Question

5．某研究性学习小组在研究用Fe²⁺制备Fe（OH）₂的过程中，设计了如下实验装置：
 
（1）以上各装置中能较长时间观察到Fe（OH）₂白色沉淀的是②③（填序号）
（2）某同学对上图③装置进行改进并实验：

当A容器中的反应开始后，分别进行下列操作，请回答有关问题：
①若先关闭弹簧夹D，打开弹簧夹C，A容器中反应进行一会儿后，再关闭弹簧夹C，打开弹簧夹D，B容器中会观察到什么现象：开始时容器B中的导管口有气泡冒出，弹簧夹关闭后容器A中溶液进入容器B，有白色沉淀生成．
②若先关闭弹簧夹C，打开弹簧夹D，B容器中会观察到什么现象：有白色沉淀生成，沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色，
写出B容器中有关反应的化学方程式2NaOH+FeSO₄═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．

Answer 1

分析 （1）氢氧化亚铁能够与空气中氧气发生反应4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，要较长时间保存Fe（OH）₂沉淀，只要满足在制取过程中尽可能减少和空气接触即可，据此对各选项进行判断；
（2）①打开C后铁与硫酸反应生成氢气，关闭C后A中压强增大，硫酸亚铁溶液进入B，反应生成氢氧化亚铁白色沉淀；
②若弹簧夹C关闭一会儿，容器A中的反应还在进行时，B容器中仍有氧气，利用A产生的氢气产生的压强将硫酸亚铁压入锥形瓶B中，在锥形瓶B中生成氢氧化亚铁，则B中应该盛放氢氧化钠溶液，生成的氢氧化亚铁，B容器中仍有氧气，生成的氢氧化亚铁被空气氧化生成氢氧化铁．

解答 解：（1）根据题中信息可知要较长时间保存Fe（OH）₂沉淀，必须在制取过程中尽可能减少和空气接触，②中盛有氢氧化钠溶液的滴管伸入放有还原性铁粉的硫酸亚铁溶液中，可以避免试管中部分氧气对氢氧化亚铁的氧化，则能减少与氧气接触；③Fe和稀硫酸生成氢气能排出装置中的氧气，所以也能减少与氧气接触，只有①生成的氢氧化亚铁能够与空气中氧气发生反应：4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，导致不能长时间观察到氢氧化亚铁，
故答案为：②③；
（2）①若先打开C，H₂进入B，驱出B中O₂，再关闭C，A中Fe²⁺进入B，只能生成Fe（OH）₂，故答案为：开始时容器B中的导管口有气泡冒出，弹簧夹关闭后容器A中溶液进入容器B，有白色沉淀生成；
②若开始关闭C，A中反应生成H₂，压强增大，A中溶液由导管进入B，B中Fe²⁺与OH^-反应生成Fe（OH）₂白色沉淀，Fe（OH）₂与B中O₂反应生成红褐色沉淀Fe（OH）₃，反应的化学方程式为：2NaOH+FeSO₄═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃，
故答案为：有白色沉淀生成，沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色；2NaOH+FeSO₄═Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．

点评 本题考查铁的相关知识和铁的化合物之间的转化，除杂、检验等内容，注意方程式的书写，难度不大．