Question

2．实验室制溴化亚铁可以用图示的装置：装置中A为CO₂发生装置；D和d中均盛有液溴；E为外套电炉丝的不锈钢管；e是两只耐高温的瓷皿，其中共盛有56g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，随反应的进行将d中液溴滴入到D中．经过几个小时的连续反应，在钢管的一端沉积有80g黄绿色鳞片状溴化亚铁．（溴的沸点：58.78℃，并对有机物有腐蚀性）
请回答以下问题：
（1）对于装置D最好采用水浴加热的方式来得到溴蒸气．
（2）若导入的CO₂不干燥，会在E中发生副反应，其化学方程式为：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂↑；
（3）若在A中盛固体CaCO₃，a中盛6mol/L的盐酸，为使导入D中的CO₂为干燥纯净的气体，则图中B、C处的装置和其中的试剂应是：
B为盛有饱和NaHCO₃溶液的洗气瓶；
C为盛有浓H₂SO₄的洗气瓶．
（4）实验时，装置D和E的橡皮塞最好用锡箔包住，原因是：Br₂有腐蚀性，腐蚀橡胶塞．
（5）反应过程中要不断通入CO₂，其主要作用是：
①排净容器里的空气；
②将Br₂蒸气带入反应器中．
（6）为防止污染空气，应将F处出来的气体通入盛有碱液的洗气瓶．
（7）E中的反应为：2Fe+3Br₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeBr₃；2FeBr₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 2FeBr₂+Br₂↑
此实验中溴化亚铁的产率为37.04%．

Answer 1

分析 （1）溴的沸点：58.78℃，可用水浴的方法加热得到溴蒸气；
（2）若导入的CO₂不干燥含有水蒸气，铁与水蒸气在加热的条件下反应生成四氧化三铁和氢气；
（3）装置B用于除去二氧化碳中的氯化氢气体；装置D作用是干燥二氧化碳；
（4）根据溴能够腐蚀橡胶塞分析；
（5）通入二氧化碳，可以将容器中的空气赶净，将Br₂蒸气带入反应器D中；
（6）溴蒸汽有毒，不能排到空气中，可以用碱液如氢氧化钠溶液吸收未反应的溴单质；
（7）根据题中信息生成了80g溴化亚铁，计算出56g铁粉完全反应理论上能够生成溴化亚铁的质量，再计算出溴化亚铁的产率．

解答 解：（1）溴的沸点：58.78℃，低于水的沸点100℃，用水浴加热，使反应容器内溴受热温度均匀，均匀产生溴蒸汽，
故答案为：水浴；
（2）若导入的CO₂不干燥含有水蒸气，会在E中发生副反应，铁与水蒸气生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂↑，
故答案为：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂↑；
（3）装置B用于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D作用是干燥二氧化碳，可以用盛有浓H₂SO₄的洗气瓶干燥，
故答案为：盛有饱和NaHCO₃溶液的洗气瓶；盛有浓H₂SO₄的洗气瓶；
（4）D和d中均盛有液溴，溴单质能够腐蚀橡胶塞，适宜装置D和E的橡皮塞最好用锡箔包住，
故答案为：Br₂有腐蚀性，腐蚀橡胶塞；
（5）反应过程中要不断地通入CO₂，其主要作用是为：反应前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，还可以将Br₂蒸气带入反应器D中，使溴能够与铁粉充分反应，
故答案为：①排净容器里的空气；②将Br₂蒸气带入反应器中；
（6）溴蒸汽有毒，不能排到空气中，可被碱液吸收，如氢氧化钠溶液能够与溴单质反应，适宜为防止污染空气，实验时应在F处连接盛有碱液如氢氧化钠溶液的尾气吸收装置，
故答案为：盛有碱液的洗气瓶；
（7）根据关系式由Fe～FeBr₂可算出，56g铁粉完全反应，理论上应生成溴化铁216g，
所以FeBr₂的产率为：$\frac{80g}{216g}$×100%≈37.04%，
故答案为：37.04%．

点评 本题考查了制取溴化亚铁方案设计，涉及的内容均是中学化学中的基础知识及基本技能，充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用化学知识的能力，是一道质量较高的题目，难度中等．