Question

由于氫氧化亞鐵在空氣中能迅速被氧氣氧化成氫氧化鐵，因此要觀察到氫氧化亞鐵的顏色往往較為困難．某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)經(jīng)過(guò)討論后，設(shè)計(jì)出了三套能較長(zhǎng)時(shí)間觀察Fe（OH）₂沉淀顏色的裝置，如圖．

1．根據(jù)裝置①，要想達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，�?yīng)先擠膠頭滴管

 

（填“A”或“B”）
2．利用裝置②，所用試劑為NaOH溶液、鐵屑、稀硫酸，
（1）試管A中加入的試劑是

 

試管B中加入的試劑是

 

（2）為了制得Fe（OH）₂白色沉淀，現(xiàn)準(zhǔn)備進(jìn)行如下操作：先向試管A和B中加入試劑，然后

 

（“打開”或“關(guān)閉”）止水夾，塞緊塞子，接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)步驟是

 

3．裝置③時(shí)利用電解原理來(lái)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />（1）電極材料是鐵棒（Fe）和碳棒（C），A極應(yīng)為

 

（填材料的元素符號(hào)）
（2）電解質(zhì)溶液可選用

 

（填選項(xiàng)序號(hào)）
A．NaCl溶液   B．CuSO₄溶液     C．Na₂SO₄溶液      D．NaOH溶液
（3）該實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備選用一種有機(jī)物來(lái)起到隔絕空氣的作用，該有機(jī)物可以是

 

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Answer 1

分析：1．由于氫氧化亞鐵在空氣中能迅速被氧氣氧化成氫氧化鐵，所以應(yīng)先擠膠頭滴管A，反應(yīng)生成氫氣排掉反應(yīng)裝置中的空氣；
2．（1）A裝置內(nèi)鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，此時(shí)打開止水夾，氫氣進(jìn)入B裝置，排除裝置內(nèi)的空氣，然后關(guān)閉止水夾，A內(nèi)壓強(qiáng)增大，將生成的硫酸亞鐵壓入B內(nèi)與氫氧化鈉反應(yīng)生成白色的氫氧化亞鐵沉淀；
（2）Fe（OH）₂遇到氧氣會(huì)被氧氣氧化成Fe（OH）₃，所以在制取氫氧化亞鐵時(shí)，要隔絕氧氣．打開止水夾時(shí)，裝置A中產(chǎn)生的氫氣通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)入裝置B中，當(dāng)裝置B中的空氣全部排出時(shí)收集到的氫氣為純凈的氫氣，此時(shí)裝置B中不含氧氣對(duì)反應(yīng)生成的氫氧化亞鐵不再產(chǎn)生影響，據(jù)此分析解答；
3．（1）連接原電池正極的電極為電解池的陽(yáng)極，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)；
（2）根據(jù)電解的原理和實(shí)驗(yàn)的目的，選擇的電解質(zhì)電離出的離子不能在溶液中到電子，在碳極析出；
（3）Fe（OH）₂遇到氧氣會(huì)被氧氣氧化成Fe（OH）₃，需選用一種有機(jī)物來(lái)起到隔絕空氣的作用，該有機(jī)物的密度需比水小，且與水不反應(yīng)不互溶．

解答：解：1．氫氧化亞鐵不能與氧氣接觸，裝置中含有空氣，所以須先滴硫酸，鐵和稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+H₂S0₄=FeS0₄+H₂↑，生成氫氣排掉反應(yīng)裝置中的空氣，從而達(dá)到防止被氧化的目的，
故答案為：A； 
2．（1）若要在該裝置中得到Fe（OH）₂白色絮狀沉淀，先打開止水夾，A裝置內(nèi)鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，把導(dǎo)管中的空氣排入B中，并且通過(guò)出氣口排出，使氫氧化亞鐵不能與氧氣充分接觸，從而達(dá)到防止被氧化的目的，關(guān)閉止水夾，A內(nèi)壓強(qiáng)增大，將反應(yīng)生成的硫酸亞鐵能夠進(jìn)入氫氧化鈉溶液中，并且能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成硫酸鈉和氫氧化亞鐵，同時(shí)通過(guò)出氣口排出，所以試管A中加入的試劑是稀H₂SO₄、Fe屑，試管B中加入的試劑是NaOH溶液，
故答案為：稀H₂SO₄、Fe屑；NaOH溶液；
（2）此題涉及氣體生成與檢驗(yàn)，所以要檢查裝置的氣密性，檢查完畢在裝置中加入試劑并塞上塞子，打開止水夾，A中生成氫氣進(jìn)入裝置B，要檢驗(yàn)裝置B中空氣是否排盡，要在裝置ⅡB管口檢驗(yàn)氣體的純度，待氣體純凈，關(guān)閉止水夾，A中氣壓增大，使A中的藥品進(jìn)入B中，與B中的藥品反應(yīng)得到氫氧化亞鐵，
故答案為：打開；檢驗(yàn)試管B出口處排出的H₂的純度，當(dāng)排出的H₂已經(jīng)純凈時(shí)再夾緊止水夾；
3．（1）利用電解法制取氫氧化亞鐵，電極材料是鐵棒（Fe）和碳棒（C），需將單質(zhì)鐵變成+2價(jià)的鐵發(fā)生氧化反應(yīng)，電解池的陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，所以A接鐵棒，
故答案為：C；
（2）利用電解法制取氫氧化亞鐵，陽(yáng)極鐵電極失去電子，陰極水中的氫得到電子生成氫氣，同時(shí)生成氫氧根離子，氫氧根離子和二價(jià)鐵離子反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，若選用硫酸銅為電解質(zhì)，溶液中銅離子得電子，在碳棒上析出，得不到氫氧化亞鐵，
故答案為：ACD； 
（3）苯和煤油密度都比水小，且與水不反應(yīng)不互溶，浮在溶液的上方，能起到隔絕空氣的作用，防止Fe（OH）₂被氧氣氧化，
故答案為：苯或煤油等．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了鐵及其化合物性質(zhì)的分析判斷，電解原理的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)方案的判斷，掌握鐵的氫氧化物的性質(zhì)以及注意實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的現(xiàn)象分析應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．