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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-高三化学

题目简介

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-高三化学

题目详情

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＋。
 
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_______________。
题型：实验题难度：中档来源：不详

答案

【实验设计】
方法一：B；(1分)  Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑、FeSO4＋2NaOH＝Fe(OH)2↓＋Na2SO4  (2分)
(H2SO4＋2NaOH＝Na2SO4＋2H2O 写不写都不扣分，也不给分)
方法二：⑦、⑨或⑦、⑧、②。（每空1分，共4分）
【探究思考】（1）由于Fe（OH）2部分被氧化，混入少量的Fe（OH）3，FeO•Fe2O3•4H2O；（2）打开，发生，Fe（OH）2•nH2OFe（OH）2+nH2O；

试题分析：【实验设计】由Fe2＋制备Fe(OH)2的过程中防止氧气对实验的干扰是实验成功的关键；方法一的原理是利用铁与稀硫酸反应生成的硫酸亚铁来提供Fe2+，利用生成的氢气来排除装置内氧气，防止氢氧化亚铁被氧化，关闭止水夹C，可使A装置内压强增大，将FeSO4溶液排到B中与氢氧化钠溶液反应，从而生成稳定的Fe（OH）2；最终在B容器中观察到白色沉淀，涉及到的化学方程式有：
Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑、FeSO4＋2NaOH＝Fe(OH)2↓＋Na2SO4、 H2SO4＋2NaOH＝Na2SO4＋2H2O，方法二是利用电解原理来制备氢氧化亚铁；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，则阳极材料为铁，铁放电提供亚铁离子，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，所以可以选用氯化钠溶液，为防止亚铁离子被氧化，液体C起隔绝空气的作用，则C的密度小于d的密度，所以C可以选用植物油，选⑦、⑨或⑦、⑧、②；
【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；微绿色Fe3（OH）8可认为是Fe（OH）2与Fe（OH）3的结合起的一种物质，其中铁既显+2价也显+3价，根据化合价规则和原子守恒，Fe3（OH）8写成氧化物形式为：FeO•Fe2O3•4H2O，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中的反应要继续进行，Fe （OH）2•nH2O受热分解生成氢氧化亚铁和水，答案为：打开，发生，Fe（OH）2•nH2OFe（OH）2+nH2O。

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