【題目】FeBr2是一種黃綠色固體,某學習小組制備并探究它的還原性。

I.實驗室制備FeBr2實驗室用如圖所示裝置制取溴化亞鐵。其中A為C02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℃,然后將干燥、純凈的C02氣流通入D中,E管中反應(yīng)開始.不斷將d中液溴滴入溫度為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。

(1)若在A中盛固體CaCO3,a中盛6 mol/L鹽酸.為使導入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____________.C為_________________。為防止污染空氣,實驗時應(yīng)在F處連接盛___________的尾氣吸收裝置。

(2)反應(yīng)過程中要不斷通入CO2,其主要作用是①_________,②_______________

Ⅱ.探究FeBr2的還原性

(3)實驗需要90 mL 0.1 mol/L FeBr2溶液,配制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_______________________________

(4)取10 mL上述FeBr2溶液,向其中滴加少量新制的氯水,振蕩后溶液呈黃色。某同學對產(chǎn)生黃色的原因提出了假設(shè):

假設(shè)1:Br被C12氧化成Br2溶解在溶液中;

假設(shè)2:Fe2+被C12氧化成Fe3+。

設(shè)計實驗證明假設(shè)2是正確的:_______________________________________

(5)請用一個離子方程式來證明還原性Fe2+>Br________________________

(6)若在40 mL上述FeBr2溶液中通入3×10-3mol C12,則反應(yīng)的離子方程式為

_____________________________________________________________________

【答案】 飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶 濃H2SO4的洗氣瓶 NaOH溶液 用CO2把反應(yīng)器中的空氣趕盡 將溴蒸氣帶入E管中Ⅱ 100 mL容量瓶 取適量黃色溶液,向其中加入少量KSCN溶液,若溶液變血紅色,則證明假設(shè)2正確 2Fe2++Br2=2Fe3++2Br- 4Fe2++2Br-+3Cl2=4Fe3++Br2+6Cl-

【解析】I(1)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;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,實驗時應(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:盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶;盛有濃H2SO4的洗氣瓶;NaOH溶液;

(2)反應(yīng)過程中要不斷地通入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驗;反應(yīng)過程中要不斷通入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E中;

(3)配制FeBr2溶液時需要天平、鑰匙、燒杯、玻璃棒、100ml的容量瓶,膠頭滴管,則除燒杯、量筒、膠頭滴管外還需的玻璃儀器是玻璃棒、100ml的容量瓶;故答案為:100ml的容量瓶;

(4)要證明Fe2+C12氧化成Fe3+,只需要取適量黃色溶液,向其中加入少量KSCN溶液,若溶液變血紅色,則證明假設(shè)2正確,故答案為:取適量黃色溶液,向其中加入少量KSCN溶液,若溶液變血紅色,則證明假設(shè)2正確

(5)由還原性Fe2+Br-,則氯化亞鐵溶液中加入12滴溴水發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe3+,反應(yīng)為2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-,故答案為:2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-;

(6)40 ml 01 mol/L FeBr2溶液含有FeBr2的物質(zhì)的量為0.004mol,還原性Fe2+Br-,二者以43反應(yīng),由電子守恒可知,亞鐵離子全部被氧化,溴離子部分被氧化,則反應(yīng)的離子反應(yīng)為4Fe2++2Br-+3Cl2=4Fe3++Br2+6Cl-,故答案為:4Fe2++2Br-+3Cl2=4Fe3++Br2+6Cl-。

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(1)步驟①中A儀器最好用__________。(填儀器名稱)

(2)步驟②中用酸式滴定管好還是用堿式滴定管好__________,理由是__________________。

(3)能否用膠頭滴管代替步驟②中的滴定管__________。理由是_________________________

(4)能否用水代替苯__________,理由是____________________

(5)已知NaCl晶體結(jié)構(gòu)如圖所示,用X射線測得NaCl晶體中靠得最近的Na+Cl-間的平均距離為acm,則用上述測定方法測得的阿伏加德羅常數(shù)NA的表達式為NA=__________。

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A.HCl溶液滴加一半時,溶液pH>7

B.當溶液的pH=8時,溶液中NaHCO3的物質(zhì)的量濃度為0.1mol·L—1

C.0.1 mol·L—1Na2CO3溶液中c(Na+)+c(H+)=c(OH)+2c(CO32—)+c(HCO3)

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計算N_N的鍵能為____________kJ·mol-1(用含a、b、c的代數(shù)式表示)。

(2)NO和CO在一定溫度和催化劑的條件下可發(fā)生反應(yīng):

2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-538 kJ·mol-1。

一定溫度下,向體積為2L的密閉容器中充入一定量的NO和CO,發(fā)生上述反應(yīng)。反應(yīng)過程中測定的部分數(shù)據(jù)見下表:

時間/min

n(NO)/mol

n(CO)/mol

n(N2)/mol

n(CO2)/mol

0

0.100

0.200

0

0

4

0.020

6

0.050

8

0.025

①反應(yīng)在0~4 min內(nèi)的平均速率v(CO)=_____________。

②下列敘述中,能說明反應(yīng)已達到平衡的是____________

a.NO的消耗速率和CO2的生成速率相等 b.容器內(nèi)的壓強不再變化

c.混合氣體的密度不再變化 d.N2的百分含量不再變化

③計算該溫度下的平衝常數(shù)K=____________。

④8min時,其他條件不變,向該反應(yīng)容器中再通入0.05molNO和0.100CO,重新達到平衡時混合氣體中N2的百分含量將____________(填“減小”、“增大”或“不變” )。

(3)工業(yè)上采用電解NO的方法制備NH4NO3,其工作原理如圖。X、Y皆為Pt電極,為使電解產(chǎn)物全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3,需補充NH3。

①Y電極上的電極反應(yīng)式為_______________________________

②若X電極上有11.2L(已換算成標準狀況)NO發(fā)生反應(yīng),則生成NH4NO3的質(zhì)量為____________g。

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