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【题目】某化学实验小组拟探究改进Fe(OH)2的制取方法。

方案1

①实验药品:FeS固体、稀硫酸溶液、NaHCO3溶液;

②实验装置如图1

方案2

①取一只试管,向其中加入一粒NaOH固体,再加入约2mL新制的FeSO4溶液;

②将试管置于酒精灯火焰上,对着有NaOH颗粒的部位小心加热(不能使液体剧烈沸腾)。使沉淀自下至上慢慢增多,观察下部沉淀颜色。

方案3

①先在试管中滴入2~3 mL液体石蜡;

②用胶头滴管小心往试管底部注入4~5 mL新制的FeSO4溶液;

③再往试管中投入1粒绿豆大小的金属钠,观察反应现象。

回答下列问题:

(1)“方案1”中,后加入试管中的液体是______NaOH溶液的作用是_______

(2)“方案2”中,对着有NaOH颗粒的部位小心加热的目的是________

(3)“方案2”的沉淀中,上层沉淀的颜色是________,下层沉淀的颜色是________,发生此现象的原因是________

(4)“方案3”中反应的化学反应方程式为________

(5)“方案3”的实验过程中间断性的出现白色沉淀,其原因是_________

【答案】NaHCO3溶液 吸收H2S气体,防止污染空气 加热可破坏NaOH固体表面Fe(OH)2沉淀的包裹,使反应继续进行 灰绿色 白色 上层沉淀吸收水中溶解的O2转化为灰绿色的胶状物,达到保护下层白色Fe(OH)2沉淀的目的 2Na+2H2O+FeSO4=Fe(OH)2↓+Na2SO4+H2 金属钠在液体石蜡中慢慢下沉,一旦与FeSO4溶液接触,就放出大量气泡,随后迅速上浮,脱离溶液进入石蜡层,导致钠与硫酸亚铁溶液间断性接触

【解析】

(1)根据FeS与硫酸反应产生Fe2+,然后向溶液中加入NaHCO3溶液,发生复分解反应产生Fe(OH)2沉淀和CO2气体;NaOH是碱,能够与酸性气体发生反应。

(2)(3)FeSO4NaOH发生复分解反应产生Fe(OH)2沉淀,固体导热性差,升高温度可破坏保护层;Fe(OH)2容易被O2氧化产生Fe(OH)3;根据物质成分分析、判断实验现象;

(4)(5)液体石蜡可以隔绝空气,Na与溶液中的水反应产生NaOHNaOHFeSO4反应产生Fe(OH)2白色沉淀。

(1)FeS放入试管中,通过分液漏斗向其中加入过量稀硫酸发生反应:FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑,待溶液中固体几乎反应完全时,向其中加入NaHCO3溶液,与过量硫酸反应:2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2H2O+2CO2,过量的NaHCO3溶液与溶液中Fe2+反应产生Fe(OH)2沉淀和CO2气体,CO2气体可以防止空气中的O2进入到反应装置,可以较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀;NaOH溶液的作用是吸收H2S气体,防止污染空气;

(2) “方案2”中,对着有NaOH颗粒的部位小心加热的目的是可破坏NaOH固体表面Fe(OH)2沉淀的包裹,使反应继续进行;

(3)加热时NaOH固体上升,与溶液中的FeSO4溶液发生反应:FeSO4+2NaOH=Na2SO4+Fe(OH)2,由于上层液体中含有溶解在其中的O2,又会发生反应:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,因此会看到上层沉淀由白色变为灰绿色,下层沉淀为白色;发生此现象的原因是上层沉淀吸收水中溶解的O2转化为灰绿色的胶状物,达到保护下层白色Fe(OH)2沉淀的目的;

(4) “方案3”Na与溶液中的H2O反应产生NaOHH2NaOH与溶液中的溶质FeSO4发生复分解反应产生Fe(OH)2白色沉淀和Na2SO4,反应的总化学反应方程式为2Na+2H2O+FeSO4=Fe(OH)2↓+Na2SO4+H2

(5) “方案3”的实验过程中间断性的出现白色沉淀,其原因是金属钠在液体石蜡中慢慢下沉,一旦与FeSO4溶液接触,就放出大量气泡,随后迅速上浮,脱离溶液进入石蜡层,导致钠与硫酸亚铁溶液间断性接触。

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(2)国标中采用如图所示装置测定Na2S样品溶液中Na2CO3的百分含量(实验前,吸收管1、吸收管2、参比管中均装入组成相同的乙醇、丙酮混合溶液,该溶液吸收CO2后,颜色发生改变)

(步骤一)标定KOH标准溶液

准确称取w g邻苯二甲酸氢钾(KC8H5O4摩尔质量为M g/mol)置于锥形瓶中,加入适量蒸馏水、2滴指示剂,用待标定的KOH溶液滴定至终点,消耗v mL KOH溶液。

①标定过程中应该选用的指示剂名称是______,理由是__________

(已知邻苯二甲酸的电离平衡常数为Ka1=1.1×10-3Ka2=4.0×10-6)

KOH溶液的准确浓度为_____mol/L(用含Mvw的代数式表示)

(步骤二)往三颈烧瓶中先后加入100mL 样品溶液、15 ml过氧化氢溶液(足量),连接好装置,加热并打开抽气装置;

(步骤三)上述反应完成后,从滴液漏斗中慢慢加入足量稀硫酸溶液,充分反应;

(步骤四)用装置6中的KOH标准溶液滴定吸收管1中的溶液至与参比管中溶液相同的颜色,3 min内不变色为终点。

③过氧化氢的作用是______;碱石棉的作用是__________

④如果抽气速度过快,可能导致测定结果_________(偏高偏低无影响”)

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选项

实验操作

现象

结论

A

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B

25mL沸水中滴加56FeCl3饱和溶液,继续煮沸

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C

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生成蓝色沉淀

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D

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