Question

【题目】某化学实验小组拟探究改进Fe(OH)2的制取方法。

方案1：

①实验药品：FeS固体、稀硫酸溶液、NaHCO3溶液；

②实验装置如图1。

方案2：

①取一只试管，向其中加入一粒NaOH固体，再加入约2mL新制的FeSO4溶液；

②将试管置于酒精灯火焰上，对着有NaOH颗粒的部位小心加热(不能使液体剧烈沸腾)。使沉淀自下至上慢慢增多，观察下部沉淀颜色。

方案3：

①先在试管中滴入2~3 mL液体石蜡；

②用胶头滴管小心往试管底部注入4~5 mL新制的FeSO4溶液；

③再往试管中投入1粒绿豆大小的金属钠，观察反应现象。

回答下列问题：

(1)“方案1”中，后加入试管中的液体是______，NaOH溶液的作用是_______。

(2)“方案2”中，对着有NaOH颗粒的部位小心加热的目的是________。

(3)“方案2”的沉淀中，上层沉淀的颜色是________，下层沉淀的颜色是________，发生此现象的原因是________。

(4)“方案3”中反应的化学反应方程式为________。

(5)“方案3”的实验过程中间断性的出现白色沉淀，其原因是_________。

Answer 1

【答案】NaHCO3溶液 吸收H2S气体，防止污染空气 加热可破坏NaOH固体表面Fe(OH)2沉淀的包裹，使反应继续进行 灰绿色 白色 上层沉淀吸收水中溶解的O2转化为灰绿色的胶状物，达到保护下层白色Fe(OH)2沉淀的目的 2Na+2H2O+FeSO4=Fe(OH)2↓+Na2SO4+H2↑ 金属钠在液体石蜡中慢慢下沉，一旦与FeSO4溶液接触，就放出大量气泡，随后迅速上浮，脱离溶液进入石蜡层，导致钠与硫酸亚铁溶液间断性接触

【解析】

(1)根据FeS与硫酸反应产生Fe2+，然后向溶液中加入NaHCO3溶液，发生复分解反应产生Fe(OH)2沉淀和CO2气体；NaOH是碱，能够与酸性气体发生反应。

(2)(3)FeSO4与NaOH发生复分解反应产生Fe(OH)2沉淀，固体导热性差，升高温度可破坏保护层；Fe(OH)2容易被O2氧化产生Fe(OH)3；根据物质成分分析、判断实验现象；

(4)(5)液体石蜡可以隔绝空气，Na与溶液中的水反应产生NaOH，NaOH与FeSO4反应产生Fe(OH)2白色沉淀。

(1)将FeS放入试管中，通过分液漏斗向其中加入过量稀硫酸发生反应：FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑，待溶液中固体几乎反应完全时，向其中加入NaHCO3溶液，与过量硫酸反应：2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2H2O+2CO2↑，过量的NaHCO3溶液与溶液中Fe2+反应产生Fe(OH)2沉淀和CO2气体，CO2气体可以防止空气中的O2进入到反应装置，可以较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀；NaOH溶液的作用是吸收H2S气体，防止污染空气；

(2) “方案2”中，对着有NaOH颗粒的部位小心加热的目的是可破坏NaOH固体表面Fe(OH)2沉淀的包裹，使反应继续进行；

(3)加热时NaOH固体上升，与溶液中的FeSO4溶液发生反应：FeSO4+2NaOH=Na2SO4+Fe(OH)2↓，由于上层液体中含有溶解在其中的O2，又会发生反应：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，因此会看到上层沉淀由白色变为灰绿色，下层沉淀为白色；发生此现象的原因是上层沉淀吸收水中溶解的O2转化为灰绿色的胶状物，达到保护下层白色Fe(OH)2沉淀的目的；

(4) “方案3”中Na与溶液中的H2O反应产生NaOH、H2，NaOH与溶液中的溶质FeSO4发生复分解反应产生Fe(OH)2白色沉淀和Na2SO4，反应的总化学反应方程式为2Na+2H2O+FeSO4=Fe(OH)2↓+Na2SO4+H2↑；

(5) “方案3”的实验过程中间断性的出现白色沉淀，其原因是金属钠在液体石蜡中慢慢下沉，一旦与FeSO4溶液接触，就放出大量气泡，随后迅速上浮，脱离溶液进入石蜡层，导致钠与硫酸亚铁溶液间断性接触。