Question

17．某研究性学习小组在研究由Fe²⁺制备Fe（OH）₂：
（1）[查阅资料]甲同学查阅资料后，得到Fe（OH）₂如表信息：

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+．

（2）[实验设计]甲同学查阅资料后设计如下实验方案：按照如图进行实验，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B容器中观察到白色沉淀，该实验中涉及到主要现象的化学方程式有（可以分步书写）：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，FeSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Fe（OH）₂↓．反应开始打开C的目的是把装置中的氧气排出．

（3）[意外发现]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？甲对上述实验中出现灰绿色或绿色的现象的解释是：由于Fe（OH）₂部分被氧化，混入少量的Fe（OH）₃．
（4）[阐释异议]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生成的绿色沉淀，观察到沉淀由绿变白的趋势．写出该实验中支持乙同学观点的化学方程式Fe（OH）₂•nH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₂+nH₂O
（5）[深入验证]欢迎你参加 该研究小组的讨论，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（或者将Fe（OH）₃和Fe（OH）₂混合后观察其颜色）．

Answer 1

分析 （2）关闭活塞C，A瓶内铁粉与稀硫酸反应放出的氢气不能排出而使瓶内气体增加，压强逐渐增大，把反应生成的硫酸亚铁溶液压入B瓶内，氢氧化钠与硫酸亚铁发生反应而生成氢氧化亚铁的沉淀，因此，在B瓶内观察到沉淀产生；
（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；
（4）Fe （OH）₂•nH₂O受热分解生成氢氧化亚铁和水；
（5）合理设计实验，可以科学地解释由Fe²⁺制备Fe（OH）₂的过程中，沉淀由“白”变“绿”的原因．

解答 解：（2）关闭活塞C，A瓶内铁粉与稀硫酸反应放出的氢气不能排出而使瓶内气体增加，压强逐渐增大，把反应生成的硫酸亚铁溶液压入B瓶内，氢氧化钠与硫酸亚铁发生反应而生成氢氧化亚铁的沉淀，因此，在B瓶内观察到沉淀产生；
铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
硫酸亚铁和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀和硫酸钠，反应的化学方程式为：FeSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Fe（OH）₂↓；
为了防止生成的氢氧化亚铁被氧化，反应开始应该打开C，目的是利用产生的氢气，排出装置中的空气．
故填：B；Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；FeSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Fe（OH）₂↓；把装置中的氧气排出．
（3）上述实验中出现白色的沉淀会逐渐转变为灰绿色或绿色，是由于Fe（OH）₂部分被氧化，混入少量的Fe（OH）₃．
故填：由于Fe（OH）₂部分被氧化，混入少量的Fe（OH）₃．
（4）用热水浴的方式加热生成的绿色沉淀，观察到沉淀由绿变白的趋势，说明Fe （OH）₂•nH₂O受热分解生成氢氧化亚铁和水，反应的化学方程式为：Fe（OH）₂•nH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₂+nH₂O．
故填：Fe（OH）₂•nH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₂+nH₂O．
（5）设计新思路可以是：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（或者将Fe（OH）₃和Fe（OH）₂混合后观察其颜色）．
故填：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（或者将Fe（OH）₃和Fe（OH）₂混合后观察其颜色）．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．