Question

2．實(shí)驗(yàn)室制溴化亞鐵可以用圖示的裝置：裝置中A為CO₂發(fā)生裝置；D和d中均盛有液溴；E為外套電爐絲的不銹鋼管；e是兩只耐高溫的瓷皿，其中共盛有56g細(xì)鐵粉．實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先將鐵粉加熱至600～700℃，然后將干燥、純凈的CO₂氣流通入D中，E管中反應(yīng)開始，隨反應(yīng)的進(jìn)行將d中液溴滴入到D中．經(jīng)過(guò)幾個(gè)小時(shí)的連續(xù)反應(yīng)，在鋼管的一端沉積有80g黃綠色鱗片狀溴化亞鐵．（溴的沸點(diǎn)：58.78℃，并對(duì)有機(jī)物有腐蝕性）
請(qǐng)回答以下問(wèn)題：
（1）對(duì)于裝置D最好采用水浴加熱的方式來(lái)得到溴蒸氣．
（2）若導(dǎo)入的CO₂不干燥，會(huì)在E中發(fā)生副反應(yīng)，其化學(xué)方程式為：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂↑；
（3）若在A中盛固體CaCO₃，a中盛6mol/L的鹽酸，為使導(dǎo)入D中的CO₂為干燥純凈的氣體，則圖中B、C處的裝置和其中的試劑應(yīng)是：
B為盛有飽和NaHCO₃溶液的洗氣瓶；
C為盛有濃H₂SO₄的洗氣瓶．
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)，裝置D和E的橡皮塞最好用錫箔包住，原因是：Br₂有腐蝕性，腐蝕橡膠塞．
（5）反應(yīng)過(guò)程中要不斷通入CO₂，其主要作用是：
①排凈容器里的空氣；
②將Br₂蒸氣帶入反應(yīng)器中．
（6）為防止污染空氣，應(yīng)將F處出來(lái)的氣體通入盛有堿液的洗氣瓶．
（7）E中的反應(yīng)為：2Fe+3Br₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeBr₃；2FeBr₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 2FeBr₂+Br₂↑
此實(shí)驗(yàn)中溴化亞鐵的產(chǎn)率為37.04%．

Answer 1

分析 （1）溴的沸點(diǎn)：58.78℃，可用水浴的方法加熱得到溴蒸氣；
（2）若導(dǎo)入的CO₂不干燥含有水蒸氣，鐵與水蒸氣在加熱的條件下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣；
（3）裝置B用于除去二氧化碳中的氯化氫氣體；裝置D作用是干燥二氧化碳；
（4）根據(jù)溴能夠腐蝕橡膠塞分析；
（5）通入二氧化碳，可以將容器中的空氣趕凈，將Br₂蒸氣帶入反應(yīng)器D中；
（6）溴蒸汽有毒，不能排到空氣中，可以用堿液如氫氧化鈉溶液吸收未反應(yīng)的溴單質(zhì)；
（7）根據(jù)題中信息生成了80g溴化亞鐵，計(jì)算出56g鐵粉完全反應(yīng)理論上能夠生成溴化亞鐵的質(zhì)量，再計(jì)算出溴化亞鐵的產(chǎn)率．

解答 解：（1）溴的沸點(diǎn)：58.78℃，低于水的沸點(diǎn)100℃，用水浴加熱，使反應(yīng)容器內(nèi)溴受熱溫度均勻，均勻產(chǎn)生溴蒸汽，
故答案為：水��；
（2）若導(dǎo)入的CO₂不干燥含有水蒸氣，會(huì)在E中發(fā)生副反應(yīng)，鐵與水蒸氣生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂↑，
故答案為：3Fe+4H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₃O₄+4H₂↑；
（3）裝置B用于除去二氧化碳中的氯化氫氣體，可以用盛有NaHCO₃飽和溶液的洗氣瓶洗氣；裝置D作用是干燥二氧化碳，可以用盛有濃H₂SO₄的洗氣瓶干燥，
故答案為：盛有飽和NaHCO₃溶液的洗氣瓶；盛有濃H₂SO₄的洗氣瓶；
（4）D和d中均盛有液溴，溴單質(zhì)能夠腐蝕橡膠塞，適宜裝置D和E的橡皮塞最好用錫箔包住，
故答案為：Br₂有腐蝕性，腐蝕橡膠塞；
（5）反應(yīng)過(guò)程中要不斷地通入CO₂，其主要作用是為：反應(yīng)前將容器中的空氣趕凈，避免空氣中的氧氣干擾實(shí)驗(yàn)；反應(yīng)過(guò)程中要不斷通入CO₂，還可以將Br₂蒸氣帶入反應(yīng)器D中，使溴能夠與鐵粉充分反應(yīng)，
故答案為：①排凈容器里的空氣；②將Br₂蒸氣帶入反應(yīng)器中；
（6）溴蒸汽有毒，不能排到空氣中，可被堿液吸收，如氫氧化鈉溶液能夠與溴單質(zhì)反應(yīng)，適宜為防止污染空氣，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)在F處連接盛有堿液如氫氧化鈉溶液的尾氣吸收裝置，
故答案為：盛有堿液的洗氣瓶；
（7）根據(jù)關(guān)系式由Fe～FeBr₂可算出，56g鐵粉完全反應(yīng)，理論上應(yīng)生成溴化鐵216g，
所以FeBr₂的產(chǎn)率為：$\frac{80g}{216g}$×100%≈37.04%，
故答案為：37.04%．

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