Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組請(qǐng)你參與“鐵及其化合物”有關(guān)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究，并共同解答下列問題：

探究一　設(shè)計(jì)如圖所示裝置進(jìn)行“鐵與水反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)(夾持儀器略)。

（1）硬質(zhì)玻璃管B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________。

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

（3）裝置E中的現(xiàn)象是__________________________________。

探究二 FeBr2是一種黃綠色鱗片狀的固體，某研究性學(xué)習(xí)小組為了探究它的還原性，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

I．實(shí)驗(yàn)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(guān)配制過程中說法正確的是________（填序號(hào)）。

a．用托盤天平稱量質(zhì)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(zhuǎn)移至容量瓶中

d．容量瓶貼簽存放配好的FeBr2溶液

e．定容時(shí)，仰視容量瓶刻度線會(huì)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(xué)對(duì)產(chǎn)生黃色的原因提出了假設(shè)：

假設(shè)1：Br－被Cl2氧化成Br2溶解在溶液中；

假設(shè)2：Fe2+被Cl2氧化成Fe3+。

（3）請(qǐng)你完成下表，驗(yàn)證假設(shè)

實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象	結(jié)論
①向溶液中加入__________，振蕩、靜置， 現(xiàn)象：下層呈橙紅色，上層呈無色	假設(shè)1正確
②向溶液中加入_____________ 現(xiàn)象：溶液變?yōu)榧t色	假設(shè)2正確

若假設(shè)1正確，從實(shí)驗(yàn)①中分離出Br2的實(shí)驗(yàn)操作名稱是_______________ 。

（4）已知：Br2+2Fe2+=2Fe3++2Br-。若在50mL上述FeBr2溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況112mlCl2，反應(yīng)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(zhì)玻璃管B中鐵與水蒸氣反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2。（2）由于需要加熱，反應(yīng)前A中投放碎瓷片的目的是防暴沸。（3）反應(yīng)生成的氫氣能把氧化銅還原為銅，則裝置E中的現(xiàn)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(zhì)的量濃度溶液的一般步驟：計(jì)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(yīng)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(zhì)的質(zhì)量=0.1mol/L×0.1L×216g/mol=2.16g，但托盤天平只能讀數(shù)到0.1g，a錯(cuò)誤；b.容量瓶為精密儀器不能用來溶解固體，應(yīng)該在燒杯中用蒸餾水溶解，冷卻后再轉(zhuǎn)移至容量瓶中，b錯(cuò)誤；c.為將所有溶質(zhì)全部轉(zhuǎn)移的容量瓶，應(yīng)進(jìn)行洗滌操作，并將洗滌液轉(zhuǎn)移至容量瓶中，c正確；d.容量瓶不能夠用來長(zhǎng)期盛放溶液，應(yīng)轉(zhuǎn)移到試劑瓶中盛放，d錯(cuò)誤；e定容時(shí)，仰視容量瓶刻度線導(dǎo)致溶液體積偏大，依據(jù)c=n/V可知溶液濃度偏低，e錯(cuò)誤；答案選c；（3）假設(shè)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(zhì)從而使CCl4層呈橙紅色來證明有溴單質(zhì)生成；假設(shè)2：Fe2+被Cl2氧化成Fe3+，向該溶液中加入KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色證明有三價(jià)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(zhì)的量n=0.1mol/L×0.05L=0.005mol；標(biāo)準(zhǔn)狀況下112mL Cl2物質(zhì)的量n=0.112L÷22.4L/mol=0.005mol；還原性Fe2+＞Br-，二者以1：1反應(yīng)，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(yīng)的離子反應(yīng)為2Fe2++2Br－+2Cl2＝2Fe3++Br2+4Cl－。