氯水和碘化钾以及溴化钾溶液反应现象探究

卤素间置换反应的教学常以两个化学实验为引子展开，具体做法如下。

1对实验现象的思考

通常把在室温（20 ℃）下溶解度在10 g/100 g水以上的物质叫易溶物质，溶解度在1～10 g/100 g水叫可溶物质，溶解度在0.01 g～1 g/100 g水的物质叫微溶物质，溶解度小于0.01 g/100 g水的物质叫难溶物质。常温下（293 K），I2在水中的溶解度为0.029 g，Br2在水中的溶解度为3.58 g，因此上面的实验有两个问题需要考虑。

（1）2～3 ml 0.1 mol/L KI溶液中滴入少量新制的氯水后为什么没有I2析出。

（2）反应后，滴加足量CCl4振荡，CCl4对0.1 mol/L KBr溶液中的Br2以及0.1 mol/L KI溶液中的I2萃取效果差异很大。

2对实验现象的理论分析

一般情况下，认为在0.1 mol/L KBr溶液以及0.1 mol/L KI溶液滴入新制的氯水后振荡，对于0.1 mol/L KBr溶液应该有溶液出现黄色现象，对于0.1 mol/L KI溶液应该有溶液出现碘析出的现象；而加入足量CCl4后振荡，两者的萃取效果应该一样，溶液层都应该变为无色，但理论预期和实验结果出现了一定偏差，因此有必要对这一偏差进行研究。

2.1氯水滴入0.1 mol/L KI溶液中实验现象解析

氯水和0.1 mol/L KI溶液反应的化学方程式如下：CI 2+2KI=2KCI+I2。由此可见，反应中应见到有紫黑色的碘析出，但往往看到的是溶液呈棕红色，这是由于氯水滴入碘化钾溶液，碘化钾溶液过量，生成的碘还未来得及沉析就会与溶液中多余的碘化钾反应而生成棕红色的多碘化物KI3，化学反应方程式为KI+I2=KI3，而KI3是离子化合物。因此滴加足量CCl4后振荡，水溶液层的颜色仍然是较深的棕黄色或黄色，加入CCl4的量增大而溶液颜色无明显变化。

2.2氯水滴入0.1mol/L KBr溶液中实验现象解析

氯水和0.1 mol/L KBr溶液反应的化学方程式如下：CI2+2KBr=2KCI+Br2，由于Br2在水中的溶解度为3.58 g，属于可溶物质范围，因此反应中应见到溶液呈淡黄色或棕红色。由于KBr3是离子化合物，因此滴加足量CCl4后振荡，水溶液层的颜色本应该是淡黄色或棕红色变浅或滴加足量CCl4后振荡，水溶液层的颜色无明显变化，而实验事实是CCl4萃取后溶液变为无色，和氯水滴入01 mol/L KI溶液反应后，加入CCl4振荡的实验现象形成了较大的差别。

3.2明确状态符号的使用规则

（1）在给定的条件下，生成能和反应物自然分离的气态物质，可以用气态符号“”表示。

（2）从反应溶液中析出不溶性固体，可以用沉淀符号“”表示。

3.3教学的实验设计

实验1：在一支试管中加入3 ml氯水（无色），再滴加几滴0.1mol/L KBr溶液，振荡，静置，观察实验现象。

实验2：在一支试管中加入3 ml氯水（无色），再滴加几滴0.1mol/L KI溶液，振荡，静置，观察实验现象，实验现象。

（1）实验1观察到溶液由无色变成淡黄色，振荡后淡黄色没有明显变化。

（2）实验2观察到溶液由无色变成黄褐色或出现黄褐色沉淀，振荡后黄褐色或黄褐色沉淀消失，形成无色溶液。