断氧化剂氧化性的强弱。
例如：，
②非金属活动性顺序

(3)根据与同一物质反应的难易（条件）判断：
当不同氧化剂作用于同一还原剂时，如氧化产物价态相同，可根据反应条件高低来进行判断。
例：



三个反应还原剂都是浓盐酸，氧化产物都是氯气，氧化剂分别是高锰酸钾、二氧化锰、氧气，有反应方程式可得，反应条件越来越难，可得结论：氧化性KMnO₄> MnO₂> O₂
(4)根据氧化产物的价态高低判断
当变价的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时，可根据氧化产物价态高低来判断氧化剂氧化性的强弱。
例如：，
，可得：氧化性Cl₂>S
注：不能通过氧化剂化合价降低的多少来判断氧化性的强弱。
(5)根据元素周期表判断
①同周期主族元素从左→右，金属单质还原性逐渐减弱（对应的阳离子的氧化性逐渐增强），非金属单质氧化性逐渐增强（对应的阴离子的还原性逐渐减弱）；
同主族元素从上→下，金属单质还原性逐渐增强（对应的阳离子的氧化性逐渐减弱），非金属单质氧化性逐渐减弱（对应的阴离子的还原性逐渐增强）。
注：元素在周期表中越是位于左下方，其单质的还原性越强，其阳离子的氧化性越弱；元素在周期表中越是位于右上方，其单质的氧化性越强，其阴离子的还原性越弱。
(6)根据原电池、电解池的电极反应判断氧化性、还原性的强弱 (根据这个规律也可判断原电池、电解池电极)
①两种不同金属构成原电池的两级：负极：金属电子流出，正极：金属电子流入
还原性：负极>正极
②用惰性电极电解混合溶液时，在阴极先放电的阳离子的氧化性较强，在阳极先放电的阴离子的还原性较强。
(7)根据物质浓度的大小比较：
具有氧化性（或还原性）的物质的浓度越大，其氧化性（还原性）越强，反之，其氧化性（还原性）越弱。例如：氧化性HNO₃(浓)>HNO₃(稀)；还原性 HCl(浓)>HCl(稀)
(8)根据氧化剂、还原剂性质的影响因素判断
①温度：一般温度高氧化剂的氧化性强（浓H₂SO₄与Cu常温不反应，加热则反应）。
②酸碱性：一般在酸性条件下氧化剂的氧化性增强。如KMnO₄在酸性条件下氧化能力更强；KClO₃能氧化浓盐酸中的Cl^- → Cl₂，而不能氧化NaCl中的Cl^-；又如在中性溶液中Fe²⁺与NO₃^-可共存但在H⁺存在的条件下Fe²⁺与NO₃^-不共存等。

知识扩展：

一般来说，同种元素形成的物质，元素价态越高，氧化性越强。例如：氧化性 KMnO₄>MnO₂，但是，也不完全按这个规律，比如 HClO>HClO₂>HClO₃>HClO₄，再有HNO₂>HNO_{3 。}这是因为：氧化性的强弱是看物质得失电子的难易程度，容易失电子的物质还原性强，容易得电子的物质氧化性强。次氯酸很不稳定，容易分解，得到盐酸和氧气（2HClO==2HCl+O₂），由此可知，次氯酸中氯元素很容易得电子，则氧化性强。亚硝酸只能存在于很稀的冷溶液中，溶液浓缩或加热时，很容易就分解成H₂O和N₂O₃，故HNO₂的氧化性更强。