Question

4．實驗室用如圖所示裝置制取溴化亞鐵．D和d中均盛有液溴，E為外套電爐絲的瓷管，e是兩只耐高溫的瓷皿，其中共盛有56g細鐵粉．實驗開始時先將干燥、純凈的CO₂氣流通入D中，然后將鐵粉加熱至600℃～700℃，E管中反應(yīng)開始．E中的反應(yīng)為：2Fe+3Br₂═2FeBr₃，2FeBr₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeBr₂+Br₂↑，最后將d中液溴滴入100℃～120℃的D中，經(jīng)過幾小時的連續(xù)反應(yīng)，在鐵管的一端沉積有黃綠色鱗片狀溴化亞鐵80g．請回答：
（1）儀器d的名稱分液漏斗．
（2）導入的CO₂不干燥，會在E中發(fā)生副反應(yīng)，其含鐵副產(chǎn)物為Fe₃O₄；若所得產(chǎn)物中含此副產(chǎn)物，用化學方法檢驗．下列方案合理的是B．
A．取少量產(chǎn)物于試管中加入稀鹽酸，再加入KSCN溶液
B．取少量產(chǎn)物于硬質(zhì)大試管中，通入氫氣，排盡空氣后加熱，用CuSO₄檢驗生成的水蒸氣
C．用磁鐵吸引，看產(chǎn)物能否被吸引
D．取少量產(chǎn)物于試管中加入蒸餾水，過濾看是否有黑色不溶物
（3）為防止污染空氣，實驗時應(yīng)在F處連接盛有NaOH溶液的尾氣吸收裝置，反應(yīng)的化學方程式：2NaOH+Br₂=NaBr+NaBrO+H₂O．
（4）取產(chǎn)品10g配制成250mL溶液，取出25.00mL用酸性KMnO₄溶液滴定溶液中的Fe²⁺，用去0.03000mol/L酸性KMnO₄溶液25.00mL，則產(chǎn)品的純度為81%．
（5）利用除去雜質(zhì)后的FeBr₂可以驗證Cl₂、Fe³⁺、Br₂的氧化性強弱．將你設(shè)計的實驗操作、預(yù)計的實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)論（氧化性強弱）填寫在下列表空格內(nèi)：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	氧化性強弱
①	溶液呈血紅色	②
③	④	Cl2＞Br2

Answer 1

分析 （1）根據(jù)裝置圖可知儀器d的名稱；
（2）鐵與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣；要檢驗所得產(chǎn)物中含四氧化三鐵，只要檢驗氧元素即可，可以用氫氣還原，再檢驗水的存在，據(jù)此選擇；
（3）氫氧化鈉溶液能吸收溴，生成次溴酸鈉和溴化鈉，據(jù)此書寫化學方程式；
（4）根據(jù)電子得失守恒有關(guān)系式KMnO₄～5Fe²⁺，反應(yīng)中用去KMnO₄的物質(zhì)的量為0.025L×0.03000mol/L=7.5×10^-4mol，所以10g樣品中含有FeBr₂的物質(zhì)的量為7.5×10^-4mol×$\frac{250}{25}$×5=0.0375mol，據(jù)此可計算出樣品中FeBr₂的純度；
（5）驗證Cl₂、Fe³⁺、Br₂的氧化性強弱的操作為：取一定量FeBr₂溶于水，加入少量（或幾滴）氯水（或通入少量氯氣），加入KSCN溶液，若溶液呈血紅色，則說明氧化性Cl₂＞Fe³⁺、Br₂＞Fe³⁺；取少量FeBr₂溶于水，加入過量氯水（或通入足量氯氣），加入四氯化碳，振蕩，若四氯化碳層呈棕紅色，則說明氧化性Cl₂＞Br₂，據(jù)此答題．

解答 解：（1）根據(jù)裝置圖可知儀器d的名稱為分液漏斗，
故答案為：分液漏斗；
（2）鐵與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，所以含鐵副產(chǎn)物為Fe₃O₄；
A．產(chǎn)物中含有FeBr₃，取少量產(chǎn)物于試管中加入稀鹽酸，再加入KSCN溶液，溶液呈血紅色，不能說明含有鐵的氧化物，故A錯誤；
B．取少量產(chǎn)物于硬質(zhì)大試管中，通入氫氣，排盡空氣后加熱，用CuSO₄檢驗生成的水蒸氣，說明產(chǎn)物中含有鐵的氧化物，故B正確；
C．鐵單質(zhì)也能被磁化而被磁鐵吸引，所以產(chǎn)物能被吸引不一定是四氧化三鐵，故C錯誤；
D．細鐵粉也是黑色不溶物，所以取少量產(chǎn)物于試管中加入蒸餾水，過濾有黑色不溶物不一定是鐵的氧化物，故D錯誤，故選B，
故答案為：Fe₃O₄；B；
（3）氫氧化鈉溶液能吸收溴，生成次溴酸鈉和溴化鈉，反應(yīng)方程式為2NaOH+Br₂=NaBr+NaBrO+H₂O，
故答案為：2NaOH+Br₂=NaBr+NaBrO+H₂O；
（4）根據(jù)電子得失守恒有關(guān)系式KMnO₄～5Fe²⁺，反應(yīng)中用去KMnO₄的物質(zhì)的量為0.025L×0.03000mol/L=7.5×10^-4mol，所以10g樣品中含有FeBr₂的物質(zhì)的量為7.5×10^-4mol×$\frac{250}{25}$×5=0.0375mol，所以樣品中FeBr₂的純度為$\frac{0.0375×216}{10}$×100%=81%，
故答案為：81%；
（5）驗證Cl₂、Fe³⁺、Br₂的氧化性強弱的操作為：取一定量FeBr₂溶于水，加入少量（或幾滴）氯水（或通入少量氯氣），加入KSCN溶液，若溶液呈血紅色，則說明氧化性Cl₂＞Fe³⁺、Br₂＞Fe³⁺；取少量FeBr₂溶于水，加入過量氯水（或通入足量氯氣），加入四氯化碳，振蕩，若四氯化碳層呈棕紅色，則說明氧化性Cl₂＞Br₂，
故答案為：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	氧化性強弱
①取一定量FeBr2溶于水，加入少量（或幾滴）氯水（或通入少量氯氣），加入KSCN溶液		②Cl2＞Fe3+ Br2＞Fe3+
③取少量FeBr2溶于水，加入過量氯水（或通入足量氯氣），加入四氯化碳，振蕩	④四氯化碳層呈棕紅色

．

點評 本題考查了制取溴化亞鐵方案設(shè)計，涉及的內(nèi)容均是中學化學中的基礎(chǔ)知識及基本技能，充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用化學知識的能力，是一道質(zhì)量較高的題目，難度中等．