Question

16．如圖所示裝置，可用來制取和觀察Fe（OH）₂在空氣中被氧化的須色變化．實(shí)驗(yàn)時必須使用鐵屑和6mol/L的硫酸，其他試劑任選．
填寫下列空白：
（1）B中盛有一定量的NaOH溶液，A中應(yīng)預(yù)先加入的試劑是鐵屑，A中反應(yīng)的離子方程式是Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑
（2）實(shí)驗(yàn)開始時應(yīng)先將活塞a打開（填“打開”或“關(guān)閉”）
（3）簡述生成Fe（OH）₂的操作過程：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）實(shí)驗(yàn)完畢，打開b處活塞，放入一部分空氣，此時B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)式4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．

Answer 1

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)開始時，應(yīng)先打開活塞，使生成的氫氣充滿整套實(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，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．

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)開始時，應(yīng)先打開活塞，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；
（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．

點(diǎn)評 本題考查了氫氧化亞鐵的制取，題目難度中等，氫氧化亞鐵易被氧氣氧化，所以制取氫氧化亞鐵時注意必須在無氧氣條件下進(jìn)行反應(yīng)，這是高中化學(xué)中較重要的一個實(shí)驗(yàn)，是學(xué)習(xí)重點(diǎn)．注意正確書寫反應(yīng)方程式4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．