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。

（制備FeBr2固體）

實驗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是兩個耐高溫的瓷皿，其中盛有細(xì)鐵粉。

實驗開始時，先將干燥、純凈的CO2氣流通入D中，再將鐵粉加熱至600—700℃，E管中鐵粉開始反應(yīng)。不斷將d中液溴滴入溫度為100—120℃的D中，經(jīng)過一段時間的連續(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6 mol/L的鹽酸。為使導(dǎo)入D中的CO2為干燥純凈的氣體，則圖中B、C處的洗氣瓶中裝有的試劑分別是：B中為____________，C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)開始后持續(xù)通入CO2的主要作用是______________。

（探究FeBr2的還原性）

（3）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10 mL0.1mol/LFeBr2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，下層為無色液體。以上實驗結(jié)論表明還原性：Fe2+_________Br－（填“>”或“<”）。

（4）若在40 mL上述FeBr2溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下67.2 mL的C12，取少量反應(yīng)后的溶液加入CCl4，振蕩后下層液體呈_______色，寫出該反應(yīng)的離子方程式______。

Answer 1

【答案】飽和NaHCO3溶液 濃硫酸 3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑ 將溴蒸氣帶入E裝置中進(jìn)行反應(yīng) ＞ 橙紅 4Fe2++2Br-+3Cl2=4Fe3++Br2+6Cl-

【解析】

制備溴化亞鐵主要是防止空氣中的氧氣氧化，因此整個裝置要處于無氧的狀態(tài)，實驗室制備二氧化碳過程中有HCl氣體和水蒸氣雜質(zhì)，因此要除掉這些雜質(zhì)再利用二氧化碳帶出溴蒸汽進(jìn)入到E裝置中發(fā)生反應(yīng)。

通過實驗先加少量氯氣得出亞鐵離子和溴離子的還原性，利用量的關(guān)系來進(jìn)行書寫溴化亞鐵與氯氣的反應(yīng)離子方程式。

⑴若在A中盛固體CaCO3，a中盛有6 mol/L的鹽酸。為使導(dǎo)入D中的CO2為干燥純凈的氣體，則圖中B、C處的洗氣瓶中裝有的試劑分別是：

A中生成的二氧化碳，從A中出來的氣體主要是二氧化碳?xì)怏w，還有水蒸氣和HCl氣體，B中主要是除掉HCl氣體，用飽和碳酸氫鈉溶液，C中主要是除掉水蒸氣，用濃硫酸干燥，若進(jìn)入E裝置中的CO2未干燥，水和鐵粉再高溫下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)方程式為3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑，

故答案為：飽和NaHCO3溶液；濃硫酸；3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑；

⑵在反應(yīng)前CO2主要作用是排除裝置內(nèi)的空氣，滴入液溴后CO2主要是將D中的液溴變?yōu)殇逭羝�進(jìn)入到E管中與鐵進(jìn)行反應(yīng)并在反應(yīng)開始后持續(xù)通入CO2，

故答案為：將溴蒸氣帶入E裝置中進(jìn)行反應(yīng)；

⑶取10 mL0.1mol/L 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，說明溶液反應(yīng)生成了鐵離子，另取少量反應(yīng)后的溶液加入CCl4，振蕩后，下層為無色液體，說明沒有生成溴單質(zhì)，因此還原性：Fe2+ > Br－，

故答案是：>；

⑷若在40 mL上述FeBr2溶液物質(zhì)的量為0.004 mol，還原性Fe2+ > Br－，溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下67.2 mL的C12，物質(zhì)的量為0.003 mol，

根據(jù)方程，氯氣過量，應(yīng)該按亞鐵離子物質(zhì)的量進(jìn)行計算消耗氯氣物質(zhì)的量為0.002 mol，剩余0.001mol氯氣與溴離子反應(yīng)，

根據(jù)方程式得出消耗溴離子為0.002 mol，生成0.001 mol溴單質(zhì)，因此取少量反應(yīng)后的溶液加入CCl4，振蕩后下層液體橙紅色，

反應(yīng)的離子方程式4Fe2++2Br－+3Cl2=4Fe3++Br2+6Cl－

故答案為：橙紅；4Fe2++2Br－+3Cl2=4Fe3++Br2+6Cl－。