Question

4．某研究性學(xué)習(xí)小組進行如下探究活動：
實驗?zāi)康模禾骄緾l₂、Br₂、I₂的氧化性強弱．
查閱資料：①常溫下，高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氯氣；
②溴單質(zhì)易揮發(fā)，碘單質(zhì)易升華；
③淀粉溶液遇到碘單質(zhì)變藍色；
④溴、碘在不同溶劑中所形成溶液（從稀到濃）的顏色變化如圖所示．

	水	四氯化碳
溴	黃→棕	橙→橙紅
碘	深黃→褐	紫→深紫

實驗方案：該小組設(shè)計如圖所示裝置實驗（夾持儀器已略去，裝置氣密性完好）

實驗過程：
Ⅰ先打開彈簧夾，再打開活塞a，滴加濃鹽酸
Ⅱ當B和C中的溶液都變黃時，加緊彈簧夾
Ⅲ當B中的溶液由黃色變?yōu)樽厣珪r，關(guān)閉活塞a
Ⅳ…
回答以下問題：
（1）驗證氯氣的氧化性強于碘的實驗現(xiàn)象是A中濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式Cl₂+2KI═I₂+2KCl；
（2）為驗證溴的氧化性強于碘，過程Ⅳ的操作和現(xiàn)象是打開活塞b，將分液漏斗中的黃色溶液滴入D中，關(guān)閉活塞b，取下試管D振蕩，靜置，觀察到D中CCl₄層溶液變?yōu)樽霞t色，說明溴的氧化性強于碘，寫出該反應(yīng)的離子方程式2I^-+Br ₂=2Br^-+I₂；
（3）由實驗得到的氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性由強到弱的順序為Cl₂＞Br₂＞I₂；
（4）你認為實驗中為什么要加過程Ⅲ這一步操作，請簡述個人觀點B、C中的NaBr溶液的濃度和體積均相同，棕色溶液B含有的溴單質(zhì)比黃色溶液C中的多，說明C中還存有溴離子，不存在氯氣，確保了氯氣不干擾溴與碘化鉀的反應(yīng)．

Answer 1

分析 A裝置：高錳酸鉀具有強氧化性，與濃鹽酸反應(yīng)：2KMnO₄+16HCl_（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O生成氯氣，氯氣的氧化性強于碘，氯氣與濕潤的淀粉碘化鉀反應(yīng)：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，碘單質(zhì)遇淀粉顯示藍色，B裝置：氯氣的氧化性強于溴，將氯氣通入NaBr溶液中會有單質(zhì)溴生成，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：Cl₂+2Br^-═Br₂+2Cl^-；浸有氫氧化鈉的棉花吸收氯氣、溴蒸氣，C裝置：驗證溴的氧化性強于碘，C中生成的溴通入到盛有KI溶液的D中，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，靜至后CCl₄層溶液變?yōu)樽霞t色．
（1）氯氣氧化性強于單質(zhì)碘，碘遇淀粉變藍色；
（2）如CCl₄層溶液變?yōu)樽霞t色，則說明有碘生成，為驗證溴的氧化性強于碘，應(yīng)將C中生成的溴加入到盛有KI溶液的D中，如發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則靜至后CCl₄層溶液變?yōu)樽霞t色；
（3）根據(jù)氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性分析，氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂；
（4）當B中的溶液由黃色變?yōu)樽厣珪r，關(guān)閉活塞a，保證C中還存有溴離子，避免氯氣干擾溴與碘化鉀的反應(yīng)．

解答 解：（1）高錳酸鉀具有強氧化性，與濃鹽酸反應(yīng)：2KMnO₄+16HCl_（濃）=2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O生成氯氣，氯氣的氧化性強于碘，氯氣與濕潤的淀粉碘化鉀反應(yīng)：Cl₂+2KI═I₂+2KCl，碘單質(zhì)遇淀粉顯示藍色，
故答案為：A中濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍；Cl₂+2KI═I₂+2KCl；
（2）為驗證溴的氧化性強于碘，應(yīng)將C中生成的溴加入到盛有KI溶液的D中，如發(fā)生氧化還原反應(yīng)，則靜至后CCl₄層溶液變?yōu)樽霞t色，操作為：打開活塞b，將分液漏斗中的黃色溶液滴入D中，關(guān)閉活塞b，取下試管D振蕩，靜置，觀察到D中CCl₄層溶液變?yōu)樽霞t色，說明溴的氧化性強于碘，反應(yīng)為：2I^-+Br ₂=2Br^-+I₂，
故答案為：打開活塞b，將分液漏斗中的黃色溶液滴入D中，關(guān)閉活塞b，取下試管D振蕩，靜置，觀察到D中CCl₄層溶液變?yōu)樽霞t色，說明溴的氧化性強于碘；2I^-+Br ₂=2Br^-+I₂；
（3）氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物的氧化性，氯氣與濕潤的淀粉碘化鉀反應(yīng)：Cl₂+2KI═I₂+2KCl，碘單質(zhì)遇淀粉顯示藍色，氯氣的氧化性強于碘，B裝置：將氯氣通入NaBr溶液中會有單質(zhì)溴生成，氯的氧化性強于溴，C中生成的溴加入到盛有KI溶液的D中，2KI+Br ₂=2KBr+I₂，溴的氧化性強于碘，所以氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂，
故答案為：Cl₂＞Br₂＞I₂；
（4）B、C中的NaBr溶液的濃度和體積均相同，棕色溶液B含有的溴單質(zhì)比黃色溶液C中的多，說明C中還存有溴離子，不存在氯氣，如有氯氣，氯氣會繼續(xù)氧化溴離子，所以能保證氯氣不干擾溴與碘化鉀的反應(yīng)，
故答案為：B、C中的NaBr溶液的濃度和體積均相同，棕色溶液B含有的溴單質(zhì)比黃色溶液C中的多，說明C中還存有溴離子，不存在氯氣，確保了氯氣不干擾溴與碘化鉀的反應(yīng)．

點評 本題為探究題和實驗設(shè)計題，用以比較鹵素單質(zhì)的氧化性強弱，注意本題中要排除干擾因素的存在，掌握氧化還原反應(yīng)有關(guān)知識以及鹵素的性質(zhì)是解答的關(guān)鍵，綜合考查了學(xué)生靈活運用知識的能力．