Question

16．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是兩只耐高溫的瓷皿，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(kāi)始，不斷將d中液溴滴入100℃～120℃的D中，經(jīng)過(guò)幾小時(shí)的連續(xù)反應(yīng)，在E管的一端有黃綠色鱗片狀溴化亞鐵．

請(qǐng)回答：
（1）儀器D的名稱是蒸餾燒瓶．給D加熱最好選擇下列加熱器中的b．

（2）若在A中燒瓶中盛固體CaCO₃，a中盛6mol•L-1鹽酸，為使導(dǎo)入D中的CO₂為干燥純凈的氣體，則圖中B、C處的裝置所裝的試劑是：B為盛有飽和NaHCO₃溶液的洗氣瓶，C為盛有濃H₂SO₄的洗氣瓶．為防止污染空氣，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)在F處連接盛有堿性溶液的尾氣吸收裝置．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，裝置D和E的橡膠塞最好用鋁箔包住，且連接D、E之間的橡膠管盡可能短的原因是Br₂有腐蝕性，腐蝕橡膠塞．
（4）①E管反應(yīng)前先通入一段時(shí)間CO₂，其主要作用是排凈容器里的空氣；
②反應(yīng)過(guò)程中要繼續(xù)通入CO₂，其主要作用是將Br₂蒸氣帶入反應(yīng)器中．
II．探究FeBr₂的還原性
某課外小組學(xué)生對(duì)Cl₂與FeBr₂溶液反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究．

操  作	現(xiàn)  象
取0.1mol/L的FeBr2溶液100mL，測(cè)溶液的pH	pH試紙變紅（約為4）
	�。�開(kāi)始通入100mLCl2（折合標(biāo)準(zhǔn)狀況），溶液由淺綠色逐漸變黃； ⅱ．稍后，繼續(xù)通入Cl2，溶液黃色加深，變?yōu)樽攸S色； iii．稍后，溶液由棕黃色變淺，最終變?yōu)辄S色

（5）現(xiàn)象i中溶液由淺綠色逐漸變黃．某學(xué)生猜測(cè)可能原因：①Cl₂將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，使溶液呈黃色；②Cl₂將Br^-氧化為Br₂，使溶液呈黃色．請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明現(xiàn)象i中溶液由淺綠色變黃色的原因是原因①還是原因②：取5mL上述黃色溶液于試管中，向該溶液中加入KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色，說(shuō)明原因①對(duì)，否則不成立；取5mL上述黃色溶液于試管中，向其中滴加少量四氯化碳，震蕩，若CCl₄層呈橙紅色，說(shuō)明原因②對(duì)，否則不成立．
（6）若向上述FeBr₂溶液中通入224mL Cl₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則反應(yīng)的離子方程式為2Cl₂+2Br^-+2Fe²⁺═2Fe³⁺+4Cl^-+Br₂．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)儀器的特征以及常見(jiàn)儀器的名稱解答，溴的沸點(diǎn)：58.78℃，“水浴法”加熱可以受熱均勻，可用水浴的方法加熱得到溴蒸氣；
（2）實(shí)驗(yàn)室用碳酸鈣和鹽酸制取二氧化碳，氯化氫易揮發(fā)，裝置B用于除去二氧化碳中的氯化氫氣體；裝置C作用是干燥二氧化碳；溴蒸汽有毒，不能排到空氣中，可以用堿液如氫氧化鈉溶液吸收未反應(yīng)的溴單質(zhì)；
（3）根據(jù)溴能夠腐蝕橡膠塞分析；
（4）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；
（5）原因①：Fe²⁺被C1₂氧化成Fe³⁺，向該溶液中加入KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色證明有三價(jià)鐵生成；
原因②：Br^-被C1₂氧化成Br₂溶解在溶液中，通過(guò)溶液中加入適量四氯化碳，萃取出溴單質(zhì)從而使CCl₄層呈橙紅色來(lái)證明有溴單質(zhì)生成；
（6）氧化性Cl₂＞Br₂＞Fe³⁺，亞鐵離子的還原性大于溴離子，氯氣不足時(shí)亞鐵離子優(yōu)先反應(yīng)，0.1mol/L的FeBr₂溶液100mL，通入224mL Cl₂（標(biāo)準(zhǔn)狀況），二價(jià)鐵離子全部被氧化，溴離子部分被氧化．

解答 解：（1）儀器D具有支管口的燒瓶，為蒸餾燒瓶，溴的沸點(diǎn)：58.78℃，給D加熱得到溴蒸氣，酒精燈加熱，溫度不便于控制，油浴，油的比熱容小，升溫快，會(huì)導(dǎo)致蒸餾瓶中的液體迅速沸騰，不易控制溫度，溴的沸點(diǎn)低于水的沸點(diǎn)100℃，用水浴加熱，使反應(yīng)容器內(nèi)溴受熱溫度均勻，均勻產(chǎn)生溴蒸汽，所以b符合，
故答案為：蒸餾燒瓶；b；
（2）實(shí)驗(yàn)室用碳酸鈣和鹽酸制取二氧化碳，氯化氫易揮發(fā)，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C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，可被堿液吸收，如氫氧化鈉溶液能夠與溴單質(zhì)反應(yīng)，適宜為防止污染空氣，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)在F處連接盛有堿液如氫氧化鈉溶液的尾氣吸收裝置，
故答案為：盛有飽和NaHCO₃溶液的洗氣瓶；盛有濃H₂SO₄的洗氣瓶；堿性；
（3）D和E中均盛有溴，溴單質(zhì)能夠腐蝕橡膠塞，適宜裝置D和E的橡皮塞最好用錫箔包住，橡膠管盡可能短，
故答案為：Br₂有腐蝕性，腐蝕橡膠塞；
（4）反應(yīng)過(guò)程中要不斷地通入CO₂，其主要作用是為：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(guò)程中要不斷通入CO₂，還可以將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排凈容器里的空氣；②將Br₂蒸氣帶入反應(yīng)器中；
（5）原因①：Fe²⁺被C1₂氧化成Fe³⁺，向該溶液中加入KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色證明有三價(jià)鐵生成；
原因②：Br^-被C1₂氧化成Br₂溶解在溶液中，通過(guò)溶液中加入適量四氯化碳，萃取出溴單質(zhì)從而使CCl₄層呈橙紅色來(lái)證明有溴單質(zhì)生成；
故答案為：取5mL上述黃色溶液于試管中，向該溶液中加入KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色，說(shuō)明原因①對(duì)，否則不成立；
取5mL上述黃色溶液于試管中，向其中滴加少量四氯化碳，震蕩，若CCl₄層呈橙紅色，說(shuō)明原因②對(duì)，否則不成立；
（6）因還原性：Fe²⁺＞Br^-，氯氣先氧化Fe²⁺，再氧化Br^-，向0.1mol/L的FeBr₂溶液100mL，F(xiàn)eBr₂的物質(zhì)的量為0.01mol，溶液中通入0.01molCl₂，先發(fā)生Cl₂+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2Cl^-，后發(fā)生2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-，二價(jià)鐵離子全部被氧化，溴離子部分被氧化，總離子方程式：2Cl₂+2Br^-+2Fe²⁺═2Fe³⁺+4Cl^-+Br₂，
故答案為：2Cl₂+2Br^-+2Fe²⁺═2Fe³⁺+4Cl^-+Br₂．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了制取溴化亞鐵方案設(shè)計(jì)，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(shí)的能力，（6）注意反應(yīng)物用量對(duì)反應(yīng)的影響，為易錯(cuò)點(diǎn)，題目難度中等．