Question

由于氢氧化亚铁在空气中能迅速被氧气氧化成氢氧化铁，因此要观察到氢氧化亚铁的颜色往往较为困难．某研究性学习小组的同学经过讨论后，设计出了三套能较长时间观察Fe（OH）₂沉淀颜色的装置，如图．

1．根据装置①，要想达到实验目的，应先挤胶头滴管

 

（填“A”或“B”）
2．利用装置②，所用试剂为NaOH溶液、铁屑、稀硫酸，
（1）试管A中加入的试剂是

 

试管B中加入的试剂是

 

（2）为了制得Fe（OH）₂白色沉淀，现准备进行如下操作：先向试管A和B中加入试剂，然后

 

（“打开”或“关闭”）止水夹，塞紧塞子，接下来的实验步骤是

 

3．装置③时利用电解原理来达到实验目的．
（1）电极材料是铁棒（Fe）和碳棒（C），A极应为

 

（填材料的元素符号）
（2）电解质溶液可选用

 

（填选项序号）
A．NaCl溶液   B．CuSO₄溶液     C．Na₂SO₄溶液      D．NaOH溶液
（3）该实验准备选用一种有机物来起到隔绝空气的作用，该有机物可以是

 

．

Answer 1

分析：1．由于氢氧化亚铁在空气中能迅速被氧气氧化成氢氧化铁，所以应先挤胶头滴管A，反应生成氢气排掉反应装置中的空气；
2．（1）A装置内铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，此时打开止水夹，氢气进入B装置，排除装置内的空气，然后关闭止水夹，A内压强增大，将生成的硫酸亚铁压入B内与氢氧化钠反应生成白色的氢氧化亚铁沉淀；
（2）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．打开止水夹时，装置A中产生的氢气通过导管进入装置B中，当装置B中的空气全部排出时收集到的氢气为纯净的氢气，此时装置B中不含氧气对反应生成的氢氧化亚铁不再产生影响，据此分析解答；
3．（1）连接原电池正极的电极为电解池的阳极，阳极发生氧化反应；
（2）根据电解的原理和实验的目的，选择的电解质电离出的离子不能在溶液中到电子，在碳极析出；
（3）Fe（OH）₂遇到氧气会被氧气氧化成Fe（OH）₃，需选用一种有机物来起到隔绝空气的作用，该有机物的密度需比水小，且与水不反应不互溶．

解答：解：1．氢氧化亚铁不能与氧气接触，装置中含有空气，所以须先滴硫酸，铁和稀硫酸反应的化学方程式为：Fe+H₂S0₄=FeS0₄+H₂↑，生成氢气排掉反应装置中的空气，从而达到防止被氧化的目的，
故答案为：A； 
2．（1）若要在该装置中得到Fe（OH）₂白色絮状沉淀，先打开止水夹，A装置内铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，把导管中的空气排入B中，并且通过出气口排出，使氢氧化亚铁不能与氧气充分接触，从而达到防止被氧化的目的，关闭止水夹，A内压强增大，将反应生成的硫酸亚铁能够进入氢氧化钠溶液中，并且能够发生化学反应生成硫酸钠和氢氧化亚铁，同时通过出气口排出，所以试管A中加入的试剂是稀H₂SO₄、Fe屑，试管B中加入的试剂是NaOH溶液，
故答案为：稀H₂SO₄、Fe屑；NaOH溶液；
（2）此题涉及气体生成与检验，所以要检查装置的气密性，检查完毕在装置中加入试剂并塞上塞子，打开止水夹，A中生成氢气进入装置B，要检验装置B中空气是否排尽，要在装置ⅡB管口检验气体的纯度，待气体纯净，关闭止水夹，A中气压增大，使A中的药品进入B中，与B中的药品反应得到氢氧化亚铁，
故答案为：打开；检验试管B出口处排出的H₂的纯度，当排出的H₂已经纯净时再夹紧止水夹；
3．（1）利用电解法制取氢氧化亚铁，电极材料是铁棒（Fe）和碳棒（C），需将单质铁变成+2价的铁发生氧化反应，电解池的阳极发生氧化反应，所以A接铁棒，
故答案为：C；
（2）利用电解法制取氢氧化亚铁，阳极铁电极失去电子，阴极水中的氢得到电子生成氢气，同时生成氢氧根离子，氢氧根离子和二价铁离子反应生成氢氧化亚铁，若选用硫酸铜为电解质，溶液中铜离子得电子，在碳棒上析出，得不到氢氧化亚铁，
故答案为：ACD； 
（3）苯和煤油密度都比水小，且与水不反应不互溶，浮在溶液的上方，能起到隔绝空气的作用，防止Fe（OH）₂被氧气氧化，
故答案为：苯或煤油等．

点评：本题考查了铁及其化合物性质的分析判断，电解原理的应用实验方案的判断，掌握铁的氢氧化物的性质以及注意实验过程中的现象分析应用是解题关键，题目难度中等．