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.制備FeBr2固體

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(kāi)始時(shí)，先將干燥、純凈的CO2氣流通入D中，再將鐵粉加熱至600-700℃，E管中鐵粉開(kāi)始反應(yīng)。不斷將d中液溴滴入溫度為100-120℃的D中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的連續(xù)反應(yīng)，在不銹鋼管內(nèi)產(chǎn)生黃綠色鱗片狀溴化亞鐵。

（1）若在A中盛固體CaCO3，a中盛有6mol/L的鹽酸。為使導(dǎo)入D中的CO2為干燥純凈的氣體，圖中C處的洗氣瓶中裝有濃硫酸，則B中為___，若進(jìn)入E裝置中的CO2未干燥，則可能發(fā)生的副反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。

（2）E管中的反應(yīng)開(kāi)始前通入CO2的主要作用是___；E管中的反應(yīng)開(kāi)始后持續(xù)通入CO2的主要作用是___。

II.探究FeBr2的還原性

（3）現(xiàn)實(shí)驗(yàn)需要90mL0.2mol/LFeBr2溶液，取上述反應(yīng)制得的FeBr2固體配制該溶液，所需儀器除燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管外，還需要的玻璃儀器是___。

（4）已知：Cl2的CCl4溶液呈黃綠色，Br2的CCl4溶液呈橙紅色。Cl2既能氧化Br-，也能氧化Fe2+。取10mL上述FeBr2溶液，向其中滴加幾滴新制的氯水，振蕩后溶液呈黃色。取少量反應(yīng)后的溶液加入KSCN溶液，溶液變?yōu)檠�紅色。另取少量反應(yīng)后的溶液加入CCl4，振蕩后，下層為無(wú)色液體。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)論表明還原性：Fe2+___Br-(填“>”或“<”)。

（5）若向30mL步驟（3）的FeBr2溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下179.2mL的Cl2，取少量反應(yīng)后的溶液加入CCl4，振蕩后下層液體呈___色，寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式___。

Answer 1

【答案】飽和NaHCO3溶液 排出反應(yīng)裝置中的空氣 將Br2帶入反應(yīng)裝置E中 容量瓶 > 橙紅 2Fe2+ +2Br- +2Cl2 =2Fe3+ +Br2 +4Cl-

【解析】

（1）.A裝置反應(yīng)制取的CO2氣體含有HCl，H2O雜質(zhì)，已知C為干燥裝置，B裝置應(yīng)可以除去HCl雜質(zhì)。CO2未干燥含有水，加熱可與Fe反應(yīng)。

（2）.空氣中含有H2O，O2等，會(huì)發(fā)生副反應(yīng)，通入干燥CO2形成保護(hù)氣體。E中反應(yīng)開(kāi)始需要將Br2帶入裝置中。

（3）.配置一定物質(zhì)的量濃度的溶液，還需玻璃儀器為容量瓶。

（4）.反應(yīng)后溶液加入KSCN溶液變?yōu)檠�紅色表明生成了Fe3+,加入CCl4振蕩后，下層為無(wú)色液體說(shuō)明無(wú)Cl2多余且無(wú)Br2生成。而還原性強(qiáng)弱決定反應(yīng)順序。

（5）.先根據(jù)已知條件計(jì)算出參與反應(yīng)Cl2和FeBr2物質(zhì)的量，然后根據(jù)Fe2+和Br-反應(yīng)順序?qū)懗鲭x子方程式。

（1）.由分析可知B裝置左右是可以除去CO2中雜質(zhì)氣體HCl，一般可選用飽和的NaHCO3溶液，不會(huì)產(chǎn)生新雜質(zhì)氣體，同時(shí)HCl與NaHCO3還可反應(yīng)產(chǎn)生CO2。未干燥的CO2中水在加熱條件會(huì)與Fe反應(yīng)。故答案為飽和NaHCO3溶液，。

（2）.由分析為避免副反應(yīng)的發(fā)生，反應(yīng)前通入干燥的CO2可以排出空氣。Br2進(jìn)入反應(yīng)裝置E是需要通過(guò)CO2帶入的。答案為排出裝置中的空氣，將Br2帶入反應(yīng)裝置E中。

（3）.根據(jù)分析，答案為容量瓶。

（4）.根據(jù)分析，滴入的氯水少量且只與Fe2+反應(yīng)，又在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑優(yōu)先于還原性強(qiáng)的物質(zhì)反應(yīng)，所以Fe2+還原性強(qiáng)于Br-。則答案為 >。

（5）.由分析，已知FeBr2的物質(zhì)的量濃度與標(biāo)況下Cl2的體積，則n(FeBr2) =0.2mol/L×0.03L =0.006mol，n(Cl2) = =0.008mol。Fe2+的還原性強(qiáng)于Br-，Cl2先與Fe2+反應(yīng)。F2+→Fe3+氧化還原過(guò)程電子轉(zhuǎn)移數(shù)守恒，n(Fe2+) =0.006mol，Fe2+可與0.003molCl2反應(yīng)。Br-→Br2 n(Br-) =0.012mol，Br-可與0.006molCl2反應(yīng)。綜上所述，Fe2+與Cl2完全反應(yīng)，Br-部分反應(yīng)。則答案為橙紅，2Fe2+ +2Br- +2Cl2 =2Fe3+ +Br2 +4Cl-。