Question

5．某研究性學(xué)習(xí)小組在研究用Fe²⁺制備Fe（OH）₂的過程中，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置：
 
（1）以上各裝置中能較長時(shí)間觀察到Fe（OH）₂白色沉淀的是②③（填序號(hào)）
（2）某同學(xué)對(duì)上圖③裝置進(jìn)行改進(jìn)并實(shí)驗(yàn)：

當(dāng)A容器中的反應(yīng)開始后，分別進(jìn)行下列操作，請(qǐng)回答有關(guān)問題：
①若先關(guān)閉彈簧夾D，打開彈簧夾C，A容器中反應(yīng)進(jìn)行一會(huì)兒后，再關(guān)閉彈簧夾C，打開彈簧夾D，B容器中會(huì)觀察到什么現(xiàn)象：開始時(shí)容器B中的導(dǎo)管口有氣泡冒出，彈簧夾關(guān)閉后容器A中溶液進(jìn)入容器B，有白色沉淀生成．
②若先關(guān)閉彈簧夾C，打開彈簧夾D，B容器中會(huì)觀察到什么現(xiàn)象：有白色沉淀生成，沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色，
寫出B容器中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式2NaOH+FeSO₄═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．

Answer 1

分析 （1）氫氧化亞鐵能夠與空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng)4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，要較長時(shí)間保存Fe（OH）₂沉淀，只要滿足在制取過程中盡可能減少和空氣接觸即可，據(jù)此對(duì)各選項(xiàng)進(jìn)行判斷；
（2）①打開C后鐵與硫酸反應(yīng)生成氫氣，關(guān)閉C后A中壓強(qiáng)增大，硫酸亞鐵溶液進(jìn)入B，反應(yīng)生成氫氧化亞鐵白色沉淀；
②若彈簧夾C關(guān)閉一會(huì)兒，容器A中的反應(yīng)還在進(jìn)行時(shí)，B容器中仍有氧氣，利用A產(chǎn)生的氫氣產(chǎn)生的壓強(qiáng)將硫酸亞鐵壓入錐形瓶B中，在錐形瓶B中生成氫氧化亞鐵，則B中應(yīng)該盛放氫氧化鈉溶液，生成的氫氧化亞鐵，B容器中仍有氧氣，生成的氫氧化亞鐵被空氣氧化生成氫氧化鐵．

解答 解：（1）根據(jù)題中信息可知要較長時(shí)間保存Fe（OH）₂沉淀，必須在制取過程中盡可能減少和空氣接觸，②中盛有氫氧化鈉溶液的滴管伸入放有還原性鐵粉的硫酸亞鐵溶液中，可以避免試管中部分氧氣對(duì)氫氧化亞鐵的氧化，則能減少與氧氣接觸；③Fe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，只有①生成的氫氧化亞鐵能夠與空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng)：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，導(dǎo)致不能長時(shí)間觀察到氫氧化亞鐵，
故答案為：②③；
（2）①若先打開C，H₂進(jìn)入B，驅(qū)出B中O₂，再關(guān)閉C，A中Fe²⁺進(jìn)入B，只能生成Fe（OH）₂，故答案為：開始時(shí)容器B中的導(dǎo)管口有氣泡冒出，彈簧夾關(guān)閉后容器A中溶液進(jìn)入容器B，有白色沉淀生成；
②若開始關(guān)閉C，A中反應(yīng)生成H₂，壓強(qiáng)增大，A中溶液由導(dǎo)管進(jìn)入B，B中Fe²⁺與OH^-反應(yīng)生成Fe（OH）₂白色沉淀，F(xiàn)e（OH）₂與B中O₂反應(yīng)生成紅褐色沉淀Fe（OH）₃，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaOH+FeSO₄═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，
故答案為：有白色沉淀生成，沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色；2NaOH+FeSO₄═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．

點(diǎn)評(píng) 本題考查鐵的相關(guān)知識(shí)和鐵的化合物之間的轉(zhuǎn)化，除雜、檢驗(yàn)等內(nèi)容，注意方程式的書寫，難度不大．