Question

【題目】FeBr2是一種黃綠色固體，某學(xué)習(xí)小組制備并探究它的還原性。

I．實(shí)驗(yàn)室制備FeBr2實(shí)驗(yàn)室用如圖所示裝置制取溴化亞鐵。其中A為CO2發(fā)生裝置，D和d中均盛有液溴，E為外套電爐絲的不銹鋼管，e是兩個(gè)耐高溫的瓷皿，其中盛有細(xì)鐵粉。

實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先將鐵粉加熱至600—700℃，然后將干燥、純凈的CO2氣流通入D中，E管中反應(yīng)開始。不斷將d中液溴滴入溫度為100—120℃的D中。經(jīng)過幾小時(shí)的連續(xù)反應(yīng)，在鐵管的一端沉積有黃綠色鱗片狀溴化亞鐵。

（1）若在A中盛固體CaCO3，a中盛6 mol/L鹽酸。為使導(dǎo)入D中的CO2為干燥純凈的氣體，則圖中B、C處的裝置和其中的試劑應(yīng)是：B為_____________。C為________________。為防止污染空氣，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)在F處連接盛___________的尾氣吸收裝置。

（2）反應(yīng)過程中要不斷通入CO2，其主要作用是____________________。

Ⅱ．探究FeBr2的還原性

（3）實(shí)驗(yàn)需要200 mL 0.1 mol/L FeBr2溶液，配制FeBr2溶液除燒杯、量筒、膠頭滴管、玻璃棒外，還需要的玻璃儀器是_____________，需稱量FeBr2的質(zhì)量為：_________。

（4）取10 mL上述FeBr2溶液，向其中滴加少量新制的氯水，振蕩后溶液呈黃色。某同學(xué)對產(chǎn)生黃色的原因提出了假設(shè)：

假設(shè)1：Br一被Cl2氧化成Br2溶解在溶液中；

假設(shè)2：Fe2+被Cl2氧化成Fe3+

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明假設(shè)2是正確的：________

（5）請用一個(gè)離子方程式來證明還原性Fe2+>Br一________：

（6）若在40 mL上述FeBr2溶液中通入3×10-3mol Cl2，則反應(yīng)的離子方程式為________

Answer 1

【答案】飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶 濃H2SO4的洗氣瓶 NaOH溶液 用CO2把反應(yīng)器中的空氣趕盡,將溴蒸氣帶入E管中 250 mL容量瓶 5.4g 取適量黃色溶液，向其中加入少量KSCN溶液，若溶液變血紅色，則證明假設(shè)2正確 2Fe2++Br2=2Fe3++2Br- 4Fe2++2Br-+3Cl2=4Fe3++Br2+6Cl-

【解析】

I．裝置A用碳酸鈣和鹽酸制取二氧化碳，裝置B中盛有的NaHCO3飽和溶液用于除去二氧化碳中的氯化氫氣體，裝置C中盛有的濃H2SO4是干燥二氧化碳，二氧化碳把反應(yīng)器中的空氣趕盡，并將油浴加熱的裝置D中溴蒸氣帶入E管中，在加熱條件下與鐵反應(yīng)生成黃綠色鱗片狀溴化亞鐵，在裝置F處連接盛有氫氧化鈉溶液的尾氣吸收裝置，吸收有毒的溴蒸汽，防止污染環(huán)境；

Ⅱ．Fe2+和Br-的還原性強(qiáng)弱順序?yàn)椋?/span>Fe2+>Br-，向FeBr2溶液中滴加少量新制的氯水，氯氣先氧化Fe2+，再氧化Br-。

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)用碳酸鈣和鹽酸制取二氧化碳，鹽酸易揮發(fā)，制得的二氧化碳中混有氯化氫和水蒸氣，裝置B的作用是除去二氧化碳中的氯化氫氣體，可以用盛有NaHCO3飽和溶液的洗氣瓶洗氣，裝置C的作用是干燥二氧化碳，可以用盛有濃H2SO4的洗氣瓶干燥，溴蒸汽有毒，不能排到空氣中，氫氧化鈉溶液能夠與溴單質(zhì)反應(yīng)，為防止污染空氣，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)在F處連接氫氧化鈉溶液的尾氣吸收裝置，故答案為：飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶；濃H2SO4的洗氣瓶；NaOH溶液；

（2）反應(yīng)前先通入一段時(shí)間CO2，將容器中的空氣趕凈，避免空氣中的氧氣干擾實(shí)驗(yàn)；反應(yīng)過程中要不斷通入CO2，還可以油浴加熱的裝置D中溴蒸氣帶入E管中，使溴能夠與鐵粉充分反應(yīng)，故答案為：用CO2把反應(yīng)器中的空氣趕盡，將溴蒸氣帶入E管中；

（3）配制200 mL 0.1 mol/L FeBr2溶液的玻璃儀器有燒杯、量筒、膠頭滴管、玻璃棒和250 mL容量瓶；250 mL 0.1 mol/L FeBr2溶液中FeBr2的物質(zhì)的量為0.25mol，則FeBr2的質(zhì)量為0.25mol×216g/mol=5.4g，故答案為：250 mL容量瓶；5.4g；

（4）若假設(shè)2正確，向FeBr2溶液中滴加少量新制的氯水，Fe2+被Cl2氧化成Fe3+，向反應(yīng)后的黃色溶液中加入KSCN溶液，溶液會(huì)變?yōu)榧t色，故答案為：取適量黃色溶液，向其中加入少量KSCN溶液，若溶液變血紅色，則證明假設(shè)2正確；

（5）溶液中Fe2+和Br2能夠發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe3+和Br-，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++Br2=2Fe3++2Br- ，則故答案為：2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-；

（6）40 mL0.1 mol/L FeBr2溶液中FeBr2的物質(zhì)的量為0.004mol， 0.004mol Fe2+消耗Cl2的物質(zhì)的量為0.002mol，3×10-3mol Cl2有0.001mol Cl2與Br-反應(yīng)，反應(yīng)消耗Br-的物質(zhì)的量為0.002mol，參與反應(yīng)的Fe2+、Br-和Cl2的物質(zhì)的量比為0.004mol：0.002mol：0.003mol=4:2:3，則反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++2Br-+3Cl2=4Fe3++Br2+6Cl-，故答案為：4Fe2++2Br-+3Cl2=4Fe3++Br2+6Cl-。