Question

某探究小组的同学研究由Fe²⁺制备Fe（OH）₂，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如下4个实验方案：
甲方案：用不含Fe³⁺的FeSO₄溶液与不含O₂的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe（OH）₂．
乙方案：应用钢铁吸氧腐蚀的原理，设计原电池制备Fe（OH）₂．
丙方案：按图实验，制备Fe（OH）₂．
丁方案：按图实验，制备Fe（OH）₂（苯的作用是使电解质溶液隔绝空气）．

回答下列问题：
（1）在甲方案中，所用的FeSO₄样品通常部分被氧化，写出在配制FeSO₄溶液时，其操作过程及发生反应的离子方程式：______．
（2）在乙方案中，正极的电极反应式是______．你认为该方案是否可行？______（填“可行”或“不可行”），若不可行请说明理由（若可行，则该空不需回答）：______．
（3）在丙方案中，当容器A、B中均加入试剂并塞好橡皮塞后，还需要进行的操作是______．
（4）在丁方案中，在两电极之间的溶液中首先观察到白色沉淀．请写出b电极的电极反应式：______，则其电解质溶液可以是______．

Answer 1

解：（1）在配制FeSO₄溶液时，为防止FeSO₄被氧化，应加入过量的铁粉，并加稀硫酸防止水解生成沉淀，具体操作为向盛有蒸馏水的烧杯中加入一定量的稀硫酸，再将样品置于其中，搅拌使之溶解，然后加入过量的铁粉，反应的方程式为2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，搅拌、静置，上层清液即为所要配制的FeSO₄溶液，
故答案为：向盛有蒸馏水的烧杯中加入一定量的稀硫酸，再将样品置于其中，搅拌使之溶解，然后加入过量的铁粉，反应的方程式为2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，搅拌、静置，上层清液即为所要配制的FeSO₄溶液；
（2）应用钢铁吸氧腐蚀的原理，设计原电池制备Fe（OH）₂，正极反应为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，易导致Fe（OH）₂被氧化，该方案部可行，
故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；不可行；产生的Fe（OH）₂立即就被氧化为Fe（OH）₃；
（3）丙方案生成氢气，可排除装置内氧气，防止Fe（OH）₂被氧化，关闭止水夹C，可使A装置内FeSO₄溶液排到B中，从而生成稳定的Fe（OH）₂，则当容器A、B中均加入试剂并塞好橡皮塞后，还需要进行的操作是打开止水夹C，使A中反应进行一段时间后再关闭止水夹C，
故答案为：打开止水夹C，使A中反应进行一段时间后再关闭止水夹C；
（4）溶液表面有一层苯，可隔绝空气，阳极生成Fe²⁺，电极方程式为Fe-2e^-=Fe²⁺，电解质溶液为NaOH，可生成Fe（OH）₂，故答案为：Fe-2e^-=Fe²⁺；NaOH溶液．
分析：（1）在配制FeSO₄溶液时，为防止FeSO₄被氧化，应加入过量的铁粉，并加稀硫酸防止水解生成沉淀；
（2）应用钢铁吸氧腐蚀的原理，设计原电池制备Fe（OH）₂，易导致Fe（OH）₂被氧化；
（3）丙方案生成氢气，可排除装置内氧气，防止Fe（OH）₂被氧化，关闭止水夹C，可使A装置内FeSO₄溶液排到B中，从而生成稳定的Fe（OH）₂；
（4）溶液表面有一层苯，可隔绝空气，阳极生成Fe²⁺，电解质溶液为NaOH，可生成Fe（OH）₂．
点评：本题考查化学实验方案的评价，侧重于氢氧化亚铁的制备，注意把握实验的注意事项，结合硫酸亚铁和氢氧化亚铁的性质选择并判断实验方案的可行性，题目难度中等．