题目内容
某研究性学习小组在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中,设计了如下实验方案:
【实验设计】
方法一:按照图1进行实验,容器A中的反应开始时,弹簧夹C处于打开状态,一段时间后,关闭弹簧夹C,容器A中的反应仍在进行。最终在_______容器中观察到白色沉淀,该实验中涉及到的化学方程式有: 。
方法二:按图2进行实验,最终在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀。请从所提供的试剂或电极材料中选择正确的序号填在横线上:①纯水 ②NaCl溶液 ③NaOH溶液 ④四氯化碳 ⑤CuCl2溶液 ⑥乙醇 ⑦Fe棒 ⑧植物油 ⑨碳棒
a为___________,b为___________,c为___________,d为___________。(填序号)
【探究思考】
实验表明上述实验中出现白色的沉淀会逐渐转变为灰绿色或绿色,那么如何解释出现灰绿色或绿色的现象呢?
(1)甲同学查阅资料后,得到Fe(OH)2如下信息:
阅读该资料后,你对上述实验中出现灰绿色或绿色的现象的解释是:__________ ;资料中提及的微绿色Fe3(OH)8,用氧化物的形式表示可写成__________________。
(2)乙同学依据配色原理:白色和棕色不可能调配成绿色或灰绿色的常识,认为绿色可能是形成Fe(OH)2·nH2O所致。用热水浴的方式加热“方法一”中生成的绿色沉淀,观察到沉淀由绿变白的趋势。加热时,“方法一”中弹簧夹C应处于___________(填“打开”或“关闭”)状态,容器A中的反应须处于___________(填“停止”或“发生”)状态。写出该实验中支持乙同学观点的化学方程式_______________。
【实验设计】
方法一:按照图1进行实验,容器A中的反应开始时,弹簧夹C处于打开状态,一段时间后,关闭弹簧夹C,容器A中的反应仍在进行。最终在_______容器中观察到白色沉淀,该实验中涉及到的化学方程式有: 。
方法二:按图2进行实验,最终在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀。请从所提供的试剂或电极材料中选择正确的序号填在横线上:①纯水 ②NaCl溶液 ③NaOH溶液 ④四氯化碳 ⑤CuCl2溶液 ⑥乙醇 ⑦Fe棒 ⑧植物油 ⑨碳棒
a为___________,b为___________,c为___________,d为___________。(填序号)
【探究思考】
实验表明上述实验中出现白色的沉淀会逐渐转变为灰绿色或绿色,那么如何解释出现灰绿色或绿色的现象呢?
(1)甲同学查阅资料后,得到Fe(OH)2如下信息:
资料名称 | 物理性质描述 | 化学性质描述 |
《化学辞典》,顾翼东编,1989年版P637 | 白色无定形粉末或白色至淡绿色六方晶体 | 与空气接触易被氧化,将细粉喷于空气中,则立即燃烧出火花 |
《大学普通化学(下册)》傅鹰著P637 | 白色沉淀 | 此沉淀易被氧化成微绿色Fe3(OH)8 |
《普通化学教程》(下册)P788 | 白色 | 能强烈吸收O2,迅速变成棕色 Fe(OH)3。这时作为氧化的中间产物为土绿色,其中含有Fe2+、Fe3+。 |
阅读该资料后,你对上述实验中出现灰绿色或绿色的现象的解释是:__________ ;资料中提及的微绿色Fe3(OH)8,用氧化物的形式表示可写成__________________。
(2)乙同学依据配色原理:白色和棕色不可能调配成绿色或灰绿色的常识,认为绿色可能是形成Fe(OH)2·nH2O所致。用热水浴的方式加热“方法一”中生成的绿色沉淀,观察到沉淀由绿变白的趋势。加热时,“方法一”中弹簧夹C应处于___________(填“打开”或“关闭”)状态,容器A中的反应须处于___________(填“停止”或“发生”)状态。写出该实验中支持乙同学观点的化学方程式_______________。
【实验设计】
方法一:B;(1分) Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4 (2分)
(H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O 写不写都不扣分,也不给分)
方法二:⑦、⑨或⑦、⑧、②。(每空1分,共4分)
【探究思考】(1)由于Fe(OH)2部分被氧化,混入少量的Fe(OH)3,FeO?Fe2O3?4H2O;(2)打开,发生,Fe(OH)2?nH2OFe(OH)2+nH2O;
方法一:B;(1分) Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4 (2分)
(H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O 写不写都不扣分,也不给分)
方法二:⑦、⑨或⑦、⑧、②。(每空1分,共4分)
【探究思考】(1)由于Fe(OH)2部分被氧化,混入少量的Fe(OH)3,FeO?Fe2O3?4H2O;(2)打开,发生,Fe(OH)2?nH2OFe(OH)2+nH2O;
试题分析:【实验设计】由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中防止氧气对实验的干扰是实验成功的关键;方法一的原理是利用铁与稀硫酸反应生成的硫酸亚铁来提供Fe2+,利用生成的氢气来排除装置内氧气,防止氢氧化亚铁被氧化,关闭止水夹C,可使A装置内压强增大,将FeSO4溶液排到B中与氢氧化钠溶液反应,从而生成稳定的Fe(OH)2;最终在B容器中观察到白色沉淀,涉及到的化学方程式有:
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、 H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O,方法二是利用电解原理来制备氢氧化亚铁;按图2进行实验,最终在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀,则阳极材料为铁,铁放电提供亚铁离子,金属或导电的非金属作阴极,可以选用铁或石墨;阴极上氢离子放电同时有氢氧根离子生成,所以可以选用氯化钠溶液,为防止亚铁离子被氧化,液体C起隔绝空气的作用,则C的密度小于d的密度,所以C可以选用植物油,选⑦、⑨或⑦、⑧、②;
【探究思考】(1)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;微绿色Fe3(OH)8可认为是Fe(OH)2与Fe(OH)3的结合起的一种物质,其中铁既显+2价也显+3价,根据化合价规则和原子守恒,Fe3(OH)8写成氧化物形式为:FeO?Fe2O3?4H2O,答案为:由于Fe(OH)2部分被氧化,混入少量的Fe(OH)3,FeO?Fe2O3?4H2O;(2)验证乙同学的猜测要防止Fe (OH)2?nH2O被空气氧化,因此活塞C应处于打开状态,容器A中的反应要继续进行,Fe (OH)2?nH2O受热分解生成氢氧化亚铁和水,答案为:打开,发生,Fe(OH)2?nH2OFe(OH)2+nH2O。
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