Question

【題目】某研究性學習小組請你參與“鐵及其化合物”有關性質的實驗探究，并共同解答下列問題：

探究一　設計如圖所示裝置進行“鐵與水反應”的實驗(夾持儀器略)。

（1）硬質玻璃管B中發生反應的化學方程式為_______________________________。

（2）反應前A中投放碎瓷片的目的是____________________。

（3）裝置E中的現象是__________________________________。

探究二 FeBr2是一種黃綠色鱗片狀的固體，某研究性學習小組為了探究它的還原性，進行了如下實驗：

I．實驗需要90mL 0.10mol·L－1FeBr2溶液

（1）配制FeBr2溶液除燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管外還需的玻璃儀器是________。

（2）下列有關配制過程中說法正確的是________（填序號）。

a．用托盤天平稱量質量為1.944g的FeBr2

b．將稱量的FeBr2放入容量瓶中，加90mL蒸餾水溶解

c．洗滌溶解FeBr2的燒杯，并將洗滌液轉移至容量瓶中

d．容量瓶貼簽存放配好的FeBr2溶液

e．定容時，仰視容量瓶刻度線會使配制的FeBr2溶液濃度偏高

II．探究FeBr2的還原性

取10mL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。某同學對產生黃色的原因提出了假設：

假設1：Br－被Cl2氧化成Br2溶解在溶液中；

假設2：Fe2+被Cl2氧化成Fe3+。

（3）請你完成下表，驗證假設

實驗步驟、預期現象	結論
①向溶液中加入__________，振蕩、靜置， 現象：下層呈橙紅色，上層呈無色	假設1正確
②向溶液中加入_____________ 現象：溶液變為紅色	假設2正確

若假設1正確，從實驗①中分離出Br2的實驗操作名稱是_______________ 。

（4）已知：Br2+2Fe2+=2Fe3++2Br-。若在50mL上述FeBr2溶液中通入標準狀況112mlCl2，反應的離子方程式為__________________________________________。

Answer 1

【答案】 3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2 防暴沸 黑色固體變紅，右端管壁有水珠 100mL容量瓶 c CCl4 KSCN溶液 萃取、分液 2Fe2++2Br－+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl－

【解析】探究一（1）硬質玻璃管B中鐵與水蒸氣反應，發生反應的化學方程式為3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2。（2）由于需要加熱，反應前A中投放碎瓷片的目的是防暴沸。（3）反應生成的氫氣能把氧化銅還原為銅，則裝置E中的現象是黑色固體變紅，右端管壁有水珠。

探究二（1）配制一定物質的量濃度溶液的一般步驟：計算、稱量、溶解、移液、洗滌、定容，用到的儀器：托盤天平、藥匙、燒杯、玻璃棒、容量瓶、膠頭滴管，配制90mL 0.10mol·L－1FeBr2溶液，應選擇100mL容量瓶，所以還缺少的儀器為100mL容量瓶；（2）a.由于需要配制100mL溶液，需要溶質的質量=0.1mol/L×0.1L×216g/mol=2.16g，但托盤天平只能讀數到0.1g，a錯誤；b.容量瓶為精密儀器不能用來溶解固體，應該在燒杯中用蒸餾水溶解，冷卻后再轉移至容量瓶中，b錯誤；c.為將所有溶質全部轉移的容量瓶，應進行洗滌操作，并將洗滌液轉移至容量瓶中，c正確；d.容量瓶不能夠用來長期盛放溶液，應轉移到試劑瓶中盛放，d錯誤；e定容時，仰視容量瓶刻度線導致溶液體積偏大，依據c=n/V可知溶液濃度偏低，e錯誤；答案選c；（3）假設1：Br-被Cl2氧化成Br2溶解在溶液中，通過溶液中加入適量四氯化碳，萃取出溴單質從而使CCl4層呈橙紅色來證明有溴單質生成；假設2：Fe2+被Cl2氧化成Fe3+，向該溶液中加入KSCN溶液，溶液變為紅色證明有三價鐵生成；溴易溶于四氯化碳，四氯化碳密度大與水，與水互不相溶，溶液分層，可以選擇萃取分液法分離；（4）50mL上述FeBr2溶液含有溴化亞鐵物質的量n=0.1mol/L×0.05L=0.005mol；標準狀況下112mL Cl2物質的量n=0.112L÷22.4L/mol=0.005mol；還原性Fe2+＞Br-，二者以1：1反應，由電子守恒可知，亞鐵離子全部被氧化，溴離子一半被氧化，則反應的離子反應為2Fe2++2Br－+2Cl2＝2Fe3++Br2+4Cl－。