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．
（1）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．
（2）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 ，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？
甲同学查阅资料后，得到Fe（OH）2如下信息：
（3）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
（4）资料中提及的微绿色Fe3（OH）8，用氧化物的形式表示可写成 ．
（5）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 ．
（6）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 ．
【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．
（1）最终在
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．
（2）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
【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？
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+． |
（4）资料中提及的微绿色Fe3（OH）8，用氧化物的形式表示可写成
（5）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
（6）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
考点：制取氢氧化铁、氢氧化亚铁
专题：实验题
分析：【实验设计】
方法一：（1）打开C时，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，生成的氢气将空气排出，关闭C时，生成的氢气将硫酸亚铁排入B中，硫酸亚铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀；
方法二：（2）用电解法制取氢氧化亚铁时，阳极上铁失电子生成亚铁离子，阴极上氢离子放电，阴极附近生成氢氧根离子，亚铁离子和氢氧根离子生成氢氧化亚铁；
【探究思考】
（3）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；
（4）根据资料中关于Fe（OH）2与Fe（OH）3的颜色信息，可判断实验中出现的灰绿色或绿色现象既非Fe（OH）2也非Fe（OH）3，而应该是二者混合的结果；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；
（5）根据压强对反应容器的影响及氢氧化亚铁的性质来分析；
（6）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．
方法一：（1）打开C时，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，生成的氢气将空气排出，关闭C时，生成的氢气将硫酸亚铁排入B中，硫酸亚铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀；
方法二：（2）用电解法制取氢氧化亚铁时，阳极上铁失电子生成亚铁离子，阴极上氢离子放电，阴极附近生成氢氧根离子，亚铁离子和氢氧根离子生成氢氧化亚铁；
【探究思考】
（3）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；
（4）根据资料中关于Fe（OH）2与Fe（OH）3的颜色信息，可判断实验中出现的灰绿色或绿色现象既非Fe（OH）2也非Fe（OH）3，而应该是二者混合的结果；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；
（5）根据压强对反应容器的影响及氢氧化亚铁的性质来分析；
（6）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：【实验设计】
方法一：（1）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，涉及的反应有：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4、H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O，
故答案为：B；Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4、H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O；
方法二：（2）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，则阳极上铁放电生成亚铁离子，所以铁作阳极，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，所以可以选用氢氧化钠溶液或氯化钠溶液，为防止亚铁离子被氧化，则C的密度小于水的密度，所以C可以选用植物油，
故答案为：⑦；⑧；②或③；
【探究思考】
（3）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，
故答案为：由于Fe（OH）2部分被氧化，混入少量Fe（OH）3；
（4）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，
故答案为：由于Fe（OH）2部分被氧化，混入少量的Fe（OH）3；FeO?Fe2O3?4H2O；
（5）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中的反应也要继续进行，Fe （OH）2?nH2O受热分解生成氢氧化亚铁和水，
故答案为：打开；发生；Fe（OH）2?nH2O
Fe（OH）2+nH2O；
（6）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：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．
方法一：（1）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，涉及的反应有：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4、H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O，
故答案为：B；Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4、H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O；
方法二：（2）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，则阳极上铁放电生成亚铁离子，所以铁作阳极，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，所以可以选用氢氧化钠溶液或氯化钠溶液，为防止亚铁离子被氧化，则C的密度小于水的密度，所以C可以选用植物油，
故答案为：⑦；⑧；②或③；
【探究思考】
（3）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，
故答案为：由于Fe（OH）2部分被氧化，混入少量Fe（OH）3；
（4）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，
故答案为：由于Fe（OH）2部分被氧化，混入少量的Fe（OH）3；FeO?Fe2O3?4H2O；
（5）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中的反应也要继续进行，Fe （OH）2?nH2O受热分解生成氢氧化亚铁和水，
故答案为：打开；发生；Fe（OH）2?nH2O
| ||
（6）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：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：本题考查了实验探究氢氧化亚铁的制备及氢氧化亚铁易变色的原因，制取氢氧化亚铁时要排除氧气的干扰，根据题给信息结合资料正确分析解答，明确出现现象的原因，题目难度较大．
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设NA表示阿伏加德罗常数的值．下列说法正确的是（ ）
| A、常温常压下，18g H218O中含有的原子数小于3NA | B、标准状况下，22.4L HF中含有的氟原子数目为NA | C、标准状况下，0.1mol Cl2溶于水，转移的电子数目为0.1NA | D、4.6g Na与O2反应生成Na2O和Na2O2，转移电子数介于0.1NA～0.2NA之间 |
设NA为阿伏伽德罗常数的值，下列叙述正确的是（ ）
| A、1L 0.1mol?L-1的CuCl2溶液中含Cu2+为0.1NA | B、标准状况下，22.4L CCl4含CCl4分子为NA | C、1mol H3O+含质子数为10NA | D、1mol Na2O和Na2O2混合物中含阴离子的总数为NA |
图中为制取纯净且能较长时间存在的Fe（OH）2，药品为铁粉、稀H2SO4，NaOH溶液，当容器A中反应开始后，若分别进行下列操作，请回答有关问题：
如图所示装置，可用来制取和观察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及5.00mol?L-1的硫酸，其他试剂任选．填写下列空白：化学与生产和生活密切相关．下列说法正确的是（ ）
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化学与人类生活、社会可持续发展密切相关．下列说法不正确的是（ ）
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