卤素氧化性与还原性强弱的探究

实验目的

通过卤素单质间的置换反应,比较氧化性、还原性的强弱,掌握判断方法。

实验原理

氧化还原反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物,还原剂的还原性强于还原产物。Cl₂ + 2NaBr = 2NaCl + Br₂;Cl₂ + 2KI = 2KCl + I₂;Br₂ + 2KI = 2KBr + I₂。由此得氧化性 Cl₂ > Br₂ > I₂,还原性 I- > Br- > Cl-。Br₂、I₂ 易溶于四氯化碳,分别呈橙红色、紫红色,便于观察。

实验器材

• 新制氯水
• 溴水
• NaBr 溶液
• KI 溶液
• 四氯化碳(CCl₄)
• 试管
• 试管架
• 胶头滴管

实验步骤

1. 取两支试管,分别加入 2 mL NaBr 溶液和 2 mL KI 溶液
2. 向两支试管中各滴加数滴新制氯水,振荡,观察溶液颜色
3. 各加入约 1 mL 四氯化碳,振荡后静置,观察下层颜色
4. 另取一支试管加入 2 mL KI 溶液,滴加溴水,振荡
5. 再加入四氯化碳,振荡静置,观察下层颜色
6. 对比三组现象,写出方程式,比较氧化性和还原性

实验现象与结论

NaBr 溶液加氯水后,四氯化碳层呈橙红色,说明生成 Br₂;KI 溶液加氯水或溴水后,四氯化碳层呈紫红色,说明生成 I₂。结论:氧化性 Cl₂ > Br₂ > I₂,对应阴离子还原性 I- > Br- > Cl-。

注意事项

• 氯水、溴水有毒且有腐蚀性,应在通风处使用
• 四氯化碳有毒,勿接触皮肤,不要吸入蒸气
• 含卤素和四氯化碳的废液倒入指定回收容器

常见问题

为什么要加四氯化碳?

Br₂、I₂ 在四氯化碳中溶解度大且颜色鲜明,萃取后下层橙红或紫红,比水溶液更易判断生成物。

怎样判断氧化性、还原性的强弱?

氧化剂的氧化性强于氧化产物,还原剂的还原性强于还原产物。如 Cl₂ 置换出 Br₂,则氧化性 Cl₂ > Br₂。