Question

3．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、膠頭滴管外還需的玻璃儀器是玻璃棒、100mL容量瓶．
（2）下列有關配制過程中說法錯誤的是abde（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向溶液中加入四氯化碳，操作振蕩、靜置， 現象CCl4層呈橙紅色，水層呈無色	假設1正確
②向溶液中另入KSCN溶液， 現象溶液變為紅色	假設2正確

若假設1正確，從實驗①分離出Br₂的實驗操作名稱是萃取和分液
（4）若在50mL上述FeBr₂溶液通入標準狀況下112mL Cl₂，反應的離子方程式為2Fe²⁺+2Br^-+2Cl₂=2Fe³⁺+Br₂+4Cl^-．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）依據配制一定物質的量濃度溶液的一般步驟選擇需要儀器；
（2）a依據m=CVM計算需要溶質的質量；
b容量瓶為精密儀器不能用來溶解固體；
c為將所有溶質全部轉移的容量瓶，應進行洗滌操作；
d容量瓶不能夠用來長期盛放溶液；
e定容時，仰視容量瓶刻度線導致溶液體積偏大，依據c=$\frac{n}{V}$判斷誤差；
Ⅱ．（3）假設1：Br^-被C1₂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C1₂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，據此選擇分離方法；
（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=$\frac{0.112L}{22.4L/mol}$=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；

解答 解：Ⅰ．（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：玻璃棒、100mL容量瓶；
故答案為：玻璃棒、100mL容量瓶；
  （2）a需要90mL 0.10mol•L^-1FeBr₂溶液，需要溶質的質量=0.1mol/L×0.1L×216g/mol=2.16g，故a錯誤；
b容量瓶為精密儀器不能用來溶解固體，應該在燒杯中應大于30mL蒸餾水溶解，故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，故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，故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=$\frac{n}{V}$可知溶液濃度偏低，故e錯誤；
故選：abde；
Ⅱ．（3）假設1：Br^-被C1₂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C1₂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；
故答案為：

①振蕩、靜置， CCl4層呈橙紅色，水層呈無色
②KSCN溶液， 溶液變為紅色

萃取和分液；
（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=$\frac{0.112L}{22.4L/mol}$=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，則等物質的量反應的離子反應為2Fe²⁺+2Br^-+2Cl₂=2Fe³⁺+Br₂+4Cl^-，
故答案為：2Fe²⁺+2Br^-+2Cl₂=2Fe³⁺+Br₂+4Cl^-．

點評 本題為綜合題，考查了一定物質的量濃度溶液的配制及氧化還原反應氧化性還原性強弱判斷，明確配制原理及操作步驟，熟悉物質的性質及氧化還原反應規律是解題關鍵，題目難度中等．