Question

實驗室里用如圖示出的裝置制取溴化亞鐵．其中，A為CO₂發生裝置，D和d中均盛有液溴，E為外套電爐絲的不銹管，e是兩只耐高溫的瓷夾，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管中的物質開始反應，不斷地將d中的液溴滴入100～120℃的D中，經過幾小時的連續反應后在不銹鋼管一端沉積有黃綠色鱗片狀溴化亞鐵80g．
（1）如何檢查D裝置的氣密性？
（2）若導入的CO₂不干燥，會在E中發生副反應，其化學方程式為

3Fe+4H₂O

△   .

Fe₃O₄+4H₂↑

．
（3）在A中盛有CaCO₃，a中盛有6mol?L^-1鹽酸．為使A中產生的CO₂在進入D之前既干燥又純凈，B、C處應設置和各儀器中應盛有何種試劑？

B處應設置盛有NaHCO₃飽和溶液的洗氣瓶

C處應設置盛有濃H₂SO₄的洗氣瓶

．
（4）實驗時，D和E的橡膠塞為什么最好用鋁箔包住？

因Br₂會腐蝕橡膠塞

（5）反應過程中要不斷地通入CO₂，其主要作用是：①

將容器中的空氣趕凈

②

將Br₂蒸氣帶入反應器D中

．
（6）E中進行的反應是：2Fe+3Br₂=2FeBr₃，2FeBr₃=2FeBr₂+Br₂↑．此實驗中溴化亞鐵的產率為

37.04%

．
（7）為防止污染空氣，實驗時應在F處連接盛有

NaOH溶液

的尾氣吸收裝置．

Answer 1

分析：（1）根據檢驗裝置氣密性的常用方法檢查D裝置的氣密性；
（2）鐵與水蒸氣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）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；
（7）可以用氫氧化鈉溶液吸收未反應的溴單質．

解答：解：（1）檢查D裝置的氣密性方法為：關閉d的活塞，夾緊C、D間的膠管，將F的出口導管插入水中，用手捂住D，或微熱，若F 的導管處有氣泡冒出，松開手后水又回升到F的導管中，則證明D的氣密性良好（即不漏氣），
答：關閉d的活塞，夾緊C、D間的膠管，將F的出口導管插入水中，用手捂住D，或微熱，若F 的導管處有氣泡冒出，松開手后水又回升到F的導管中，則證明D的氣密性良好（即不漏氣）
（2）若導入的CO₂不干燥，會在E中發生副反應，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

△   .

Fe₃O₄+4H₂↑，
故答案為：3Fe+4H₂O

△   .

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：B處應設置盛有NaHCO₃飽和溶液的洗氣瓶，C處應設置盛有濃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，
答：因Br₂會腐蝕橡膠塞；
（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將容器中的空氣趕凈，②將Br₂蒸氣帶入反應器D中；
（6）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：

80g

216g

×100%≈37.04%，
故答案為：37.04%  
（7）氫氧化鈉溶液能夠與溴單質反應，為防止污染空氣，實驗時應在F處連接盛有氫氧化鈉溶液的尾氣吸收裝置，
故答案為：NaOH溶液．

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．