Question

3．某興趣小組制備氫氧化亞鐵沉淀．

實驗1		實驗現(xiàn)象
		液面上方產(chǎn)生白色絮狀沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，振蕩，試管壁上有紅褐色沉淀生成．

（1）實驗1中產(chǎn)生白色沉淀的離子方程式是Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓．
（2）為了探究沉淀變灰綠色的原因，該小組同學展開如下探究：
①甲同學推測灰綠色物質(zhì)為Fe（OH）₂和Fe（OH）₃混合物．查閱資料后根據(jù)調(diào)色原理認為白色和紅褐色的調(diào)和色不可能是灰綠色，并設計實驗證實灰綠色物質(zhì)中不含有Fe（OH）₃，方案是取一定量的灰綠色沉淀，加入鹽酸溶解，再加入KSCN溶液，若溶液不變紅色，則證明灰綠色物質(zhì)中不含有Fe（OH）₃．
②乙同學查閱文獻：Fe（OH）₂在大量SO₄²-存在的情況下形成Fe₆（SO₄）₂（OH）₄O₃（一種氧基堿式復鹽）．并設計對比實驗證實該假設：向試管中加入2mL0.1mol/LFeCl₂溶液，再往試管中加入3滴0.1mol/LNaOH溶液，振蕩，現(xiàn)象與實驗1相同，結論是該假設不成立．
③乙同學繼續(xù)查閱文獻：Fe（OH）₂沉淀具有較強的吸附性能，灰綠色可能是由Fe（OH）₂表面吸附Fe²⁺引起．推測所用的硫酸亞鐵溶液的濃度應越小越好；氫氧化鈉溶液濃度應越大越好．設計了如下實驗方案：

	試管中10mL NaOH溶液	滴加 FeSO4溶液	實驗現(xiàn)象
實驗2	6mol/L NaOH溶液	0.2mol/L FeSO4溶液	產(chǎn)生懸浮于液面的白色沉淀（帶有少量灰綠色），沉淀下沉后，大部分灰綠色變?yōu)榘咨�沉�?/TD>
實驗3	6mol/L NaOH溶液	0.1mol/L FeSO4溶液	產(chǎn)生懸浮于液面的白色沉淀（帶有極少量灰綠色），沉淀下沉后，底部都為白色沉淀

該實驗得出的結論是在氫氧化鈉溶液濃度一定的條件下，硫酸亞鐵溶液的濃度越小，產(chǎn)生白色沉淀的現(xiàn)象越明顯，能說明灰綠色是由Fe（OH）₂表面吸附Fe²⁺引起的證據(jù)是實驗2中沉淀下沉后，大部分灰綠色變?yōu)榘咨�沉淀（或�(qū)嶒?中沉淀下沉后，底部都為白色沉淀）．丙同學認為該實驗方案不足以證明灰綠色是由Fe（OH）₂表面吸附Fe²⁺引起的，還需補充的實驗是向?qū)嶒?（或?qū)嶒?）的白色沉淀中繼續(xù)加入過量的硫酸亞鐵溶液，白色沉淀變成灰綠色，證明該假設成立．
（3）丙同學探究溫度對氫氧化亞鐵制備實驗的影響：取少量灰綠色沉淀，在水浴中加熱，顏色由灰綠變白，且有絮狀白色沉淀下沉，原因為Fe²⁺在加熱時易發(fā)生水解，生成Fe（OH）₂，因此顏色變白，同時沉淀的量增加，導致出現(xiàn)絮狀白色沉淀．
（4）根據(jù)以上實驗探究，若盡可能制得白色Fe（OH）₂沉淀，需要控制的實驗條件隔絕氧氣、硫酸亞鐵少量（或氫氧化鈉過量）、硫酸亞鐵濃度�。ɑ驓溲趸�鈉濃度大）、將氫氧化鈉溶液逐滴加入到硫酸亞鐵溶液中、微熱等．

Answer 1

分析 （1）實驗1為氫氧化鈉與硫酸亞鐵生成氫氧化亞鐵白色沉淀；
（2）①檢驗鐵離子即可；
②設計對比實驗，用等濃度等體積的氯化亞鐵與等濃度等體積的氫氧化鈉反應與實驗1對比；
③由實驗可知：在氫氧化鈉溶液濃度一定的條件下，硫酸亞鐵溶液的濃度越小，產(chǎn)生白色沉淀的現(xiàn)象越明顯，實驗2中沉淀下沉后，大部分灰綠色變?yōu)榘咨�沉淀，實�?中沉淀下沉后，底部都為白色沉淀，說明灰綠色是由Fe（OH）₂表面吸附Fe²⁺引起的，通過亞鐵離子的濃度改變補充實驗；
（3）取少量灰綠色沉淀，F(xiàn)e²⁺在加熱時易發(fā)生水解，生成Fe（OH）₂，因此顏色變白，同時沉淀的量增加，導致出現(xiàn)絮狀白色沉淀；
（4）根據(jù)以上實驗探究，若盡可能制得白色Fe（OH）₂沉淀，需要控制隔絕氧氣、硫酸亞鐵少量（或氫氧化鈉過量）、硫酸亞鐵濃度小（或氫氧化鈉濃度大）、將氫氧化鈉溶液逐滴加入到硫酸亞鐵溶液中、微熱等．

解答 解：（1）實驗1為氫氧化鈉與硫酸亞鐵生成氫氧化亞鐵白色沉淀，離子方程式為：Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓；
故答案為：Fe²⁺+2OH^-=Fe（OH）₂↓；
（2）①證實灰綠色物質(zhì)中不含有Fe（OH）₃，可將沉淀溶解，檢驗其中是否含有鐵離子，方法為：取一定量的灰綠色沉淀，加入鹽酸溶解，再加入KSCN溶液，若溶液不變紅色，則證明灰綠色物質(zhì)中不含有Fe（OH）₃；
故答案為：取一定量的灰綠色沉淀，加入鹽酸溶解，再加入KSCN溶液，若溶液不變紅色，則證明灰綠色物質(zhì)中不含有Fe（OH）₃；
②用等濃度等體積的氯化亞鐵與等濃度等體積的氫氧化鈉反應與實驗1對比：向試管中加入2mL 0.1mol/LFeCl₂溶液，再往試管中加入3滴0.1mol/L NaOH溶液，振蕩，現(xiàn)象與實驗1對比；
故答案為：2mL 0.1mol/LFeCl₂溶液；3滴0.1mol/L NaOH溶液；
③由實驗可知：在氫氧化鈉溶液濃度一定的條件下，硫酸亞鐵溶液的濃度越小，產(chǎn)生白色沉淀的現(xiàn)象越明顯，實驗2中沉淀下沉后，大部分灰綠色變?yōu)榘咨�沉淀，實�?中沉淀下沉后，底部都為白色沉淀，說明灰綠色是由Fe（OH）₂表面吸附Fe²⁺引起的，通過亞鐵離子的濃度改變補充實驗，需要向?qū)嶒?（或?qū)嶒?）的白色沉淀中繼續(xù)加入過量的硫酸亞鐵溶液，白色沉淀變成灰綠色；
故答案為：在氫氧化鈉溶液濃度一定的條件下，硫酸亞鐵溶液的濃度越小，產(chǎn)生白色沉淀的現(xiàn)象越明顯；實驗2中沉淀下沉后，大部分灰綠色變?yōu)榘咨�沉淀（或�(qū)嶒?中沉淀下沉后，底部都為白色沉淀）；向?qū)嶒?（或?qū)嶒?）的白色沉淀中繼續(xù)加入過量的硫酸亞鐵溶液，白色沉淀變成灰綠色；
（3）取少量灰綠色沉淀，F(xiàn)e²⁺在加熱時易發(fā)生水解，生成Fe（OH）₂，因此顏色變白，同時沉淀的量增加，導致出現(xiàn)絮狀白色沉淀；
故答案為：Fe²⁺在加熱時易發(fā)生水解，生成Fe（OH）₂，因此顏色變白，同時沉淀的量增加，導致出現(xiàn)絮狀白色沉淀；
（4）根據(jù)以上實驗探究，若盡可能制得白色Fe（OH）₂沉淀，需要控制隔絕氧氣、硫酸亞鐵少量（或氫氧化鈉過量）、硫酸亞鐵濃度�。ɑ驓溲趸�鈉濃度大）、將氫氧化鈉溶液逐滴加入到硫酸亞鐵溶液中、微熱等；
故答案為：隔絕氧氣、硫酸亞鐵少量（或氫氧化鈉過量）、硫酸亞鐵濃度�。ɑ驓溲趸�鈉濃度大）、將氫氧化鈉溶液逐滴加入到硫酸亞鐵溶液中、微熱等．

點評 本題考查實驗方案設計與評價，反應現(xiàn)象的判斷應用，根據(jù)實驗所提供資料的分析，正確理解實驗的目的及出現(xiàn)現(xiàn)象的原因，對于解答此新知識的探究型問題是尤其重要的，題目難度中等．