Question

【題目】FeBr2是一種黃綠色固體，某學習小組制備并探究它的還原性

Ⅰ.實驗室制備FeBr2

實驗室用下圖所示裝置制取溴化亞鐵．其中A為CO2發生裝置，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管中反應開始，不斷將d中液溴滴入100℃～120℃的D中，經過幾小時的連續反應，在鐵管的一端沉積有黃綠色鱗片狀溴化亞鐵。

請回答：

(1)若在A中盛固體CaCO3，a中盛6mol/L鹽酸，B處是裝有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶為使導入D中的CO2為干燥純凈的氣體，則圖中C處的裝置和其中的試劑應是：________,為防止污染空氣，實驗時應在F處連接盛________的尾氣吸收裝置。

(2)反應過程中要不斷通入CO2，其主要作用有兩個：①是利用CO2把反應器中空氣趕盡；②是________.

Ⅱ.探究FeBr2的還原性

(1)實驗需要90 mL 0.1 mol·L－1FeBr2溶液，配制FeBr2溶液除燒杯、量筒、膠頭滴管、玻璃棒外還需的玻璃儀器是________。

(2)取10mL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。某同學對產生黃色的原因提出了假設：

假設1：Br－被Cl2氧化成Br2溶解在溶液中；

假設2：Fe2+被Cl2氧化成Fe3+。

設計實驗證明假設2是正確的_______________________________

(3)實驗證明：還原性Fe2+>Br－請用一個離子方程式來證明：_____________；

(4)若在40mL上述FeBr2溶液中通入3×10－3molCl2，則反應的離子方程式為：____________。

Answer 1

【答案】濃H2SO4的洗氣瓶 NaOH溶液 將Br2蒸氣帶入反應管中 100 mL容量瓶 向黃色溶液中加入少量KSCN溶液，若溶液變血紅色，則證明假設2正確 Fe2+＋Br2=2Fe3+＋2Br－ 4Fe2++2Br－+3Cl2=4Fe3++Br2+6Cl－

【解析】

I. (1)裝置B用于除去CO2中的HCl氣體；裝置D作用是干燥CO2氣體，根據Br2的性質選擇合適的尾氣處理試劑；

(2)通入CO2，可以將容器中的空氣趕凈；將Br2蒸氣帶入反應器D中；

II.(1)根據選擇儀器的標準和配制一定體積、一定物質的量濃度的溶液的步驟選擇合適的儀器；

(2)Fe2+被Cl2氧化成Fe3+ ，可向該溶液中加入KSCN溶液來檢驗是否含有Fe3+；

(3)根據還原劑的還原性大于還原產物，只要在含有Fe2+的溶液中滴加溴水即可；

(4) 40mL0.1mol/LFeBr2溶液中溶質的物質的量是0.004mol ，通入3×10-3molC12，二者的物質的量比為4：3反應，結合還原性Fe2+>Br-，由氧化還原反應的先后規律和電子守恒可知：亞鐵離子全部被氧化，溴離子只有四分子之一被氧化。

I. ( 1 )裝置B用于除去CO2中的HCl雜質氣體，可以用盛有NaHCO3飽和溶液的洗氣瓶洗氣；裝置D作用是干燥CO2，可以用盛有濃H2SO4的洗氣瓶干燥；Br2會導致大氣污染，可根據Br2與NaOH溶液作用產生可溶性的物質的性質，用NaOH溶液作尾氣吸收試劑。

(2)反應過程中要不斷地通入CO2，其主要作用是：①反應前將容器中的空氣趕凈，避免空氣中的氧氣干擾實驗；②反應過程中要不斷通入CO2，還可以將Br2蒸氣帶入反應器D中，使溴能夠與鐵粉充分反應；

II.(1)配制一定體積、一定物質的量濃度的溶液需要的儀器有天平、藥匙、燒杯、玻璃棒、一定規格的容量瓶、 膠頭滴管，實驗室沒有90mL容量瓶，根據選擇儀器的標準“大而近”的原則，要使用100mL的容量瓶；

(2)取適量黃色溶液，向其中加入少量KSCN溶液，若溶液變血紅色，可證明溶液中含有Fe3+離子，從而證明假設2正確；

(3)利用還原劑的還原性大于還原產物，則可在含有Fe2+的溶液中滴加溴水，會發生離子反應Br2+2Fe2+=2Fe3++2Br-，即可證明還原性Fe2+>Br-；

(4)40mL0.1mol/LFeBr2溶液中溶質的物質的量是0.004mol ，通入3×10-3molC12，二者的物質的量比為4：3反應，結合還原性Fe2+>Br-，由氧化還原反應的先后規律和電子守恒可知，亞鐵離子全部被氧化，溴離子只有四分子之一被氧化 ,發生反應的離子方程式為4Fe2+ +2Br-+3Cl2=4Fe3++Br2+6Cl-。