Question

19．由于Fe（OH）₂在空氣中易被氧化，為了觀察到白色的Fe （OH）₂想了很多方法．
方法一：用不含F(xiàn)e³⁺的FeSO₄溶液與用不含O₂的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)來制備．
（1）氫氧化亞鐵被氧化的化學(xué)方程式為4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（2）生成白色Fe（OH）₂沉淀的操作是用長滴管吸取不含O₂的NaOH溶液，插入FeSO₄溶液的液面下，再擠出NaOH溶液．這樣操作的理由是防止氧氣進(jìn)入溶液中或防止Fe（OH）₂與O₂接觸．
方法二：用圖示裝置可用來制取和觀察Fe（OH）₂在空氣中被氧化時的顏色變化．實(shí)驗(yàn)時分液漏斗中盛放的是6mol•L^-1的硫酸．填寫下列空白：
（3）B中盛有一定量的NaOH溶液，A中應(yīng)預(yù)先加入的藥品是鐵屑．（填名稱）A中反應(yīng)的離子方程式是Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑．
（4）實(shí)驗(yàn)開始時先應(yīng)將活塞D打開（填“打開”“關(guān)閉”或“無關(guān)系”），C中收集到氣體的主要成分是H₂．
（5）簡述生成Fe（OH）₂的操作過程關(guān)閉活塞D，使FeSO₄溶液被壓入B瓶中進(jìn)行反應(yīng)．
（6）拔去裝置B中的橡皮塞，使空氣進(jìn)入，將最終得到的物質(zhì)過濾后在空氣中加熱的化學(xué)方程式為2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）氫氧化亞鐵中+2價(jià)鐵被氧氣氧化生成氫氧化鐵；
（2）Fe（OH）₂遇到氧氣會被氧氣氧化成Fe（OH）₃，用長滴管吸取不含O₂的NaOH溶液，插入FeSO₄溶液液面下是為了防止空氣中氧氣進(jìn)入；
（3，制取氫氧化亞鐵時，要隔絕氧氣，裝置A中產(chǎn)生的氫氣通過導(dǎo)管進(jìn)入裝置B中，當(dāng)裝置B中的空氣全部排出時收集到的氫氣為純凈的氫氣，此時裝置B中不含氧氣對反應(yīng)生成的氫氧化亞鐵不再產(chǎn)生影響，所以裝置A中需制取氫氣的藥品，A的反應(yīng)為制取氫氣的反應(yīng)；
（4）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；C中的氣體的主要成分為鐵和稀硫酸反應(yīng)生成的氫氣；
（5）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)；
（6）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，氫氧化鐵受熱分解生成氧化鐵和水．

解答 解：（1）氫氧化亞鐵、氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化鐵，方程式為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，
故答案為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（2）Fe（OH）₂不穩(wěn)定，在水中，只要有一點(diǎn)氧氣就極易發(fā)生反應(yīng)生成Fe（OH）₃，
故答案為：防止氧氣進(jìn)入溶液中或防止Fe（OH）₂與O₂接觸；
（3）氫氧化亞鐵不能與氧氣接觸，裝置中含有空氣，所以須先在A中應(yīng)預(yù)先加入的藥品是鐵屑，后滴硫酸，鐵和稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+H₂S0₄=FeS0₄+H₂↑，離子反應(yīng)為：Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，生成氫氣排掉反應(yīng)裝置中的空氣，從而達(dá)到防止被氧化的目的，
故答案為：鐵屑；Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑；
（4）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；氫氣不和水反應(yīng)，所以C中收集的氫氣主要是鐵和稀硫酸反應(yīng)生成的氫氣，
故答案為：打開；H₂；
（5）鐵和硫酸反應(yīng)有氫氣生成，關(guān)閉活塞D，導(dǎo)致A裝置中氫氣增大使FeSO₄溶液被壓入B瓶中進(jìn)行反應(yīng)：Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓，生成氫氧化亞鐵，
故答案為：關(guān)閉活塞D，使FeSO₄溶液被壓入B瓶中進(jìn)行反應(yīng)；
（6）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，所以看到的現(xiàn)象是：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，氫氧化鐵受熱分解：2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O，
故答案為：2Fe（OH）₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe₂O₃+3H₂O．

點(diǎn)評 本題考查了氫氧化亞鐵的制取，氫氧化亞鐵極易被氧氣氧氣，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)，題目難度中等．