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

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  ⑦铁棒  ⑧植物油  ⑨碳棒

a___________,b___________,c___________,d___________。(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_________________________________________。

(3)欢迎你参加该研究小组的讨论,请提出一种在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中,有助于对沉淀由“白”变“绿”的现象进行合理解释。你设计的方案为:_____________________。

答案

【实验设计】方法一:

B  Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑、FeSO4+2NaOH====Fe(OH)2↓+Na2SO4

H2SO4+2NaOH====Na2SO4+2H2O

方法二:⑦  ⑨或⑦(写1个即可)  ⑧  ②

【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

(3)向Fe2+和Fe3+的混合液中加入NaOH溶液后,观察生成的沉淀的颜色是否为灰绿色(合理答案均给分)

解析:本题是一探究性实验题,方法一是用生成的气体排出B中的空气,关闭C后,利用生成氢气的压强把FeSO4压入B中生成Fe(OH)2沉淀。方法二由电解原理解答。探究思考从材料中找答, 化学性质描述生成Fe(OH)3而变绿,分子式改写遵守化合价及原子个数守恒,加热B必打开C,不然B中溶液流入A中。(3)的设计很灵活,在Fe2+和Fe3+的溶液中加碱液有绿色沉淀生成即可证明。

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