卤素置换反应：用己烷层认出卤素
把氯水、溴水和碘水分别加入 KCl、KBr、KI 溶液，再用己烷萃取：上层己烷的颜色告诉你哪一种卤素单质生成了。最后用同样的办法鉴定一份未知的卤化物溶液。
实验目的 通过颜色判断哪些置换反应会发生，并由此排出 Cl₂、Br₂、I₂ 的氧化性强弱；把观察结果与标准电极电势算出的平衡常数对照。
操作步骤
- 先选“未知溶液”以外的三种卤化物，逐一和氯水反应：倒入 2 mL 0.10 M 卤化物溶液，加入 2 mL 氯水，观察水层颜色的变化。
- 加入 2 mL 己烷（它比水轻，浮在上层），塞紧后振荡，静置分层。记录上层己烷的颜色，并在结果表中比较。
- 换成溴水和碘水，把九种组合（三种卤素水 × 三种卤化物）都做一遍。哪些组合的己烷层颜色和原来的卤素水不一样？
- 根据结果写出发生了的反应的离子方程式，并排出 Cl₂、Br₂、I₂ 氧化性的顺序。读出实验台给出的 E°cell 和 K，检查你的顺序。
- 最后选择“未知溶液”：只用氯水、溴水和己烷，设计最少的测试来确定其中是 Cl⁻、Br⁻ 还是 I⁻，然后提交你的判断。按“换一个未知样品”再试几次。
注意观察
- 氯水使 Br⁻ 溶液变黄至橙色，使 I⁻ 溶液变成棕色；振荡后，上层己烷分别呈橙色（Br₂）和紫红色（I₂）。
- 溴水能氧化 I⁻，却不能氧化 Cl⁻；碘水两者都氧化不了：己烷层始终是加入的卤素本身的颜色。
- 顺序 Cl₂ > Br₂ > I₂ 与 E°(X₂/X⁻) 1.36 > 1.07 > 0.54 V 一致：发生的反应 K 都在 10¹⁰ 以上，不发生的 K 都小于 10⁻⁹。
- 碘在水层中与过量的 I⁻ 结合成棕色的 I₃⁻，所以碘的水溶液是棕色而不是紫色；只有在己烷这样的非极性溶剂里，碘才显出它本来的紫色。
真实实验室
- 氯水和溴水有毒、有刺激性，必须在通风橱中操作，戴护目镜和手套；液溴能严重灼伤皮肤，只使用稀的溴水。
- 己烷极易燃，远离明火；振荡时用拇指按紧塞子，并不时放气。实验后的有机层倒入指定的卤代废液桶。
- 不少教材用 CCl₄ 萃取：它比水重，有机层在下面；因为有毒并破坏臭氧层，现在多改用己烷或环己烷，有机层在上面。
- 氯水放久了会失效（Cl₂ 逸出并水解）；过量的氯水还会把 I₂ 继续氧化成无色的 IO₃⁻，使紫色褪去——加氯水要一滴一滴地加。
- 模拟中的颜色由文献谱带拟合出的教学光谱计算，己烷/水分配系数是近似值；真实颜色还受浓度、光照和溶剂纯度影响。在强光下，溴会与己烷缓慢发生取代反应而褪色。