Question

【题目】某研究性学习小组请你参与“铁及其化合物”有关性质的实验探究，并共同解答下列问题：

探究一　设计如图所示装置进行“铁与水反应”的实验(夹持仪器略)。

（1）硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为_______________________________。

（2）反应前A中投放碎瓷片的目的是____________________。

（3）装置E中的现象是__________________________________。

探究二 FeBr2是一种黄绿色鳞片状的固体，某研究性学习小组为了探究它的还原性，进行了如下实验：

I．实验需要90mL 0.10mol·L－1FeBr2溶液

（1）配制FeBr2溶液除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管外还需的玻璃仪器是________。

（2）下列有关配制过程中说法正确的是________（填序号）。

a．用托盘天平称量质量为1.944g的FeBr2

b．将称量的FeBr2放入容量瓶中，加90mL蒸馏水溶解

c．洗涤溶解FeBr2的烧杯，并将洗涤液转移至容量瓶中

d．容量瓶贴签存放配好的FeBr2溶液

e．定容时，仰视容量瓶刻度线会使配制的FeBr2溶液浓度偏高

II．探究FeBr2的还原性

取10mL上述FeBr2溶液，向其中滴加少量新制的氯水，振荡后溶液呈黄色。某同学对产生黄色的原因提出了假设：

假设1：Br－被Cl2氧化成Br2溶解在溶液中；

假设2：Fe2+被Cl2氧化成Fe3+。

（3）请你完成下表，验证假设

实验步骤、预期现象	结论
①向溶液中加入__________，振荡、静置， 现象：下层呈橙红色，上层呈无色	假设1正确
②向溶液中加入_____________ 现象：溶液变为红色	假设2正确

若假设1正确，从实验①中分离出Br2的实验操作名称是_______________ 。

（4）已知：Br2+2Fe2+=2Fe3++2Br-。若在50mL上述FeBr2溶液中通入标准状况112mlCl2，反应的离子方程式为__________________________________________。

Answer 1

【答案】 3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2 防暴沸 黑色固体变红，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）硬质玻璃管B中铁与水蒸气反应，发生反应的化学方程式为3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2。（2）由于需要加热，反应前A中投放碎瓷片的目的是防暴沸。（3）反应生成的氢气能把氧化铜还原为铜，则装置E中的现象是黑色固体变红，右端管壁有水珠。

探究二（1）配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤：计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容，用到的仪器：托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管，配制90mL 0.10mol·L－1FeBr2溶液，应选择100mL容量瓶，所以还缺少的仪器为100mL容量瓶；（2）a.由于需要配制100mL溶液，需要溶质的质量=0.1mol/L×0.1L×216g/mol=2.16g，但托盘天平只能读数到0.1g，a错误；b.容量瓶为精密仪器不能用来溶解固体，应该在烧杯中用蒸馏水溶解，冷却后再转移至容量瓶中，b错误；c.为将所有溶质全部转移的容量瓶，应进行洗涤操作，并将洗涤液转移至容量瓶中，c正确；d.容量瓶不能够用来长期盛放溶液，应转移到试剂瓶中盛放，d错误；e定容时，仰视容量瓶刻度线导致溶液体积偏大，依据c=n/V可知溶液浓度偏低，e错误；答案选c；（3）假设1：Br-被Cl2氧化成Br2溶解在溶液中，通过溶液中加入适量四氯化碳，萃取出溴单质从而使CCl4层呈橙红色来证明有溴单质生成；假设2：Fe2+被Cl2氧化成Fe3+，向该溶液中加入KSCN溶液，溶液变为红色证明有三价铁生成；溴易溶于四氯化碳，四氯化碳密度大与水，与水互不相溶，溶液分层，可以选择萃取分液法分离；（4）50mL上述FeBr2溶液含有溴化亚铁物质的量n=0.1mol/L×0.05L=0.005mol；标准状况下112mL Cl2物质的量n=0.112L÷22.4L/mol=0.005mol；还原性Fe2+＞Br-，二者以1：1反应，由电子守恒可知，亚铁离子全部被氧化，溴离子一半被氧化，则反应的离子反应为2Fe2++2Br－+2Cl2＝2Fe3++Br2+4Cl－。