Question

3．在如圖裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀硫酸等試劑制備Fe（OH）₂．
（1）在試管I中加入的試劑是稀H₂SO₄、Fe屑．
（2）為了制得Fe（OH）₂白色沉淀，在試管I和Ⅱ中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后觀察到試管I產生大量氣體．一段時間后，檢驗到試管Ⅱ支管出口的氣體只有一種時，再進行的操作是關閉止水夾，使試管I中的溶液進入到試管Ⅱ中溶液底部，產生Fe（OH）₂．
（3）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中產生的H₂將裝置內的空氣除盡，防止Fe（OH）₂與氧氣的接觸．
（4）反應結束后，將Fe（OH）₂沉淀倒出，在空氣中迅速變為灰綠色，最后變為紅褐色，其原因是4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃（用化學方程式表示）．

Answer 1

分析 （1）試管I內鐵與硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣；
（2）然后關閉止水夾，試管I內壓強增大，將生成的硫酸亞鐵壓入試管Ⅱ內與氫氧化鈉反應生成白色的氫氧化亞鐵沉淀；
（3）鐵與硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，此時打開止水夾，氫氣進入試管Ⅱ，排除裝置內的空氣；
（4）在空氣中迅速變為灰綠色，最后變為紅褐色，是Fe（OH）₂遇到氧氣會被氧氣氧化成Fe（OH）₃．

解答 解：（1）若要在該裝置中得到Fe（OH）₂白色絮狀沉淀，先打開止水夾，試管I內鐵與硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，把導管中的空氣排入試管Ⅱ中，并且通過出氣口排出，使氫氧化亞鐵不能與氧氣充分接觸，從而達到防止被氧化的目的，所以試管A中加入的試劑是稀H₂SO₄、Fe屑，試管Ⅱ中加入的試劑是NaOH溶液，
故答案為：稀H₂SO₄、Fe屑；
（2）關閉止水夾，試管I內壓強增大，將反應生成的硫酸亞鐵能夠進入氫氧化鈉溶液中，并且能夠發生化學反應生成硫酸鈉和氫氧化亞鐵，同時通過出氣口排出，故答案為：關閉止水夾；
（3）鐵與硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，此時打開止水夾，氫氣進入試管Ⅱ，排除裝置內的空氣，故答案為：試管Ⅰ中產生的H₂將裝置內的空氣除盡，防止Fe（OH）₂與氧氣的接觸；
（4）在空氣中迅速變為灰綠色，最后變為紅褐色，是Fe（OH）₂遇到氧氣會被氧氣氧化成Fe（OH）₃，反應方程式為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，故答案為：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃．

點評 本題考查了鐵及其化合物性質的分析判斷，電解原理的應用實驗方案的判斷，掌握鐵的氫氧化物的性質以及注意實驗過程中的現象分析應用是解題關鍵，題目難度中等．