Question

4．某研究性學習小組進行如下探究活動：
實驗目的：探究Cl₂、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產生氯氣；②溴單質易揮發，碘單質易生華；③淀粉溶液遇到碘單質變藍色；
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中的溶液由黃色變為棕色時，關閉活塞a
Ⅳ…
回答以下問題：
（1）驗證氯氣的氧化性強于碘的實驗現象是A中濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍，寫出該反應的化學方程式Cl₂+2KI═I₂+2KCl；
（2）為驗證溴的氧化性強于碘，過程Ⅳ的操作和現象是打開活塞b，將分液漏斗中的黃色溶液滴入D中，關閉活塞b，取下試管D振蕩，靜置，觀察到D中CCl₄層溶液變為紫紅色，說明溴的氧化性強于碘，寫出該反應的離子方程式2I^-+Br ₂=2Br^-+I₂；
（3）由實驗得到的氯、溴、碘單質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．

Answer 1

分析 A裝置：高錳酸鉀具有強氧化性，與濃鹽酸反應：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：Cl₂+2I^-═I₂+2Cl^-，碘單質遇淀粉顯示藍色，B裝置：氯氣的氧化性強于溴，將氯氣通入NaBr溶液中會有單質溴生成，發生反應的離子方程式為：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，發生氧化還原反應，靜至后CCl₄層溶液變為紫紅色．
（1）氯氣氧化性強于單質碘，碘遇淀粉變藍色；
（2）如CCl₄層溶液變為紫紅色，則說明有碘生成，為驗證溴的氧化性強于碘，應將C中生成的溴加入到盛有KI溶液的D中，如發生氧化還原反應，則靜至后CCl₄層溶液變為紫紅色；
（3）根據氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性分析，氧化性Cl₂＞Br₂＞I₂；
（4）當B中的溶液由黃色變為棕色時，關閉活塞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．

解答 解：（1）高錳酸鉀具有強氧化性，與濃鹽酸反應：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：Cl₂+2KI═I₂+2KCl，碘單質遇淀粉顯示藍色，
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，應將C中生成的溴加入到盛有KI溶液的D中，如發生氧化還原反應，則靜至后CCl₄層溶液變為紫紅色，操作為：打開活塞b，將分液漏斗中的黃色溶液滴入D中，關閉活塞b，取下試管D振蕩，靜置，觀察到D中CCl₄層溶液變為紫紅色，說明溴的氧化性強于碘，反應為：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，關閉活塞b，取下試管D振蕩，靜置，觀察到D中CCl₄層溶液變為紫紅色，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物的氧化性，氯氣與濕潤的淀粉碘化鉀反應：Cl₂+2KI═I₂+2KCl，碘單質遇淀粉顯示藍色，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，氯氣會繼續氧化溴離子，所以能保證氯氣不干擾溴與碘化鉀的反應，
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．

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