Question

5．某研究性學習小組在研究用Fe²⁺制備Fe（OH）₂的過程中，設計了如下實驗裝置：
 
（1）以上各裝置中能較長時間觀察到Fe（OH）₂白色沉淀的是②③（填序號）
（2）某同學對上圖③裝置進行改進并實驗：

當A容器中的反應開始后，分別進行下列操作，請回答有關問題：
①若先關閉彈簧夾D，打開彈簧夾C，A容器中反應進行一會兒后，再關閉彈簧夾C，打開彈簧夾D，B容器中會觀察到什么現象：開始時容器B中的導管口有氣泡冒出，彈簧夾關閉后容器A中溶液進入容器B，有白色沉淀生成．
②若先關閉彈簧夾C，打開彈簧夾D，B容器中會觀察到什么現象：有白色沉淀生成，沉淀迅速變為灰綠色，最后變成紅褐色，
寫出B容器中有關反應的化學方程式2NaOH+FeSO₄═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．

Answer 1

分析 （1）氫氧化亞鐵能夠與空氣中氧氣發生反應4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，要較長時間保存Fe（OH）₂沉淀，只要滿足在制取過程中盡可能減少和空氣接觸即可，據此對各選項進行判斷；
（2）①打開C后鐵與硫酸反應生成氫氣，關閉C后A中壓強增大，硫酸亞鐵溶液進入B，反應生成氫氧化亞鐵白色沉淀；
②若彈簧夾C關閉一會兒，容器A中的反應還在進行時，B容器中仍有氧氣，利用A產生的氫氣產生的壓強將硫酸亞鐵壓入錐形瓶B中，在錐形瓶B中生成氫氧化亞鐵，則B中應該盛放氫氧化鈉溶液，生成的氫氧化亞鐵，B容器中仍有氧氣，生成的氫氧化亞鐵被空氣氧化生成氫氧化鐵．

解答 解：（1）根據題中信息可知要較長時間保存Fe（OH）₂沉淀，必須在制取過程中盡可能減少和空氣接觸，②中盛有氫氧化鈉溶液的滴管伸入放有還原性鐵粉的硫酸亞鐵溶液中，可以避免試管中部分氧氣對氫氧化亞鐵的氧化，則能減少與氧氣接觸；③Fe和稀硫酸生成氫氣能排出裝置中的氧氣，所以也能減少與氧氣接觸，只有①生成的氫氧化亞鐵能夠與空氣中氧氣發生反應：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，導致不能長時間觀察到氫氧化亞鐵，
故答案為：②③；
（2）①若先打開C，H₂進入B，驅出B中O₂，再關閉C，A中Fe²⁺進入B，只能生成Fe（OH）₂，故答案為：開始時容器B中的導管口有氣泡冒出，彈簧夾關閉后容器A中溶液進入容器B，有白色沉淀生成；
②若開始關閉C，A中反應生成H₂，壓強增大，A中溶液由導管進入B，B中Fe²⁺與OH^-反應生成Fe（OH）₂白色沉淀，Fe（OH）₂與B中O₂反應生成紅褐色沉淀Fe（OH）₃，反應的化學方程式為：2NaOH+FeSO₄═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，
故答案為：有白色沉淀生成，沉淀迅速變為灰綠色，最后變成紅褐色；2NaOH+FeSO₄═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．

點評 本題考查鐵的相關知識和鐵的化合物之間的轉化，除雜、檢驗等內容，注意方程式的書寫，難度不大．