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【题目】FeBr2是一种黄绿色固体,某学习小组制备并探究它的还原性。

I.实验室制备FeBr2实验室用如图所示装置制取溴化亚铁。其中ACO2发生装置,Dd中均盛有液溴,E为外套电炉丝的不锈钢管,e是两个耐高温的瓷皿,其中盛有细铁粉。

实验开始时,先将铁粉加热至600—700℃,然后将干燥、纯净的CO2气流通入D中,E管中反应开始。不断将d中液溴滴入温度为100—120℃的D中。经过几小时的连续反应,在铁管的一端沉积有黄绿色鳞片状溴化亚铁。

1)若在A中盛固体CaCO3a中盛6 mol/L盐酸。为使导入D中的CO2为干燥纯净的气体,则图中BC处的装置和其中的试剂应是:B_____________C________________。为防止污染空气,实验时应在F处连接盛___________的尾气吸收装置。

2)反应过程中要不断通入CO2,其主要作用是____________________

Ⅱ.探究FeBr2的还原性

3)实验需要200 mL 0.1 mol/L FeBr2溶液,配制FeBr2溶液除烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒外,还需要的玻璃仪器是_____________,需称量FeBr2的质量为:_________

4)取10 mL上述FeBr2溶液,向其中滴加少量新制的氯水,振荡后溶液呈黄色。某同学对产生黄色的原因提出了假设:

假设1BrCl2氧化成Br2溶解在溶液中;

假设2Fe2+Cl2氧化成Fe3+

设计实验证明假设2是正确的:________

5)请用一个离子方程式来证明还原性Fe2+>Br________

6)若在40 mL上述FeBr2溶液中通入3×10-3mol Cl2,则反应的离子方程式为________

【答案】饱和NaHCO3溶液的洗气瓶 H2SO4的洗气瓶 NaOH溶液 CO2把反应器中的空气赶尽,将溴蒸气带入E管中 250 mL容量瓶 5.4g 取适量黄色溶液,向其中加入少量KSCN溶液,若溶液变血红色,则证明假设2正确 2Fe2++Br2=2Fe3++2Br- 4Fe2++2Br-+3Cl2=4Fe3++Br2+6Cl-

【解析】

I.装置A用碳酸钙和盐酸制取二氧化碳,装置B中盛有的NaHCO3饱和溶液用于除去二氧化碳中的氯化氢气体,装置C中盛有的浓H2SO4是干燥二氧化碳,二氧化碳把反应器中的空气赶尽,并将油浴加热的装置D中溴蒸气带入E管中,在加热条件下与铁反应生成黄绿色鳞片状溴化亚铁,在装置F处连接盛有氢氧化钠溶液的尾气吸收装置,吸收有毒的溴蒸汽,防止污染环境;

Fe2+Br-的还原性强弱顺序为:Fe2+>Br-,向FeBr2溶液中滴加少量新制的氯水,氯气先氧化Fe2+,再氧化Br-

1)实验时用碳酸钙和盐酸制取二氧化碳,盐酸易挥发,制得的二氧化碳中混有氯化氢和水蒸气,装置B的作用是除去二氧化碳中的氯化氢气体,可以用盛有NaHCO3饱和溶液的洗气瓶洗气,装置C的作用是干燥二氧化碳,可以用盛有浓H2SO4的洗气瓶干燥,溴蒸汽有毒,不能排到空气中,氢氧化钠溶液能够与溴单质反应,为防止污染空气,实验时应在F处连接氢氧化钠溶液的尾气吸收装置,故答案为:饱和NaHCO3溶液的洗气瓶;浓H2SO4的洗气瓶;NaOH溶液;

2)反应前先通入一段时间CO2,将容器中的空气赶净,避免空气中的氧气干扰实验;反应过程中要不断通入CO2,还可以油浴加热的装置D中溴蒸气带入E管中,使溴能够与铁粉充分反应,故答案为:用CO2把反应器中的空气赶尽,将溴蒸气带入E管中;

3)配制200 mL 0.1 mol/L FeBr2溶液的玻璃仪器有烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒和250 mL容量瓶;250 mL 0.1 mol/L FeBr2溶液中FeBr2的物质的量为0.25mol,则FeBr2的质量为0.25mol×216g/mol=5.4g,故答案为:250 mL容量瓶;5.4g

4)若假设2正确,向FeBr2溶液中滴加少量新制的氯水,Fe2+Cl2氧化成Fe3+,向反应后的黄色溶液中加入KSCN溶液,溶液会变为红色,故答案为:取适量黄色溶液,向其中加入少量KSCN溶液,若溶液变血红色,则证明假设2正确;

5)溶液中Fe2+Br2能够发生氧化还原反应生成Fe3+Br-,反应的离子方程式为2Fe2++Br2=2Fe3++2Br- ,则故答案为:2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-

640 mL0.1 mol/L FeBr2溶液中FeBr2的物质的量为0.004mol 0.004mol Fe2+消耗Cl2的物质的量为0.002mol3×10-3mol Cl20.001mol Cl2Br-反应,反应消耗Br-的物质的量为0.002mol,参与反应的Fe2+Br-Cl2的物质的量比为0.004mol0.002mol0.003mol=4:2:3,则反应的离子方程式为4Fe2++2Br-+3Cl2=4Fe3++Br2+6Cl-,故答案为:4Fe2++2Br-+3Cl2=4Fe3++Br2+6Cl-

练习册系列答案
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B.1mol草酸中含有6.02×1023个分子

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选项

a

b

c

A

Al

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Al(OH)3

B

CO2

Na2CO3

NaHCO3

C

Si

SiO2

H2SiO3

D

S

SO3

H2SO4

A. A B. B C. C D. D

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