Question

某研究性學(xué)習(xí)小組在研究由Fe²⁺制備Fe(OH)₂的過(guò)程中，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

方法一：按照?qǐng)D1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，容器A中的反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，彈簧夾C處于打開(kāi)狀態(tài)，一段時(shí)間后，關(guān)閉彈簧夾C，容器A中的反應(yīng)仍在進(jìn)行。最終在___________容器中觀察到白色沉淀，該實(shí)驗(yàn)中涉及的化學(xué)方程式有：_____________________________________________。

方法二：按圖2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終在兩極間的溶液中首先觀察到白色沉淀。請(qǐng)從所提供的試劑或電極材料中選擇正確的序號(hào)填在橫線上：

①純水  ②NaCl溶液  ③NaOH溶液  ④四氯化碳  ⑤CuCl₂溶液  ⑥乙醇  ⑦鐵棒  ⑧植物油  ⑨碳棒

a___________，b___________，c___________，d___________。(填序號(hào))

探究思考：實(shí)驗(yàn)表明上述實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)白色的沉淀會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色或綠色，那么如何解釋出現(xiàn)灰綠色或綠色的現(xiàn)象呢？

(1)甲同學(xué)查閱資料后，得到Fe(OH)₂如下信息：

資料名稱	物理性質(zhì)描述	化學(xué)性質(zhì)描述
《化學(xué)辭典》，顧翼東編，1989年版P637	白色無(wú)定形粉末或白色至淡綠色六方晶體	與空氣接觸易被氧化，將細(xì)粉噴于空氣中，則立即燃燒出火花
《大學(xué)普通化學(xué)》(下冊(cè))傅鷹著P637	白色沉淀	此沉淀易被氧化成微綠色Fe3(OH)8
《普通化學(xué)教程》(下冊(cè))P788	白色	能強(qiáng)烈吸收O2，迅速變成棕色Fe(OH)3。這時(shí)作為氧化的中間產(chǎn)物為土綠色，其中含有Fe2+、Fe3+

閱讀該資料后，你對(duì)上述實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)灰綠色或綠色的現(xiàn)象的解釋是：______________________________；資料中提及的微綠色Fe₃(OH)₈，用氧化物的形式表示可寫成______________________________。

(2)乙同學(xué)依據(jù)配色原理：白色和棕色不可能調(diào)配綠色或灰綠色的常識(shí)，認(rèn)為綠色可能是形成Fe(OH)₂·nH₂O所致。用熱水浴的方式加熱“方法一”中生成的綠色沉淀，觀察到沉淀由綠變白的趨勢(shì)。

加熱時(shí)，“方法一”中彈簧夾C應(yīng)處于_____________(填“打開(kāi)”或“關(guān)閉”)狀態(tài)，容器A中的反應(yīng)須處于_____________(填“停止”或“發(fā)生”)狀態(tài)。寫出該實(shí)驗(yàn)中支持乙同學(xué)觀點(diǎn)的化學(xué)方程式_________________________________________。

(3)歡迎你參加該研究小組的討論，請(qǐng)?zhí)岢鲆环N在研究由Fe²⁺制備Fe(OH)₂的過(guò)程中，有助于對(duì)沉淀由“白”變“綠”的現(xiàn)象進(jìn)行合理解釋。你設(shè)計(jì)的方案為：_____________________。

Answer 1

【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】方法一：

B  Fe+H₂SO₄====FeSO₄+H₂↑、FeSO₄+2NaOH====Fe(OH)₂↓+Na₂SO₄、

H₂SO₄+2NaOH====Na₂SO₄+2H₂O

方法二：⑦  ⑨或⑦（寫1個(gè)即可）  ⑧  ②

【探究思考】（1）由于Fe(OH)₂部分被氧化，混入少量的Fe(OH)₃  FeO·Fe₂O₃·4H₂O

（2）打開(kāi)  發(fā)生  Fe(OH)₂·nH₂OFe(OH)₂+nH₂O

（3）向Fe²⁺和Fe³⁺的混合液中加入NaOH溶液后，觀察生成的沉淀的顏色是否為灰綠色（合理答案均給分）

解析：本題是一探究性實(shí)驗(yàn)題，方法一是用生成的氣體排出B中的空氣，關(guān)閉C后，利用生成氫氣的壓強(qiáng)把FeSO₄壓入B中生成Fe(OH)₂沉淀。方法二由電解原理解答。探究思考從材料中找答， 化學(xué)性質(zhì)描述生成Fe(OH)₃而變綠，分子式改寫遵守化合價(jià)及原子個(gè)數(shù)守恒，加熱B必打開(kāi)C，不然B中溶液流入A中。(3)的設(shè)計(jì)很靈活，在Fe²⁺和Fe³⁺的溶液中加堿液有綠色沉淀生成即可證明。