Question

2．實驗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細鐵粉．實驗開始時先將鐵粉加熱至600～700℃，然后將干燥、純凈的CO₂氣流通入D中，E管中反應開始，隨反應的進行將d中液溴滴入到D中．經過幾個小時的連續(xù)反應，在鋼管的一端沉積有80g黃綠色鱗片狀溴化亞鐵．（溴的沸點：58.78℃，并對有機物有腐蝕性）
請回答以下問題：
（1）對于裝置D最好采用水浴加熱的方式來得到溴蒸氣．
（2）若導入的CO₂不干燥，會在E中發(fā)生副反應，其化學方程式為：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）實驗時，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）反應過程中要不斷通入CO₂，其主要作用是：
①排凈容器里的空氣；
②將Br₂蒸氣帶入反應器中．
（6）為防止污染空氣，應將F處出來的氣體通入盛有堿液的洗氣瓶．
（7）E中的反應為：2Fe+3Br₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2FeBr₃；2FeBr₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 2FeBr₂+Br₂↑
此實驗中溴化亞鐵的產率為37.04%．

Answer 1

分析 （1）溴的沸點：58.78℃，可用水浴的方法加熱得到溴蒸氣；
（2）若導入的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的溴單質；
（7）根據題中信息生成了80g溴化亞鐵，計算出56g鐵粉完全反應理論上能夠生成溴化亞鐵的質量，再計算出溴化亞鐵的產率．

解答 解：（1）溴的沸點：58.78℃，低于水的沸點100℃，用水浴加熱，使反應容器內溴受熱溫度均勻，均勻產生溴蒸汽，
故答案為：水浴；
（2）若導入的CO₂不干燥含有水蒸氣，會在E中發(fā)生副反應，鐵與水蒸氣生成四氧化三鐵和氫氣，反應的化學方程式為：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）反應過程中要不斷地通入CO₂，其主要作用是為：反應前將容器中的空氣趕凈，避免空氣中的氧氣干擾實驗；反應過程中要不斷通入CO₂，還可以將Br₂蒸氣帶入反應器D中，使溴能夠與鐵粉充分反應，
故答案為：①排凈容器里的空氣；②將Br₂蒸氣帶入反應器中；
（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反應，適宜為防止污染空氣，實驗時應在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）根據關系式由Fe～FeBr₂可算出，56g鐵粉完全反應，理論上應生成溴化鐵216g，
所以FeBr₂的產率為：$\frac{80g}{216g}$×100%≈37.04%，
故答案為：37.04%．

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