探究卤族元素性质的相似性和递变性

实验目的

通过置换反应比较氯、溴、碘单质的氧化性强弱,认识卤素性质的相似性和递变性。

实验原理

氧化性较强的卤素单质能把较弱的卤素从其卤化物溶液中置换出来:Cl₂ + 2NaBr = 2NaCl + Br₂;Cl₂ + 2KI = 2KCl + I₂;Br₂ + 2KI = 2KBr + I₂。由此得出氧化性 Cl₂ > Br₂ > I₂,同主族自上而下单质氧化性逐渐减弱。

实验器材

• 新制氯水
• 溴水
• NaBr溶液
• KI溶液
• 四氯化碳
• 试管
• 胶头滴管
• 试管架

实验步骤

1. 取两支试管,分别加入1~2 mL NaBr溶液和KI溶液。
2. 向两支试管中各滴加新制氯水,振荡,观察颜色变化。
3. 各加入少量四氯化碳,振荡后静置,观察下层颜色。
4. 另取KI溶液,滴加溴水,振荡,再加四氯化碳观察。
5. 对比现象,按氧化性强弱给Cl₂、Br₂、I₂排序。

实验现象与结论

NaBr溶液加氯水后变为橙黄色,加四氯化碳振荡后下层呈橙红色;KI溶液加氯水或溴水后颜色加深,加四氯化碳后下层呈紫红色。说明Cl₂能置换出Br₂和I₂,Br₂能置换出I₂,氧化性 Cl₂ > Br₂ > I₂。

注意事项

• 氯水、溴水有毒和腐蚀性,应在通风处使用。
• 溴水沾到皮肤上,立即用大量水冲洗。
• 四氯化碳有毒,废液倒入指定容器,不可倒入下水道。
• 佩戴护目镜,按要求取用药品。

常见问题

加入四氯化碳后,溴和碘分别是什么颜色?

溴的四氯化碳溶液呈橙红色,碘的四氯化碳溶液呈紫红色,且都在下层,因为四氯化碳密度比水大。

为什么氯水能把溴离子氧化成溴单质?

氯气氧化性强于溴单质,能夺取溴离子的电子:Cl₂ + 2Br⁻ = 2Cl⁻ + Br₂。