FeBr2是一種黃綠*固體,某學習小組製備並探究它的還原*。I.實驗室製備FeBr2實驗室用如圖所示裝置製取溴...
問題詳情:
FeBr2是一種黃綠*固體,某學習小組製備並探究它的還原*。
I.實驗室製備FeBr2實驗室用如圖所示裝置製取溴化亞鐵。其中A爲CO2發生裝置,D和d中均盛有液溴,E爲外套電爐絲的不鏽鋼管,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℃,然後將乾燥、純淨的CO2氣流通入D中,E管中反應開始。不斷將d中液溴滴入溫度爲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*鱗片狀溴化亞鐵。
(1)若在A中盛固體CaCO3,a中盛6 mol/L鹽*。爲使匯入D中的CO2爲乾燥純淨的氣體,則圖中B、C處的裝置和其中的試劑應是:B爲_____________。C爲________________。爲防止污染空氣,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,其主要作用是____________________。
Ⅱ.探究FeBr2的還原*
(3)實驗需要200 mL 0.1 mol/L FeBr2溶液,配製FeBr2溶液除燒杯、量筒、膠頭滴管、玻璃棒外,還需要的玻璃儀器是_____________,需稱量FeBr2的質量爲:_________。
(4)取10 mL上述FeBr2溶液,向其中滴加少量新制的*水,振盪後溶液呈黃*。某同學對產生黃*的原因提出了假設:
假設1:Br一被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*假設2是正確的:________
(5)請用一個離子方程式來*還原*Fe2+>Br一________:
(6)若在40 mL上述FeBr2溶液中通入3×10-3mol Cl2,則反應的離子方程式爲________
【回答】
飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶 濃H2SO4的洗氣瓶 NaOH溶液 用CO2把反應器中的空氣趕盡,將溴蒸氣帶入E管中 250 mL容量瓶 5.4g 取適量黃*溶液,向其中加入少量KSCN溶液,若溶液變血紅*,則*假設2正確 2Fe2++Br2=2Fe3++2Br- 4Fe2++2Br-+3Cl2=4Fe3++Br2+6Cl-
【解析】
I.裝置A用碳*鈣和鹽*製取二氧化碳,裝置B中盛有的NaHCO3飽和溶液用於除去二氧化碳中的*化*氣體,裝置C中盛有的濃H2SO4是乾燥二氧化碳,二氧化碳把反應器中的空氣趕盡,並將油浴加熱的裝置D中溴蒸氣帶入E管中,在加熱條件下與鐵反應生成黃綠*鱗片狀溴化亞鐵,在裝置F處連接盛有*氧化*溶液的尾氣吸收裝置,吸收有毒的溴蒸汽,防止污染環境;
Ⅱ.Fe2+和Br-的還原*強弱順序爲:Fe2+>Br-,向FeBr2溶液中滴加少量新制的*水,*氣先氧化Fe2+,再氧化Br-。
【詳解】
(1)實驗時用碳*鈣和鹽*製取二氧化碳,鹽*易揮發,製得的二氧化碳中混有*化*和水蒸氣,裝置B的作用是除去二氧化碳中的*化*氣體,可以用盛有NaHCO3飽和溶液的洗氣瓶洗氣,裝置C的作用是乾燥二氧化碳,可以用盛有濃H2SO4的洗氣瓶乾燥,溴蒸汽有毒,不能排到空氣中,*氧化*溶液能夠與溴單質反應,爲防止污染空氣,實驗時應在F處連接*氧化*溶液的尾氣吸收裝置,故*爲飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶;濃H2SO4的洗氣瓶;NaOH溶液;
(2)反應前先通入一段時間CO2,將容器中的空氣趕淨,避免空氣中的氧氣干擾實驗;反應過程中要不斷通入CO2,還可以油浴加熱的裝置D中溴蒸氣帶入E管中,使溴能夠與鐵粉充分反應,故*爲用CO2把反應器中的空氣趕盡,將溴蒸氣帶入E管中;
(3)配製200 mL 0.1 mol/L FeBr2溶液的玻璃儀器有燒杯、量筒、膠頭滴管、玻璃棒和250 mL容量瓶;250 mL 0.1 mol/L FeBr2溶液中FeBr2的物質的量爲0.25mol,則FeBr2的質量爲0.25mol×216g/mol=5.4g,故*爲250 mL容量瓶;5.4g;
(4)若假設2正確,向FeBr2溶液中滴加少量新制的*水,Fe2+被Cl2氧化成Fe3+,向反應後的黃*溶液中加入KSCN溶液,溶液會變爲紅*,故*爲取適量黃*溶液,向其中加入少量KSCN溶液,若溶液變血紅*,則*假設2正確;
(5)溶液中Fe2+和Br2能夠發生氧化還原反應生成Fe3+和Br-,反應的離子方程式爲2Fe2++Br2=2Fe3++2Br- ,則故*爲2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-;
(6)40 mL0.1 mol/L FeBr2溶液中FeBr2的物質的量爲0.004mol, 0.004mol Fe2+消耗Cl2的物質的量爲0.002mol,3×10-3mol Cl2有0.001mol Cl2與Br-反應,反應消耗Br-的物質的量爲0.002mol,參與反應的Fe2+、Br-和Cl2的物質的量比爲0.004mol:0.002mol:0.003mol=4:2:3,則反應的離子方程式爲4Fe2++2Br-+3Cl2=4Fe3++Br2+6Cl-,故*爲4Fe2++2Br-+3Cl2=4Fe3++Br2+6Cl-。
【點睛】
本題考查了實驗方案的設計與評價和探究實驗,試題知識點較多、綜合*較強,充分考查了學分析、理解能力及靈活應用基礎知識的能力,注意掌握化學實驗基本*作方法,明確常見物質的*質及化學實驗方案設計原則是解答關鍵。
知識點:溴、*及其化合物
題型:實驗,探究題