Question

16．如圖為Fe（OH）₂制備實驗的改進裝置，使用該裝置將能在較長時間內觀察到白色絮狀沉淀．請回答下列問題：
（1）在試管Ⅰ里加入的試劑是稀H₂SO₄、鐵屑．
（2）在試管Ⅱ里加入的試劑是NaOH溶液．
（3）為了制得白色Fe（OH）₂沉淀，在試管Ⅰ和Ⅱ中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實驗步驟是檢驗試管Ⅱ出口處排出的氫氣的純度，當排出的氫氣純凈時，再夾緊止水夾．
（4）為何能在較長時間內觀察到Fe（OH）₂白色沉淀：試管Ⅰ中反應生成的氫氣充滿了試管Ⅰ和試管Ⅱ，且外界空氣不容易進入．
綜上所述，關于Fe（OH）₂制備的改進方法很多，核心問題有兩點：一是溶液中的溶解氧必須除去；二是反應過程必須與O₂隔絕．

Answer 1

分析 Fe（OH）₂遇到氧氣會被氧氣氧化成Fe（OH）₃，所以在制取氫氧化亞鐵時，要隔絕氧氣．打開止水夾時，裝置I中產生的氫氣通過導管進入裝置II中，當裝置II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II中不含氧氣對反應生成的氫氧化亞鐵不再產生影響；當夾緊止水夾，裝置I內產生的氫氣不能排出而使裝置內壓強增大，反應后的硫酸亞鐵溶液由導管進入裝置II而與裝置II中的氫氧化鈉溶液發(fā)生反應，生成氫氧化亞鐵，由于Fe（OH）₂不穩(wěn)定，在水中，只要有一點氧氣就極易發(fā)生反應生成Fe（OH）₃，生成的Fe（OH）₂沉淀能較長時間保持白色，其原因是隔絕了氧氣．

解答 解：（1）鐵與硫酸反應生成氫氣，關閉止水夾，會使裝置Ι中壓強變大，使Ι中的藥品進入Ⅱ中，與Ⅱ中的藥品反應得到氫氧化亞鐵，所以在試管I里加入試劑稀H₂SO₄、鐵屑，獲得硫酸亞鐵溶液，
故答案為：稀H₂SO₄、鐵屑；
（2）試管I里加入試劑稀H₂SO₄、鐵屑，獲得硫酸亞鐵溶液，并能產生氫氣，當氫氣使裝置Ι中壓強變大，使Ι中的藥品硫酸亞鐵進入Ⅱ中，與Ⅱ中的藥品氫氧化鈉反應得到氫氧化亞鐵，
故答案為：NaOH溶液；
（3）為了制得白色Fe（OH）₂沉淀，在試管I和Ⅱ中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后先檢驗試管II中排除氫氣純度，當氫氣純凈時，關閉止水夾，鐵和稀硫酸反應生成的氫氣使I中壓強增大，導致I中硫酸亞鐵溶液通過導管進入II，從而發(fā)生復分解反應生成氫氧化亞鐵白色沉淀，所以塞緊塞子后的操作步驟是：檢驗試管Ⅱ出口處排出的氫氣的純度．當排出的H₂純凈時，再夾緊止水夾，
故答案為：檢驗試管Ⅱ出口處排出的氫氣的純度，當排出的氫氣純凈時，再夾緊止水夾；
（4）由于Fe（OH）₂不穩(wěn)定，在水中，只要有一點氧氣就極易發(fā)生反應生成Fe（OH）₃，試管Ⅰ中反應生成的氫氣充滿了試管Ⅰ和試管Ⅱ，且外界空氣不容易進入，所以能在較長時間內觀察到Fe（OH）₂白色沉淀，綜上所述，關于Fe（OH）₂制備的改進方法很多，核心問題有兩點：一是溶液中的溶解氧必須除去，二是反應過程必須與O₂隔絕，
故答案為：試管Ⅰ中反應生成的氫氣充滿了試管Ⅰ和試管Ⅱ，且外界空氣不容易進入；氧必須除去；與O₂隔絕．

點評 本題考查氫氧化亞鐵的制備，側重考查基本原理，明確物質性質是解本題關鍵，注意制取氫氧化亞鐵時要防止氫氧化亞鐵被氧化，本題還考查學生基本實驗操作、思維的縝密性等，題目難度中等．