Question

白色的Fe（OH）₂沉淀在空气中极易被氧化．利用如图装置可以制得白色的Fe（OH）₂沉淀，并能在较长时间内保持白色．实验中可选用的试剂有：NaOH溶液、铁屑、稀H₂SO₄．
（1）Fe（OH）₂在空气中被氧化的化学方程式是

 

，实验现象是

 

．
（2）在试管Ⅰ里加入的试剂是

 

；在试管Ⅱ里加入的试剂是

 

．
（3）在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂后的实验操作依次是

 

（选填序号）．
①检验A口排出气体的纯度
②夹紧止水夹
③打开止水夹
（4）这样生成的Fe（OH）₂沉淀能较长时间保持白色，其理由是

 

．

Answer 1

考点：制取氢氧化铁、氢氧化亚铁

专题：实验题

分析：（1）氢氧化亚铁在空气与氧气、水反应生成氢氧化铁，据此写出反应的化学方程式；氢氧化亚铁不稳定，易被氧气氧化生成红褐色氢氧化铁沉淀；
（2）根据铁屑与稀H₂SO₄反应生成硫酸亚铁溶液，硫酸亚铁溶液再与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀，进行分析解答；
（3）用氢气作保护气的方法来保证新制的氢氧化亚铁不被氧化，先打开止水夹，反应一段时间后检验A口排出气体的纯度，氢气纯时，说明空气排尽，关闭止水夹，据此分析解答；
（4）Fe（OH）₂遇到氧气会被氧气氧化成Fe（OH）₃，所以在制取氢氧化亚铁时，要隔绝氧气，试管Ⅰ中反应生成的氢气，充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入，所以不容易被氧化．

解答：解：（1）氢氧化亚铁不稳定，在空气中容易被氧化成氢氧化铁，反应的化学方程式为4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，现象是白色沉淀变为灰绿色，最后变为红褐色，
故答案为：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；有白色沉淀生成，沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色；
（2）铁屑与稀H₂SO₄反应生成硫酸亚铁溶液，硫酸亚铁溶液再与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀，故在试管Ⅰ里加入的试剂是铁屑与稀H₂SO₄，在试管Ⅱ里加入的试剂是氢氧化钠溶液，
故答案为：铁屑和稀硫酸；氢氧化钠溶液；
（3）打开止水夹，Fe与H₂SO₄反应生成H₂充满整个装置，反应一段时间后检验A口排出气体的纯度，氢气纯时，说明空气排尽，关闭止水夹，左侧试管内气压升高，反应生成的Fe²⁺沿导管进入右侧试管与NaOH反应生成白色沉淀Fe（OH）₂．若过早关闭止水夹，使左侧试管中的硫酸压入右侧试管中，将NaOH中和，则得不到Fe（OH）₂溶液，所以在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂后的实验操作依次是③①②，
故答案为：③①②；
（4）这样生成的Fe（OH）₂沉淀能较长时间保持白色，原因是试管Ⅰ中反应生成的氢气，充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入，所以不容易被氧化，
故答案为：试管Ⅰ中反应生成的氢气，充满了整个实验装置，外界空气不易进入．

点评：本题考查物质的制备，透彻理解教材上的实验原理，掌握方案设计的基本思路和方法是解答的关键，注意Fe（OH）₂很容易被空气中的氧气氧化，这是Fe（OH）₂的重要性质，题目难度中等．