Question

如圖1所示，此裝置可用來(lái)制取和觀察Fe（OH）₂在空氣中被氧化時(shí)的顏色變化，實(shí)驗(yàn)時(shí)必須使用鐵屑和6mol/L的硫酸，其他試劑任選．填寫(xiě)下列空白：
（1）B中盛有一定量的NaOH溶液，A中應(yīng)預(yù)先加入試劑是

 

．A中反應(yīng)的
離子方程式是

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)應(yīng)先將活塞a

 

（填“打開(kāi)”、“關(guān)閉”）．
（3）簡(jiǎn)述生成Fe（OH）₂的操作過(guò)程

 

．
（4）實(shí)驗(yàn)完畢，打開(kāi)b處活塞，放入一部分空氣，此時(shí)B瓶中發(fā)生的反應(yīng)為

 

．
（5）下列圖2各圖示中

 

能較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe（OH）₂白色沉淀．

Answer 1

考點(diǎn)：制取氫氧化鐵、氫氧化亞鐵

專(zhuān)題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）A中應(yīng)預(yù)先盛放固態(tài)反應(yīng)物，鐵和稀硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣；
（2）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，應(yīng)先打開(kāi)活塞，使生成的氫氣充滿(mǎn)整套實(shí)驗(yàn)裝置中而排出空氣，防止氫氧化亞鐵被氧化；
（3）關(guān)閉活塞時(shí)，在氣體壓強(qiáng)的作用下，A中溶液進(jìn)入B裝置中，A中溶液含有硫酸亞鐵，可能含有硫酸，硫酸和硫酸亞鐵都和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，硫酸亞鐵和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化亞鐵；
（4）氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，易被氧氣氧化生成紅褐色氫氧化鐵沉淀；
（5）要較長(zhǎng)時(shí)間保存Fe（OH）₂沉淀，只要滿(mǎn)足在制取過(guò)程中盡可能減少和空氣接觸即可；

解答：解：（1）A中應(yīng)預(yù)先盛放固態(tài)反應(yīng)物鐵屑，鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，離子反應(yīng)方程式為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，
故答案為：鐵屑；Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；
（2）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，應(yīng)先打開(kāi)活塞，使生成的氫氣進(jìn)入整套實(shí)驗(yàn)裝置中而排出空氣，防止氫氧化亞鐵被氧化，
故答案為：打開(kāi)；
（3）A中反應(yīng)發(fā)生后，為保證硫酸亞鐵進(jìn)入B中和氫氧化鈉混合，要借助氫氣產(chǎn)生的壓強(qiáng)，所以需要關(guān)閉活塞a，在氣體壓強(qiáng)的作用下，A中含有硫酸亞鐵溶液被壓人B中，硫酸亞鐵和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為：Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓，生成Fe（OH）₂白色沉淀，
故答案為：關(guān)閉活塞a，在氣體壓強(qiáng)的作用下，A中含有硫酸亞鐵溶液被壓人B中，硫酸亞鐵和氫氧化鈉溶液反應(yīng)；
（4）氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，易被氧氣氧化生成紅褐色氫氧化鐵沉淀，所以實(shí)驗(yàn)完畢，打開(kāi)b處活塞，放入一部分空氣，出現(xiàn)白色沉淀先轉(zhuǎn)化為灰綠色最后轉(zhuǎn)化為紅褐色，反應(yīng)方程式為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（5）根據(jù)題中信息可知要較長(zhǎng)時(shí)間保存Fe（OH）₂沉淀，必須在制取過(guò)程中盡可能減少和空氣接觸，對(duì)比四個(gè)選項(xiàng)明顯可以發(fā)現(xiàn)選項(xiàng)③、④加入有機(jī)物作隔離層和空氣接觸少，②中Fe和稀硫酸生成氫氣能排出裝置中的氧氣，所以也能減少與氧氣接觸，而①不能減少與氧氣接觸，
故答案為：②③④；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了氫氧化亞鐵的制取，題目難度不大，氫氧化亞鐵極易被氧氣氧氣，所以制取氫氧化亞鐵時(shí)注意必須在無(wú)氧氣條件下進(jìn)行反應(yīng)，這是高中化學(xué)中較重要的一個(gè)實(shí)驗(yàn)，是學(xué)習(xí)重點(diǎn)．注意4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．