Question

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CaCO₃，a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B、C处的装置和其中的试剂应是：B为_____________。C为________________。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1：Br^一被Cl₂氧化成Br₂溶解在溶液中；

假设2：Fe²⁺被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^一________：

（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________

Answer

饱和NaHCO3溶液的洗气瓶 浓H2SO4的洗气瓶 NaOH溶液 用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；

Ⅱ．Fe2+和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+被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+和Br2能够发生氧化还原反应生成Fe3+和Br-，反应的离子方程式为2Fe2++Br2=2Fe3++2Br- ，则故答案为2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-；

（6）40 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0.002mol，3×10-3mol Cl2有0.001mol Cl2与Br-反应，反应消耗Br-的物质的量为0.002mol，参与反应的Fe2+、Br-和Cl2的物质的量比为0.004mol：0.002mol：0.003mol=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-。