Question

實驗室里用如圖示出的裝置制取溴化亞鐵．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管，e是兩只耐高溫的瓷夾，其中共盛有56g細(xì)鐵粉．實驗開始時先將鐵粉加熱至600～700℃，然后將干燥、純凈的CO₂氣流通入D中，E管中的物質(zhì)開始反應(yīng)，不斷地將d中的液溴滴入100～120℃的D中，經(jīng)過幾小時的連續(xù)反應(yīng)后在不銹鋼管一端沉積有黃綠色鱗片狀溴化亞鐵80g．
（1）如何檢查D裝置的氣密性？
（2）若導(dǎo)入的CO₂不干燥，會在E中發(fā)生副反應(yīng)，其化學(xué)方程式為

3Fe+4H₂O

△   .

Fe₃O₄+4H₂↑

．
（3）在A中盛有CaCO₃，a中盛有6mol?L^-1鹽酸．為使A中產(chǎn)生的CO₂在進入D之前既干燥又純凈，B、C處應(yīng)設(shè)置和各儀器中應(yīng)盛有何種試劑？

B處應(yīng)設(shè)置盛有NaHCO₃飽和溶液的洗氣瓶

C處應(yīng)設(shè)置盛有濃H₂SO₄的洗氣瓶

．
（4）實驗時，D和E的橡膠塞為什么最好用鋁箔包住？

因Br₂會腐蝕橡膠塞

（5）反應(yīng)過程中要不斷地通入CO₂，其主要作用是：①

將容器中的空氣趕凈

②

將Br₂蒸氣帶入反應(yīng)器D中

．
（6）E中進行的反應(yīng)是：2Fe+3Br₂=2FeBr₃，2FeBr₃=2FeBr₂+Br₂↑．此實驗中溴化亞鐵的產(chǎn)率為

37.04%

．
（7）為防止污染空氣，實驗時應(yīng)在F處連接盛有

NaOH溶液

的尾氣吸收裝置．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)檢驗裝置氣密性的常用方法檢查D裝置的氣密性；
（2）鐵與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣；
（3）裝置B用于除去二氧化碳中的氯化氫氣體；裝置D作用是干燥二氧化碳；
（4）根據(jù)溴能夠腐蝕橡膠塞分析；
（5）通入二氧化碳，可以將容器中的空氣趕凈，將Br₂蒸氣帶入反應(yīng)器D中；
（6）根據(jù)題中信息生成了80g溴化亞鐵，計算出56g鐵粉完全反應(yīng)理論上能夠生成溴化亞鐵的質(zhì)量，再計算出溴化亞鐵的產(chǎn)率；
（7）可以用氫氧化鈉溶液吸收未反應(yīng)的溴單質(zhì)．

解答：解：（1）檢查D裝置的氣密性方法為：關(guān)閉d的活塞，夾緊C、D間的膠管，將F的出口導(dǎo)管插入水中，用手捂住D，或微熱，若F 的導(dǎo)管處有氣泡冒出，松開手后水又回升到F的導(dǎo)管中，則證明D的氣密性良好（即不漏氣），
答：關(guān)閉d的活塞，夾緊C、D間的膠管，將F的出口導(dǎo)管插入水中，用手捂住D，或微熱，若F 的導(dǎo)管處有氣泡冒出，松開手后水又回升到F的導(dǎo)管中，則證明D的氣密性良好（即不漏氣）
（2）若導(dǎo)入的CO₂不干燥，會在E中發(fā)生副反應(yīng)，鐵與水蒸氣生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe+4H₂O

△   .

Fe₃O₄+4H₂↑，
故答案為：3Fe+4H₂O

△   .

Fe₃O₄+4H₂↑；
（3）裝置B用于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D作用是干燥二氧化碳，可以用盛有濃H₂SO₄的洗氣瓶干燥，
故答案為：B處應(yīng)設(shè)置盛有NaHCO₃飽和溶液的洗氣瓶，C處應(yīng)設(shè)置盛有濃H₂SO₄的洗氣瓶
（4）D和d中均盛有液溴，溴單質(zhì)能夠腐蝕橡膠塞，
答：因Br₂會腐蝕橡膠塞；
（5）反應(yīng)過程中要不斷地通入CO₂，其主要作用是為：反應(yīng)前將容器中的空氣趕凈，避免空氣中的氧氣干擾實驗；反應(yīng)過程中可以將Br₂蒸氣帶入反應(yīng)器D中，使溴能夠與鐵粉充分反應(yīng)，
故答案為：①將容器中的空氣趕凈，②將Br₂蒸氣帶入反應(yīng)器D中；
（6）根據(jù)關(guān)系式由Fe～FeBr₂可算出，56g鐵粉完全反應(yīng)，理論上應(yīng)生成溴化鐵216g，
所以FeBr₂的產(chǎn)率為：

80g

216g

×100%≈37.04%，
故答案為：37.04%  
（7）氫氧化鈉溶液能夠與溴單質(zhì)反應(yīng)，為防止污染空氣，實驗時應(yīng)在F處連接盛有氫氧化鈉溶液的尾氣吸收裝置，
故答案為：NaOH溶液．

點評：本題考查了制取溴化亞鐵方案設(shè)計，涉及的內(nèi)容均是中學(xué)化學(xué)中的基礎(chǔ)知識及基本技能，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用化學(xué)知識的能力，是一道質(zhì)量較高的題目，難度中等．