1、简答题 为了制得较纯净的Fe(OH)2,甲乙两同学分别用下面两种方法制得白色的Fe(OH)2沉淀.
同学甲:用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备.
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入______.
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用______的方法.
(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液.
同学乙:在如图装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备.A管中是Fe和H2SO4,B管中是NaOH溶液.
(4)先打开a,使A管中反应一段时间后再夹紧止水夹a,这样做的目的是______.
(5)A管中发生反应的离子方程式为______
(6)B管中生成沉淀的离子方程式为______.
(7)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是______.
参考答案:(1)硫酸亚铁易被氧化而变质,可加入铁粉,故答案为:Fe粉;
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用加热的方法,原因是加热时气体的溶解度降低,故答案为:加热;
(4)A管中产生的气体通入B管中排尽B管中的空气,使B充满还原性气体氢气,可排除试管中的氧气,可防止生成的
Fe?(OH)2被氧化,
故答案为:A管中产生的气体通入B管中排尽B管中的空气,使B充满还原性气体氢气;
(5)Fe和酸反应生成氢气和亚铁离子,反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑,故答案为:Fe+2H+=Fe2++H2↑;?
(6)B管中生成沉淀为Fe(OH)2,反应的离子方程式为Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓,故答案为:Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓;
(7)Fe(OH)2易被氧化而变质,试管A中反应生成的H2充满了A试管和B试管,且外界空气不容易进入,
故答案为:试管A中反应生成的H2充满了A试管和B试管,且外界空气不容易进入.
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 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______容器中观察到白色沉淀,该实验中涉及到的化学方程式有:______.
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______,b为______,c为______,d为______.(填序号)
【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+.
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阅读该资料后,你对上述实验中出现灰绿色或绿色的现象的解释是:______;资料中提及的微绿色Fe3(OH)8,用氧化物的形式表示可写成______.
(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______(填“打开”或“关闭”)状态,容器A中的反应须处于______(填“停止”或“发生”)状态.写出该实验中支持乙同学观点的化学方程式______.
参考答案:【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.
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 用下面方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备.
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入______;
(2)除去蒸馏水中溶解的氧气常采用______的方法;
(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液.这样操作的理由是______.
参考答案:(1)根据FeSO4具有易被氧化和易水解的特点,在配制其溶液时还需加入稀H2SO4防止 发生水解反应,同时加入铁屑防止硫酸亚铁被氧化.
故答案为:稀H2SO4;铁屑;
(2)蒸馏水中若溶有O2,则会加速Fe(OH)2氧化,由于氧气的溶解度随温度的升高而减小,因此可采用加热煮沸的方法除去.
故答案为:加热煮沸;
(3)为避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2,可用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液方可达到目的.
故答案为:避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2.
本题解析:
本题难度:简单
4、选择题 某同学设计了一种用电解法制取Fe(OH)2的试验装置如图.通电后,溶液中产生白色沉淀,且较长时间内不变色,下列说法中正确的是( )
A.电源中a为正极,b为负极
B.电解池中电解液可以是NaOH溶液但不能是NaCl溶液
C.A、B两端都必须使用铁作电极
D.A电极发生的反应为:2H2O+2e-═H2↑+2OH-