题目内容

5．碳酸亚铁（FeCO3）是一种重要的工业盐．某学习小组对用FeSO4制备FeCO3
资料显示：FeCO3：白色结晶，难溶于水；干燥品在空气中稳定，湿品暴露在空气中缓慢氧化生成红棕色的水合氧化铁FeO（OH．
（1）实验探究Ⅰ
 
 
实
验
Ⅰ
 		操作现象

 		1、混合后出现白色絮状沉淀，振荡，部分沉淀呈灰绿色，无气泡产生
2、放置5-8分钟，灰绿色沉淀逐渐增多，最终变成红褐色
①生成FeCO3离子方程式：Fe2++CO32-=FeCO3↓．
②反应过程中可能生成Fe（OH）2的依据是白色絮状变成灰绿色，最后变成红褐色．
③取沉淀离心、充分洗涤，加足量稀硫酸，沉淀溶解且有气泡产生，证明白色沉淀中含有CO32-；此时溶液中存在的金属阳离子有Fe3+、Fe2+．
（2）实验探究Ⅱ
 
 
实验Ⅱ		           操作现象
1、混合后，试管中出现白色颗粒状浑浊，片刻后有大量气泡产生
 
2、振荡，粘附在试管内壁的白色颗粒状浑浊变红棕色，且越来越多；20分钟后，白色浑浊明显沉降
①经检验，试管中白色颗粒状浑浊是FeCO3，请结合化学用语从平衡角度解释产生大量气泡的原因NaHCO3中存在电离平衡：HCO3-?H++CO32-，加FeSO4，Fe2++CO32-=FeCO3↓；平衡右移，H++HCO3-=CO2↑+H2O．
②分析现象认为：实验Ⅱ所得固体中FeCO3的含量比实验Ⅰ多．支持该结论的操作及现象如下：分别两种沉淀离心过滤、洗涤、干燥后称取等质量的两种固体，加足量稀硫酸沉淀均溶解，实验Ⅱ中产生的气体比实验Ⅰ中产生的气体多则结论成立．
（3）实验探究Ⅲ
 
 
实验Ⅱ		           操作现象
 
1、混合后，试管中出现白色颗粒状浑浊，片刻后有大量气泡产生
 
2、一段时间后将带有气球（排尽空气）的胶塞塞紧试管，振荡后放置5小时，气球膨胀，试管中沉淀物始终保持白色
实验改进的意图是反应放出CO2，给反应创设无O2的环境．
（4）综合以上实验，下列说法正确的是ad
a．用NaHCO3制得FeCO3纯度高的原因之一是因为NaHCO3溶液碱性弱
b．用1L 1.0mol/L NaHCO3与足量FeSO4溶液反应理论上可制备116g FeCO3
c．湿品FeCO3在空气中缓慢氧化的方程式为 4FeCO3+O2+6H2O=4Fe（OH）3+4CO2
d．工业上用NH4HCO3和FeSO4反应可制备纯度更高的FeCO3．

分析 （1）①亚铁离子与碳酸根离子生成FeCO3；
②硫酸亚铁与碳酸钠混合有白色絮状沉淀产生，沉淀变成灰绿色，最后变成红褐色，可能为氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁；
③反应未隔绝空气，部分亚铁离子被氧化；
（2）①NaHCO3中存在电离平衡：HCO3-?H++CO32-，加FeSO4，影响该平衡，据此分析；
②FeCO3与稀硫酸反应有二氧化碳生成，比较产生气体的多少可知的FeCO3含量相对大小；
（3）为防止生成FeCO3暴露在空气中缓慢氧化生成红棕色的水合氧化铁，排除装置的空气；
（4）a．由实验I可知碳酸钠制备的FeCO3纯度低，NaHCO3溶液碱性弱，制得FeCO3纯度高；
b．用1L 1.0mol/L NaHCO3与足量FeSO4溶液反应有二氧化碳生成，理论上可制备FeCO3少于116g；
c．湿品FeCO3在空气中缓慢氧化生成水合氧化铁FeO（OH），方程式为 4FeCO3+O2+2H2O=4FeO（OH）+4CO2；
d．工业上用NH4HCO3和FeSO4反应可制备纯度更高的FeCO3．

解答 解：（1）①亚铁离子与碳酸根离子生成FeCO3，离子方程式为：Fe2++CO32-=FeCO3↓；
故答案为：Fe2++CO32-=FeCO3↓；
②硫酸亚铁与碳酸钠混合有白色絮状沉淀产生，沉淀变成灰绿色，最后变成红褐色，可能为氢氧化亚铁被氧化为氢氧化铁；
故答案为：白色絮状变成灰绿色，最后变成红褐色；
③反应未隔绝空气，部分亚铁离子被氧化，生成铁离子，故金属阳离子有Fe3+、Fe2+；
故答案为：Fe3+、Fe2+；
（2）①NaHCO3中存在电离平衡：HCO3-?H++CO32-，加FeSO4，Fe2++CO32-=FeCO3↓；平衡右移，H++HCO3-=CO2↑+H2O，故产生大量气泡；
故答案为：NaHCO3中存在电离平衡：HCO3-?H++CO32-，加FeSO4，Fe2++CO32-=FeCO3↓；平衡右移，H++HCO3-=CO2↑+H2O；
②FeCO3与稀硫酸反应有二氧化碳生成，比较产生气体的多少可知的FeCO3含量相对大小，则分别两种沉淀离心过滤、洗涤、干燥后称取等质量的两种固体，加足量稀硫酸沉淀均溶解，实验Ⅱ中产生的气体比实验Ⅰ中产生的气体多，说明实验Ⅱ所得固体中FeCO3的含量比实验Ⅰ多；
故答案为：加足量稀硫酸沉淀均溶解，实验Ⅱ中产生的气体比实验Ⅰ中产生的气体多；
（3）由题可知：湿润的FeCO3暴露在空气中缓慢氧化生成红棕色的水合氧化铁，故实验III利用反应放出CO2，给反应创设无O2的环境；
故答案为：反应放出CO2，给反应创设无O2的环境；
（4）a．由实验I可知碳酸钠制备的FeCO3纯度低，NaHCO3溶液碱性弱，制得FeCO3纯度高，故正确；
b．用1L 1.0mol/L NaHCO3与足量FeSO4溶液反应有二氧化碳生成，理论上可制备FeCO3少于116g，故错误；
c．湿品FeCO3在空气中缓慢氧化生成水合氧化铁FeO（OH），方程式为 4FeCO3+O2+2H2O=4FeO（OH）+4CO2，故错误；
d．工业上用NH4HCO3和FeSO4反应可制备纯度更高的FeCO3，故正确；
故答案为：ad．

点评 本题考查性质实验方案设计，题目难度中等，侧重考查学生的分析、判断及实验操作能力，明确实验原理及物质性质是解本题关键，要利用物质性质的区别方案，抓住题目信息分析实验时关键．

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