Question

分用下面兩種方法可以制得白色的Fe（OH）₂沉淀．
方法一：
用不含Fe³⁺的FeSO₄溶液與用不含O₂的蒸餾水配制的NaOH溶液反應制備．
（1）用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO₄溶液時還需加入

稀H₂SO₄和鐵屑

．
（2）除去蒸餾水中溶解的O₂常采用

加熱煮沸

的方法．
（3）生成白色Fe（OH）₂沉淀的操作是用長滴管吸取不含O₂的NaOH溶液，插入FeSO₄溶液液面下，再擠出NaOH溶液．這樣操作的理由是

為避免生成的Fe（OH）₂沉淀接觸O₂

．
方法二：
在如圖裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀H₂SO₄等試劑制備．

（1）在試管Ⅰ里加入的試劑是

稀H₂SO₄、鐵屑

．
（2）在試管Ⅱ里加入的試劑是

NaOH溶液

．
（3）為了制得白色Fe（OH）₂沉淀，在試管Ⅰ和Ⅱ中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實驗步驟是

檢驗試管Ⅱ出口處排出的氫氣的純度．當排出的H₂純凈時，再夾緊止水夾

．
（4）這樣生成的Fe（OH）₂沉淀能較長時間保持白色，其理由是

試管Ⅰ中反應生成的H₂充滿了試管Ⅰ和試管Ⅱ，且外界空氣不容易進入

．

Answer 1

分析：方法一：（1）根據FeSO₄易被空氣中的氧氣氧化和易水解的特點回答．
（2）根據氣體的溶解度隨溫度的升高而減小回答．
（3）根據氫氧化亞鐵極易被空氣中的氧氣氧化成氫氧化鐵回答．
方法二：（1）根據實驗的基本原理回答，該方法的原理是利用稀H₂SO₄和鐵屑產生氫氣，先趕凈裝置中空氣，防止空氣中的氧氣把二價鐵氧化為三價鐵．確定趕凈空氣后再夾緊止水夾，通過H₂產生的壓強將FeSO₄壓入NaOH溶液中去，從而產生的白色Fe（OH）₂沉淀．
（2）分析同（1）．
（3）根據生成的氫氣使裝置中的氣壓變大，才能把反應生成的硫酸亞鐵壓入氫氧化鈉溶液中回答．
（4）根據氫氣有還原性，可防止空氣進入裝置把氫氧化亞鐵氧化回答．

解答：解：方法一：（1）根據FeSO₄具有易被氧化和易水解的特點，在配制其溶液時還需加入稀H₂SO₄防止 發生水解反應，同時加入鐵屑防止硫酸亞鐵被氧化．
（2）蒸餾水中若溶有O₂，則會加速Fe（OH）₂氧化，由于氧氣的溶解度隨溫度的升高而減小，因此可采用加熱煮沸的方法除去．
（3）為避免生成的Fe（OH）₂沉淀接觸O₂，可用長滴管吸取不含O₂的NaOH溶液，插入FeSO₄溶液液面下，再擠出NaOH溶液方可達到目的．
方法二：該方法的原理是利用稀H₂SO₄和鐵屑產生氫氣，先趕凈裝置中空氣，防止空氣中的氧氣把二價鐵氧化為三價鐵．確定趕凈空氣后再夾緊止水夾，通過H₂產生的壓強將FeSO₄壓入NaOH溶液中去，從而使產生的白色Fe（OH）₂沉淀在H₂的還原性氣氛中得以較長時間保持．所以（1）在試管Ⅰ里加入的試劑是稀H₂SO₄和鐵屑，目的是通過二者反應生成氫氣；（2）在試管Ⅱ里加入的試劑是NaOH溶液，目的是讓它與試管Ⅰ中生成的硫酸亞鐵反應，生成氫氧化亞鐵沉淀；（3）在試管Ⅰ和Ⅱ中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實驗步驟是：先檢驗試管Ⅱ出口處排出的氫氣的純度，防止裝置中仍有空氣．當排出的H₂純凈時，再夾緊止水夾，以便產生高壓，把硫酸亞鐵溶液壓入氫氧化鈉溶液中；（4）由于裝置中始終充滿氫氣，外界空氣不容易進入，所以Fe（OH）₂沉淀能較長時間保持白色．
故答案為：
方法一：
（1）稀H₂SO₄；鐵屑；（2）煮沸；（3）避免生成的Fe（OH）₂沉淀接觸O₂；
方法二：
（1）稀H₂SO₄；鐵屑；（2）NaOH溶液；（3）檢驗試管Ⅱ出口處排出的氫氣的純度．當排出的H₂純凈時，再夾緊止水夾；（4）試管Ⅰ中反應生成的H₂充滿了試管Ⅰ和試管Ⅱ，且外界空氣不容易進入．

點評：實驗方案的設計與評價是化學考查的熱點題目之一，難度較大，要加強練習，透徹理解教材上的實驗原理，掌握方案設計的基本思路和方法，注重培養對比分析的思維能力，問題便會迎刃而解．