Question

17．某研究性學習小組在研究由Fe²⁺制備Fe（OH）₂：
（1）[查閱資料]甲同學查閱資料后，得到Fe（OH）₂如表信息：

資料名稱	物理性質描述	化學性質描述
《化學辭典》，顧翼東編，1989年版P637	白色無定形粉末或白色至淡綠色六方晶體	與空氣接觸易被氧化，將細粉噴于空氣中，則立即燃燒出火花
《大學普通化學（下冊）》傅鷹著P637	白色沉淀	此沉淀易被氧化成微綠色Fe3（OH）8
《普通化學教程》（下冊）P788	白色	能強烈吸收O2，迅速變成棕色Fe（OH）3．這時作為氧化的中間產物為土綠色，其中含有Fe2+、Fe3+．

（2）[實驗設計]甲同學查閱資料后設計如下實驗方案：按照如圖進行實驗，容器A中的反應開始時，彈簧夾C處于打開狀態，一段時間后，關閉彈簧夾C，容器A中的反應仍在進行．最終在B容器中觀察到白色沉淀，該實驗中涉及到主要現象的化學方程式有（可以分步書寫）：Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，FeSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Fe（OH）₂↓．反應開始打開C的目的是把裝置中的氧氣排出．

（3）[意外發現]實驗表明上述實驗中出現白色的沉淀會逐漸轉變為灰綠色或綠色，那么如何解釋出現灰綠色或綠色的現象呢？甲對上述實驗中出現灰綠色或綠色的現象的解釋是：由于Fe（OH）₂部分被氧化，混入少量的Fe（OH）₃．
（4）[闡釋異議]乙同學依據配色原理：白色和棕色不可能調配成綠色或灰綠色的常識，認為綠色可能是形成Fe（OH）₂•nH₂O所致．用熱水浴的方式加熱生成的綠色沉淀，觀察到沉淀由綠變白的趨勢．寫出該實驗中支持乙同學觀點的化學方程式Fe（OH）₂•nH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₂+nH₂O
（5）[深入驗證]歡迎你參加 該研究小組的討論，請提出一種在研究由Fe²⁺制備Fe（OH）₂的過程中，有助于對沉淀由“白”變“綠”的現象進行合理解釋的實驗設計新思路向Fe²⁺和Fe³⁺的混合液中加入NaOH溶液后，觀察生成的沉淀的顏色是否為灰綠色（或者將Fe（OH）₃和Fe（OH）₂混合后觀察其顏色）．

Answer 1

分析 （2）關閉活塞C，A瓶內鐵粉與稀硫酸反應放出的氫氣不能排出而使瓶內氣體增加，壓強逐漸增大，把反應生成的硫酸亞鐵溶液壓入B瓶內，氫氧化鈉與硫酸亞鐵發生反應而生成氫氧化亞鐵的沉淀，因此，在B瓶內觀察到沉淀產生；
（3）由資料信息可知，氫氧化亞鐵為白色而氫氧化鐵為棕色，二者的混合物呈現出綠色，因此實驗中出現灰綠色或綠色的現象應是生成的Fe（OH）₂部分被氧化而混入少量的Fe（OH）₃的緣故；
（4）Fe （OH）₂•nH₂O受熱分解生成氫氧化亞鐵和水；
（5）合理設計實驗，可以科學地解釋由Fe²⁺制備Fe（OH）₂的過程中，沉淀由“白”變“綠”的原因．

解答 解：（2）關閉活塞C，A瓶內鐵粉與稀硫酸反應放出的氫氣不能排出而使瓶內氣體增加，壓強逐漸增大，把反應生成的硫酸亞鐵溶液壓入B瓶內，氫氧化鈉與硫酸亞鐵發生反應而生成氫氧化亞鐵的沉淀，因此，在B瓶內觀察到沉淀產生；
鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，反應的化學方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
硫酸亞鐵和氫氧化鈉反應生成氫氧化亞鐵沉淀和硫酸鈉，反應的化學方程式為：FeSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Fe（OH）₂↓；
為了防止生成的氫氧化亞鐵被氧化，反應開始應該打開C，目的是利用產生的氫氣，排出裝置中的空氣．
故填：B；Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；FeSO₄+2NaOH=Na₂SO₄+Fe（OH）₂↓；把裝置中的氧氣排出．
（3）上述實驗中出現白色的沉淀會逐漸轉變為灰綠色或綠色，是由于Fe（OH）₂部分被氧化，混入少量的Fe（OH）₃．
故填：由于Fe（OH）₂部分被氧化，混入少量的Fe（OH）₃．
（4）用熱水浴的方式加熱生成的綠色沉淀，觀察到沉淀由綠變白的趨勢，說明Fe （OH）₂•nH₂O受熱分解生成氫氧化亞鐵和水，反應的化學方程式為：Fe（OH）₂•nH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₂+nH₂O．
故填：Fe（OH）₂•nH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₂+nH₂O．
（5）設計新思路可以是：向Fe²⁺和Fe³⁺的混合液中加入NaOH溶液后，觀察生成的沉淀的顏色是否為灰綠色（或者將Fe（OH）₃和Fe（OH）₂混合后觀察其顏色）．
故填：向Fe²⁺和Fe³⁺的混合液中加入NaOH溶液后，觀察生成的沉淀的顏色是否為灰綠色（或者將Fe（OH）₃和Fe（OH）₂混合后觀察其顏色）．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．