题目内容
【题目】某学习小组学习了亚铁盐的性质后，欲探究FeSO4溶液分别与Na2CO3溶液、NaHCO3溶液的反应。已知：Fe(OH)2和FeCO3均为白色沉淀，不存在Fe(HCO3)2。实验操作及现象记录如下：
实验 | 试剂 | 操作及现象 | ||
试管(I) | 试管(II) | |||
(试管容积为50 mL) | 实验a | 1.0 mol·L－1 FeSO4溶液 24 mL | 1.0 mol·L－1 Na2CO3溶液24mL | 倾倒完后，迅速用胶塞塞紧试管I的口部，反复上下颠倒摇匀，使反应物充分混合 反应过程中无气泡产生，生成白色絮状沉淀 放置1.5～2 h后，白色絮状沉淀转化为白色颗粒状沉淀 |
实验b | 1.0 mol·L－1 FeSO4溶液 10 mL | 1.0 mol·L－1 NaHCO3溶液 20 mL | 倾倒完后，迅速产生白色颗粒状沉淀和大量气泡。振荡，经2～4 min后液面上方试管内壁粘附的白色颗粒状沉淀物变成红褐色 | |
(1)甲同学认为实验a中白色颗粒状沉淀是FeCO3，写出该反应的离子方程式：________；他为了证实自己的观点，进行实验：取少量白色颗粒状沉淀，加入________，发现产生大量气泡。
(2)乙同学推测实验a的白色颗粒状沉淀中还可能含有Fe(OH)2，他将实验a中两种溶液体积均改成15 mL后再进行实验，证实了他的推测。能证明Fe(OH)2存在的实验现象是_________。
(3)实验b中白色颗粒状沉淀主要成分也为FeCO3，写出生成FeCO3的离子方程式：________。
(4)实验b中液面上方试管内壁粘附的白色颗粒状沉淀物变成红褐色，主要原因是潮湿的FeCO3被氧气氧化，写出该反应的化学方程式：__________。
(5)乙同学反思，实验a中含有Fe(OH)2，实验b中几乎不含有Fe(OH)2，对比分析出现差异的原因是_________。
【答案】Fe2+ + CO32－ ＝ FeCO3↓ 稀硫酸(或稀盐酸等，合理答案均可得分) 沉淀颜色由白色变为灰绿色，最终变为红褐色 Fe2+ + 2HCO3－ ＝ FeCO3↓+ CO2↑+ H2O 4FeCO3 + O2 + 6H2O ＝ 4Fe(OH)3 + 4CO2 混合以后，虽然实验b中c(NaHCO3)比实验a中c(Na2CO3)大，但Na2CO3溶液的碱性(或水解程度)比NaHCO3溶液的强
【解析】
解答本题主要抓住Fe(OH)2和FeCO3的区别进行分析，FeCO3能与酸反应产生气体；能被空气中的氧气氧化为红褐色的氢氧化铁，据此分析解答。
(1)实验a中FeSO4与Na2CO3溶液混合若生成的沉淀是FeCO3，则发生复分解反应，反应的离子方程式为：Fe2+ + CO32－ ＝ FeCO3↓；FeCO3溶于硫酸或盐酸产生二氧化碳气体，而氢氧化亚铁与硫酸或盐酸反应不会产生气体，则可用稀硫酸或盐酸来鉴别碳酸亚铁和氢氧化亚铁沉淀，
故答案为：Fe2+ + CO32－ ＝ FeCO3↓；稀硫酸(或稀盐酸)；
(2)若沉淀中有Fe(OH)2，放置在空气中会被氧化而呈现白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色的现象，
故答案为：沉淀颜色由白色变为灰绿色，最终变为红褐色；
(3)实验b中的反应物为硫酸亚铁和碳酸氢钠，两者反应除了生成碳酸亚铁沉淀，还有二氧化碳气体和水生成，反应的离子方程式为：Fe2+ + 2HCO3－ ＝ FeCO3↓+ CO2↑+ H2O，
故答案为：Fe2+ + 2HCO3－ ＝ FeCO3↓+ CO2↑+ H2O；
(4) FeCO3被氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁，反应中氧气为氧化剂，碳酸亚铁为还原剂，由氧化还原反应规律可得反应的化学方程式为：4FeCO3 + O2 + 6H2O ＝ 4Fe(OH)3 + 4CO2，
故答案为：4FeCO3 + O2 + 6H2O ＝ 4Fe(OH)3 + 4CO2；
(5) 对比实验a、b，不同之处在于前者反应物为碳酸钠溶液，后者为碳酸氢钠溶液，由于碳酸根离子的水解程度较碳酸根离子的水解大，实验a中混合溶液氢氧根离子浓度较实验b中要大，导致实验a中更易产生Fe(OH)2沉淀，
故答案为：混合以后，虽然实验b中c(NaHCO3)比实验a中c(Na2CO3)大，但Na2CO3溶液的碱性(或水解程度)比NaHCO3溶液的强。
