题目内容
（2009?广东模拟）绿矾（FeSO4?7H2O）是重要的化学化工试剂，工业上常利用机械加工行业产生的废铁屑为原料制备．请回答下列问题：（1）右图锥形瓶中的反应物是铁屑和28%的硫酸，反应前常用98%的硫酸配制500g 28%的硫酸，要算出所需98%的硫酸的体积，还要知道的数据是
98%硫酸的密度
98%硫酸的密度
．（2）在制备硫酸亚铁的过程中，理论上控制铁过量或酸过量均有利于防止Fe2+被氧化．设计两个实验：实验一，控制酸过量；实验二，控制铁过量；其余步骤同，制得硫酸亚铁，并对产品质量进行检测．检测结果如下：
| 序号 | 反应物用量 | 产品质量 |
| 1 | n（H2SO4）：n（Fe）＞1：1 | 介于Ⅰ级～Ⅱ级之间 |
| 2 | n（H2SO4）：n（Fe）＜1：1 | 优于Ⅰ级 |
铁
铁
过量为最佳．（3）该小组在继续研究由绿矾制备Fe（OH）2的过程中，发现出现白色的沉淀会逐渐转变为灰绿色，最后变为红褐色．甲同学查资料该灰绿色沉淀可能是Fe3（OH）8，请用氧化物的形式写出该沉淀
FeO?Fe2O3?4H2O
FeO?Fe2O3?4H2O
；乙同学查资料后认为该灰绿色沉淀是由于Fe（OH）2部分被氧化，混入少量的Fe（OH）3的缘故，请提出一种在研究由Fe2+制备Fe（OH）2的过程中，有助于对沉淀由“白”变“绿”的现象进行合理解释的实验设计新思路向Fe2+和Fe3+的混合液中加入NaOH溶液后，观察生成的沉淀的颜色是否为灰绿色．或者可以将Fe（OH）3和Fe（OH）2混合后观察其颜色
向Fe2+和Fe3+的混合液中加入NaOH溶液后，观察生成的沉淀的颜色是否为灰绿色．或者可以将Fe（OH）3和Fe（OH）2混合后观察其颜色
．分析：（1）根据m=ρVω判断；
（2）根据表格中产品等级和反应物用量判断；
（3）根据铁元素的化合价，由物质Fe3（OH）8中铁元素化合价总和应为+8，可推断该物质的分子中含+2价Fe2+一个、+3价Fe3+二个，把铁、氢元素与氧元素结合成氧化物，而改写其化学式；
根据沉淀由“白”变“绿”的现象是由于Fe（OH）2部分被氧化而混入少量的Fe（OH）3的缘故分析，因此可采取向Fe2+和Fe3+的混合液中加入NaOH溶液生成其混合物或直接把两种物质混合，观察颜色的方法以验证沉淀由“白”变“绿”的原因．
（2）根据表格中产品等级和反应物用量判断；
（3）根据铁元素的化合价，由物质Fe3（OH）8中铁元素化合价总和应为+8，可推断该物质的分子中含+2价Fe2+一个、+3价Fe3+二个，把铁、氢元素与氧元素结合成氧化物，而改写其化学式；
根据沉淀由“白”变“绿”的现象是由于Fe（OH）2部分被氧化而混入少量的Fe（OH）3的缘故分析，因此可采取向Fe2+和Fe3+的混合液中加入NaOH溶液生成其混合物或直接把两种物质混合，观察颜色的方法以验证沉淀由“白”变“绿”的原因．
解答：解：（1）根据m=ρVω知，要计算溶液的体积还需要知道98%硫酸的密度，故答案为：98%硫酸的密度；
（2）硫酸和铁的质量比确定了产品的级别，从Fe3+的质量分数等于0.005%，产品质量定为Ⅰ级；Fe3+的质量分数等于0.01%，产品质量定为Ⅱ级，可以看出，三价铁的含量越低级别越高，从表中可以看出，只要控制铁过量，产品级别就高，故答案为：铁；
（3）由资料信息可知，氢氧化亚铁为白色而氢氧化铁为棕色，二者的混合物呈现出绿色，因此实验中出现灰绿色或绿色的现象应是生成的Fe（OH）2部分被氧化而混入少量的Fe（OH）3的缘故；资料中提及的微绿色Fe3（OH）8，可理解为Fe（OH）2与Fe（OH）3的结合起的一种物质，其中既有+2价铁也有+3价铁，因此改写为氧化物的形式时，8个氢原子应结合成4H2O，所以应写成：FeO?Fe2O3?4H2O，
由于出现的沉淀由白变绿是因为形成了Fe（OH）2与Fe（OH）3的混合沉淀，因此可利用向Fe2+和Fe3+的混合液中直接加入NaOH溶液，反应生成Fe（OH）2与Fe（OH）3的混合沉淀物，观察此时沉淀物的颜色，或直接取Fe（OH）2与Fe（OH）3进行混合，观察混合后颜色的方法，以解释沉淀由“白”变“绿”的现象，
故答案为：FeO?Fe2O3?4H2O；向Fe2+和Fe3+的混合液中加入NaOH溶液后，观察生成的沉淀的颜色是否为灰绿色．或者可以将Fe（OH）3和Fe（OH）2混合后观察其颜色．
（2）硫酸和铁的质量比确定了产品的级别，从Fe3+的质量分数等于0.005%，产品质量定为Ⅰ级；Fe3+的质量分数等于0.01%，产品质量定为Ⅱ级，可以看出，三价铁的含量越低级别越高，从表中可以看出，只要控制铁过量，产品级别就高，故答案为：铁；
（3）由资料信息可知，氢氧化亚铁为白色而氢氧化铁为棕色，二者的混合物呈现出绿色，因此实验中出现灰绿色或绿色的现象应是生成的Fe（OH）2部分被氧化而混入少量的Fe（OH）3的缘故；资料中提及的微绿色Fe3（OH）8，可理解为Fe（OH）2与Fe（OH）3的结合起的一种物质，其中既有+2价铁也有+3价铁，因此改写为氧化物的形式时，8个氢原子应结合成4H2O，所以应写成：FeO?Fe2O3?4H2O，
由于出现的沉淀由白变绿是因为形成了Fe（OH）2与Fe（OH）3的混合沉淀，因此可利用向Fe2+和Fe3+的混合液中直接加入NaOH溶液，反应生成Fe（OH）2与Fe（OH）3的混合沉淀物，观察此时沉淀物的颜色，或直接取Fe（OH）2与Fe（OH）3进行混合，观察混合后颜色的方法，以解释沉淀由“白”变“绿”的现象，
故答案为：FeO?Fe2O3?4H2O；向Fe2+和Fe3+的混合液中加入NaOH溶液后，观察生成的沉淀的颜色是否为灰绿色．或者可以将Fe（OH）3和Fe（OH）2混合后观察其颜色．
点评：根据实验所提供资料的分析，正确理解实验的目的及出现现象的原因，对于解答此新知识的探究型问题是尤其重要的．
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