Question

【題目】某化學課外小組在制備Fe(OH)2實驗過程中觀察到生成的白色沉淀迅速變為灰綠色，一段時間后變為紅褐色。該小組同學對產生灰綠色沉淀的原因，進行了實驗探究。

I．甲同學猜測灰綠色沉淀是Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物，設計并完成了實驗1和實驗2。

編號	實驗操作	實驗現象
實驗1	向2mL0.1mol·L－1FeSO4溶液中滴加0.1mol·L－1NaOH溶液(兩溶液中均先加幾滴維生C溶液)	液面上方出現白色沉淀，一段時間后變為灰綠色，長時間后變為紅褐色
實驗2	取實驗1中少量灰綠色沉淀，洗凈后加鹽酸溶解，分成兩份。①中加入試劑a，②中加入試劑b	①中出現藍色沉淀，②中溶液未變成紅色

（1）實驗中產生紅褐色沉淀的化學方程式為_________________________

（2）實驗1中加入維生素C溶液是利用了該物質的 ___ 性

（3）實驗2中加入的試劑a為 ___溶液，試劑b為____溶液。實驗2的現象說明甲同學的猜測 _____（填“正確”或“不正確”）。

Ⅱ.乙同學查閱資料得知，Fe(OH)2沉淀具有較強的吸附性，猜測灰綠色可能是Fe(OH)2吸附Fe2+引起的，設計并完成了實驗3—實驗5。

編號	實驗操作	實驗現象
實驗3	向10mL4mol·L－1NaOH溶液中逐滴加入0.1mol·L－1FeSO4溶液(兩溶液中均先加幾滴維生素C溶液)	液面上方產生白色沉淀(帶有較多灰綠色)。沉淀下沉后，部分灰綠色沉淀變為白色
實驗4	向10mL8mol·L－1NaOH溶液中逐滴加入0.1mol·L－1FeSO4溶液(兩溶液中均先加幾滴維生素C溶液)	液面上方產生白色沉淀（無灰綠色）。沉淀下沉后，仍為白色
實驗5	取實驗4中白色沉淀，洗凈后放在潮濕的空氣中	______________

（4）依據乙同學的猜測，實驗4中沉淀無灰綠色的原因為_____。

（5）該小組同學依據實驗5的實驗現象，間接證明了乙同學猜測的正確性，則實驗5的實驗現象可能為____。

Ⅲ.該小組同學再次查閱資料得知當沉淀形成時，若得到的沉淀單一，則沉淀結構均勻，也緊密；若有雜質固體存在時，得到的沉淀便不夠緊密，與溶液的接觸面積會更大。

（6）當溶液中存在Fe3+或溶解較多O2時，白色沉淀更容易變成灰綠色原因為______。

（7）該小組同學根據上述實驗得出結論：制備Fe(OH)2時能較長時間觀察到白色沉淀的適宜的條件和操作有________、____。

Answer 1

【答案】4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3 還原 K3[Fe(CN)6](或鐵氰化鉀) KSCN(或硫氰化鉀) 不正確 NaOH溶液濃度高，反應后溶液中Fe2+濃度較小，不易被吸附在Fe(OH)2表面 白色沉淀變為紅褐色，中間過程無灰綠色出現 沉淀中混有Fe(OH)3，不夠緊密，與溶液接觸面積更大，更容易吸附Fe2+ 向高濃度NaOH溶液中滴加FeSO4溶液 除去溶液中Fe3+和O2

【解析】

(1)實驗1中產生紅褐色沉淀是因為Fe(OH)2被氧化生成Fe(OH)3，反應方程式為4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3，故答案為：4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3；

(2)實驗1中加入維生素C是為了防止Fe2+被氧化，利用了其還原性，故答案為：還原；

(3)根據實驗現象可知，①中加入試劑出現藍色沉淀，是在檢驗Fe2+，試劑a為K3[Fe(CN)6]，②中溶液是否變紅是在檢驗Fe3+，試劑b為KSCN，由于②中溶液沒有變紅，則不存在Fe3+，即灰綠色沉淀中沒有Fe(OH)3，甲同學的猜測錯誤，故答案為：K3[Fe(CN)6](或鐵氰化鉀)；KSCN(或硫氰化鉀)；不正確；

(4)根據已知，Fe(OH)2沉淀具有較強的吸附性，灰綠色可能是Fe(OH)2吸附Fe2+引起的，而實驗4中NaOH溶液濃度高，反應后溶液中Fe2+濃度較小，不易被吸附在Fe(OH)2表面，導致沉淀沒有灰綠色，故答案為：NaOH溶液濃度高，反應后溶液中Fe2+濃度較小，不易被吸附在Fe(OH)2表面；

(5)當實驗5中的現象為白色沉淀變為紅褐色，中間過程無灰綠色出現時，可說明白色沉淀上沒有或很少附著有Fe2+，故答案為：白色沉淀變為紅褐色，中間過程無灰綠色出現；

(6)溶液中存在Fe3+或溶解較多O2時，O2能將Fe2+氧化成Fe3+，形成Fe(OH)3沉淀，根據題干信息可知，沉淀中混有Fe(OH)3，不夠緊密，與溶液接觸面積更大，更容易吸附Fe2+，從而白色沉淀更容易變成灰綠色，故答案為：沉淀中混有Fe(OH)3，不夠緊密，與溶液接觸面積更大，更容易吸附Fe2+；

(7)根據上述實驗可知道，當NaOH濃度高或者溶液中不存在Fe3+和O2時，制備Fe(OH)2時能較長時間觀察到白色沉淀，其操作可以是向高濃度NaOH溶液中滴加FeSO4溶液或除去溶液中Fe3+和O2，故答案為：向高濃度NaOH溶液中滴加FeSO4溶液；除去溶液中Fe3+和O2。