Question

【題目】某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組擬探究改進(jìn)Fe(OH)2的制取方法。

方案1：

①實(shí)驗(yàn)藥品：FeS固體、稀硫酸溶液、NaHCO3溶液；

②實(shí)驗(yàn)裝置如圖1。

方案2：

①取一只試管，向其中加入一粒NaOH固體，再加入約2mL新制的FeSO4溶液；

②將試管置于酒精燈火焰上，對(duì)著有NaOH顆粒的部位小心加熱(不能使液體劇烈沸騰)。使沉淀自下至上慢慢增多，觀察下部沉淀顏色。

方案3：

①先在試管中滴入2~3 mL液體石蠟；

②用膠頭滴管小心往試管底部注入4~5 mL新制的FeSO4溶液；

③再往試管中投入1粒綠豆大小的金屬鈉，觀察反應(yīng)現(xiàn)象。

回答下列問題：

(1)“方案1”中，后加入試管中的液體是______，NaOH溶液的作用是_______。

(2)“方案2”中，對(duì)著有NaOH顆粒的部位小心加熱的目的是________。

(3)“方案2”的沉淀中，上層沉淀的顏色是________，下層沉淀的顏色是________，發(fā)生此現(xiàn)象的原因是________。

(4)“方案3”中反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為________。

(5)“方案3”的實(shí)驗(yàn)過程中間斷性的出現(xiàn)白色沉淀，其原因是_________。

Answer 1

【答案】NaHCO3溶液 吸收H2S氣體，防止污染空氣 加熱可破壞NaOH固體表面Fe(OH)2沉淀的包裹，使反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行 灰綠色 白色 上層沉淀吸收水中溶解的O2轉(zhuǎn)化為灰綠色的膠狀物，達(dá)到保護(hù)下層白色Fe(OH)2沉淀的目的 2Na+2H2O+FeSO4=Fe(OH)2↓+Na2SO4+H2↑ 金屬鈉在液體石蠟中慢慢下沉，一旦與FeSO4溶液接觸，就放出大量氣泡，隨后迅速上浮，脫離溶液進(jìn)入石蠟層，導(dǎo)致鈉與硫酸亞鐵溶液間斷性接觸

【解析】

(1)根據(jù)FeS與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生Fe2+，然后向溶液中加入NaHCO3溶液，發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)產(chǎn)生Fe(OH)2沉淀和CO2氣體；NaOH是堿，能夠與酸性氣體發(fā)生反應(yīng)。

(2)(3)FeSO4與NaOH發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)產(chǎn)生Fe(OH)2沉淀，固體導(dǎo)熱性差，升高溫度可破壞保護(hù)層；Fe(OH)2容易被O2氧化產(chǎn)生Fe(OH)3；根據(jù)物質(zhì)成分分析、判斷實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；

(4)(5)液體石蠟可以隔絕空氣，Na與溶液中的水反應(yīng)產(chǎn)生NaOH，NaOH與FeSO4反應(yīng)產(chǎn)生Fe(OH)2白色沉淀。

(1)將FeS放入試管中，通過分液漏斗向其中加入過量稀硫酸發(fā)生反應(yīng)：FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑，待溶液中固體幾乎反應(yīng)完全時(shí)，向其中加入NaHCO3溶液，與過量硫酸反應(yīng)：2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2H2O+2CO2↑，過量的NaHCO3溶液與溶液中Fe2+反應(yīng)產(chǎn)生Fe(OH)2沉淀和CO2氣體，CO2氣體可以防止空氣中的O2進(jìn)入到反應(yīng)裝置，可以較長時(shí)間觀察到Fe(OH)2白色沉淀；NaOH溶液的作用是吸收H2S氣體，防止污染空氣；

(2) “方案2”中，對(duì)著有NaOH顆粒的部位小心加熱的目的是可破壞NaOH固體表面Fe(OH)2沉淀的包裹，使反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行；

(3)加熱時(shí)NaOH固體上升，與溶液中的FeSO4溶液發(fā)生反應(yīng)：FeSO4+2NaOH=Na2SO4+Fe(OH)2↓，由于上層液體中含有溶解在其中的O2，又會(huì)發(fā)生反應(yīng)：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，因此會(huì)看到上層沉淀由白色變?yōu)榛揖G色，下層沉淀為白色；發(fā)生此現(xiàn)象的原因是上層沉淀吸收水中溶解的O2轉(zhuǎn)化為灰綠色的膠狀物，達(dá)到保護(hù)下層白色Fe(OH)2沉淀的目的；

(4) “方案3”中Na與溶液中的H2O反應(yīng)產(chǎn)生NaOH、H2，NaOH與溶液中的溶質(zhì)FeSO4發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)產(chǎn)生Fe(OH)2白色沉淀和Na2SO4，反應(yīng)的總化學(xué)反應(yīng)方程式為2Na+2H2O+FeSO4=Fe(OH)2↓+Na2SO4+H2↑；

(5) “方案3”的實(shí)驗(yàn)過程中間斷性的出現(xiàn)白色沉淀，其原因是金屬鈉在液體石蠟中慢慢下沉，一旦與FeSO4溶液接觸，就放出大量氣泡，隨后迅速上浮，脫離溶液進(jìn)入石蠟層，導(dǎo)致鈉與硫酸亞鐵溶液間斷性接觸。