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
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
【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+． |
（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
分析：【实验设计】
方法一：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】
（1）固体中含有白色和棕色的沉淀；书写顺序是氧化亚铁、氧化铁、水；
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；
（2）根据压强对反应容器的影响及氢氧化亚铁的性质来分析．
方法一：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】
（1）固体中含有白色和棕色的沉淀；书写顺序是氧化亚铁、氧化铁、水；
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；
（2）根据压强对反应容器的影响及氢氧化亚铁的性质来分析．
解答：解：【实验设计】
方法一：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：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；⑨或⑦；⑧；②或③；
【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；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；
（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．
方法一：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：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；⑨或⑦；⑧；②或③；
【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；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；
（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
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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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