Question

如图所示装置可用来制取Fe（OH）₂和观察Fe（OH）₂在空气中被氧化时的颜色变化．实验时必须使用铁屑、6mol/L H₂SO₄溶液和NaOH溶液．填写下列空白：
（1）B中盛有一定量的

NaOH溶液

，A中应预先加入的试剂是

铁屑

，A中反应的化学方程式为

Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑

．
（2）实验开始时应先将活塞E

打开

（填“打开”或“关闭”），目的是

让生成的氢气排走装置和溶液中的空气

（3）A反应一段时间后将活塞E

关闭

（填“打开”或“关闭”），目的是

把A中FeSO₄溶液压入B中反应

（4）实验结束，拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，Fe（OH）₂被氧化．若反应过程中转移了0.04mol电子，则参加反应的氧气的体积为

0.224

L（标准状况）．

Answer 1

分析：（1）铁和稀硫酸反应能生成硫酸亚铁和氢气；B中盛有一定量的NaOH溶液；
（2）氢氧化亚铁不稳定，易被空气中氧气氧化生成氢氧化铁，先将活塞E打开需让生成的氢气排走装置和溶液中的空气；
（3）A反应一段时间后将活塞E关闭A装置内气压升高，反应生成的Fe²⁺沿导管进入B装置与NaOH反应生成白色沉淀Fe（OH）₂；
（4）根据化合价的升降判断氧化剂、还原剂，根据转移电子与参加反应的氧气的关系计算气体体积．

解答：解：（1）制取Fe（OH）₂和观察Fe（OH）₂在空气中被氧化时的颜色变化，需先制取氢氧化亚铁，需用铁和硫酸反应制氢气，关闭活塞E，导致A装置中压强增大使FeSO₄溶液被压入B瓶中进行反应生成氢氧化亚铁，所以B中盛有一定量的NaOH溶液；制取硫酸亚铁需要铁屑，所以在烧瓶中应该先加入铁屑，铁和稀硫酸反应的化学方程式为：Fe+H₂S0₄=FeS0₄+H₂↑，
故答案为：NaOH溶液；铁屑；Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；   
（2）Fe（OH）₂很容易被空气中的氧气氧化，实验开始时应先将活塞E打开，让生成的氢气排走装置和溶液中的空气，并且通过出气口排出，使氢氧化亚铁不能与氧气充分接触，从而达到防止被氧化的目的，
故答案为：打开；让生成的氢气排走装置和溶液中的空气；   
（3）A装置中Fe与H₂SO₄反应生成H₂充满整个装置，反应一段时间后关闭活塞E，A装置内气压升高，反应生成的Fe²⁺沿导管进入B装置与NaOH反应生成白色沉淀Fe（OH）₂，
故答案为：关闭；把A中FeSO₄溶液压入B中反应；
（4）实验结束，拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁，4molFe（OH）₂变成4molFe（OH）₃失去4mol电子，1mol氧气得到4mol电子，
设转移了0.04mol电子参加反应的氧气在标准状况下的体积为XL，
4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，电子转移 4e^-
          22.4L                  4mol
          xL                    0.04mol       x=0.224
故答案为：0.224．

点评：本题考查了氢氧化亚铁的制取，氢氧化亚铁极易被氧气氧气，制取氢氧化亚铁时必须在无氧气的条件下进行反应，注意该题（4）转移的电子数目与氧气体积的关系，题目难度中等．