Question

某同学创新设计制备氢氧化亚铁的实验方案：
（一）查阅资料
资料1：乙醇不与氢氧化钠或硫酸亚铁反应；乙醇与水互溶，氢氧化钠能溶于乙醇；硫酸亚铁在乙醇中的溶解度比在水中的溶解度小．氮气不能与铜反应．
资料2：几种含铁物质的颜色

化学式	Fe	FeO	Fe2O3	Fe3O4	Fe（OH）2	Fe（OH）3
颜色	银白色	黑色	红色	黑色	白色	红褐色

（二）实验步骤及现象
①取少量的新制硫酸亚铁晶体于大试管中，向其中加入5mL热蒸馏水，使之充分溶解，然后向其中慢慢加入10mL无水乙醇，这时会发现溶液中有小气泡逸出，静置，直到无小气泡冒出为止．
②另取一支试管，向其中加入半药匙固体氢氧化钠，然后向其中加入5mL无水乙醇，充分溶解后静置．
③用长胶头滴管吸取新配制的氢氧化钠的乙醇溶液，伸入硫酸亚铁溶液中，慢慢地挤压橡胶头，连续吸取几次，使之充分反应，静置片刻，这时在试管底会有大量的白色凝乳状溶胶沉降．
④小心地倒去上层溶液，再向试管中加入3mL无水乙醇洗涤，连续洗涤两三次，这时白色的凝乳状溶胶会变成白色固体，然后倒在滤纸上使乙醇充分挥发，便得到白色固体粉末．
（1）为避免硫酸亚铁在溶于水的过程中被氧化，通常可以向溶液中加入

 

．向硫酸亚铁溶液中慢慢加入无水乙醇时，产生气泡的原因是

 

．某同学制备无水乙醇的方法是向无水乙醇（含乙醇的质量分数为99.5%以上）中加入一定量的氯化钙，然后蒸馏得到无水乙醇，你认为此方法能否得到无水乙醇？

 

（填“能”或“否”）．
（2）预测上述白色固体的成分可能是

 

，保持白色的主要原因是

 

．
（3）写出生成白色沉淀的化学方程式：

 

．
（三）探究产物成分
Ⅰ利用如图所示装置检验白色粉末的性质：

先通入氮气排尽装置内的空气后，继续通入氮气，然后加热硬质试管，观察到无水硫酸铜逐渐变成蓝色；硬质试管里的白色固体粉末逐渐变成黑色；铜网没有明显的颜色变化．当白色固体粉末全部变成黑色粉末时，停止加热，继续通入氮气至硬质试管冷却．
Ⅱ．待冷却后，取适量黑色粉末溶于少量的稀盐酸中，黑色粉末溶解，溶液呈浅绿色，不产生气泡．
Ⅲ．取Ⅱ中的溶液于试管中，滴加酸性高锰酸钾溶液，溶液的紫色褪去．
（4）实验1中，氮气的作用是

 

，铜网的作用是

 

．
（5）证明白色固体粉末中含有+2价铁的实验现象为

 

：写出符合要求的方程式：

 

．
属于分解反应的化学方程式：

 

；属于氧化还原反应的离子方程式：

 

（6）某同学在上述实验的基础上，增加了一个实验确认白色固体中不含+3价铁，设计的实验可能是

 

．

Answer 1

分析：（二）（1）氢氧化亚铁的制备一定要隔绝空气，氢氧化亚铁易被氧气氧化为氢氧化铁，要制取无水酒精，需要在95%的酒精中再加入干燥剂（如无水氯化钙），脱水后可制得99%以上的无水酒精；
（2）氢氧化亚铁是一种白色的固体，被氧化后成为红褐色的氢氧化铁；
（3）硫酸亚铁可以和氢氧化钠发生复分解反应得到氢氧化亚铁白色沉淀；
（三）（4）根据实验装置和实验目的来确定氮气以及铜网的作用；
（5）亚铁离子可以和氢氧根离子反应生成白色沉淀氢氧化亚铁，氢氧化亚铁易被氧化为氢氧化铁，根据化学反应的特征来确定所属的反应类型；
（6）根据三价铁离子可以和硫氰化钾反应生成血红色溶液来回答．

解答：解：（二）（1）氢氧化亚铁的制备一定要隔绝空气，因为氢氧化亚铁易被氧气氧化为氢氧化铁，硫酸亚铁溶液中慢慢加入无水乙醇可以防止亚铁离子被氧化，要制取无水酒精，需要在95%的酒精中再加入干燥剂（如无水氯化钙），脱水后可制得99%以上的无水酒精，故答案为：无水乙醇；溶液中溶解有一定量的空气；能；
（2）硫酸亚铁和氢氧化钠发生反应生成的氢氧化亚铁是一种白色的固体，可以被氧化后成为红褐色的氢氧化铁，加入乙醇可以防止被氧化，
故答案为：氢氧化亚铁；隔绝了空气防止将其氧化；
（3）硫酸亚铁可以和氢氧化钠发生复分解反应得到氢氧化亚铁白色沉淀，即FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄；故答案为：FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄；
（三）（4）根据实验装置和实验目，结合题目信息内容，确定氮气的作用是排除装置中的空气，放一个铜网可以防止生成的固体将导管堵塞，
故答案为：排尽装置内的空气；防止生成的固体将试管堵塞；
（5）亚铁离子可以和氢氧根离子反应生成白色沉淀氢氧化亚铁，氢氧化亚铁易被氧化为氢氧化铁，检验亚铁离子的方法是：取固体物质溶于水，向其中加入氢氧化钠溶液，如果出现白色沉淀，然后变为灰绿色，最终变为红褐色，证明含有亚铁离子，发生的反应为：FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，前者属于复分解反应，后者是氧化还原反应，
故答案为：取固体物质溶于水，向其中加入氢氧化钠溶液，如果出现白色沉淀，然后变为灰绿色，最终变为红褐色，证明含有亚铁离子；FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（6）三价铁离子可以和硫氰化钾反应生成血红色溶液，故答案为：向白色固体制成的溶液中加入KSCN溶液，不变红色．

点评：本题是一道关于氢氧化亚铁的制备知识的综合实验考查题，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度大．