Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組學(xué)習(xí)了亞鐵鹽的性質(zhì)后，欲探究FeSO4溶液分別與Na2CO3溶液、NaHCO3溶液的反應(yīng)。已知：Fe(OH)2和FeCO3均為白色沉淀，不存在Fe(HCO3)2。實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象記錄如下：

實(shí)驗(yàn)	試劑			操作及現(xiàn)象
	試管(I)		試管(II)
(試管容積為50 mL)	實(shí)驗(yàn)a	1.0 mol·L－1 FeSO4溶液 24 mL	1.0 mol·L－1 Na2CO3溶液24mL	傾倒完后，迅速用膠塞塞緊試管I的口部，反復(fù)上下顛倒搖勻，使反應(yīng)物充分混合 反應(yīng)過(guò)程中無(wú)氣泡產(chǎn)生，生成白色絮狀沉淀 放置1.5～2 h后，白色絮狀沉淀轉(zhuǎn)化為白色顆粒狀沉淀
	實(shí)驗(yàn)b	1.0 mol·L－1 FeSO4溶液 10 mL	1.0 mol·L－1 NaHCO3溶液 20 mL	傾倒完后，迅速產(chǎn)生白色顆粒狀沉淀和大量氣泡。振蕩，經(jīng)2～4 min后液面上方試管內(nèi)壁粘附的白色顆粒狀沉淀物變成紅褐色

(1)甲同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)a中白色顆粒狀沉淀是FeCO3，寫出該反應(yīng)的離子方程式：________；他為了證實(shí)自己的觀點(diǎn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：取少量白色顆粒狀沉淀，加入________，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生大量氣泡。

(2)乙同學(xué)推測(cè)實(shí)驗(yàn)a的白色顆粒狀沉淀中還可能含有Fe(OH)2，他將實(shí)驗(yàn)a中兩種溶液體積均改成15 mL后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了他的推測(cè)。能證明Fe(OH)2存在的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_________。

(3)實(shí)驗(yàn)b中白色顆粒狀沉淀主要成分也為FeCO3，寫出生成FeCO3的離子方程式：________。

(4)實(shí)驗(yàn)b中液面上方試管內(nèi)壁粘附的白色顆粒狀沉淀物變成紅褐色，主要原因是潮濕的FeCO3被氧氣氧化，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________。

(5)乙同學(xué)反思，實(shí)驗(yàn)a中含有Fe(OH)2，實(shí)驗(yàn)b中幾乎不含有Fe(OH)2，對(duì)比分析出現(xiàn)差異的原因是_________。

Answer 1

【答案】Fe2+ + CO32－ ＝ FeCO3↓ 稀硫酸(或稀鹽酸等，合理答案均可得分) 沉淀顏色由白色變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色 Fe2+ + 2HCO3－ ＝ FeCO3↓+ CO2↑+ H2O 4FeCO3 + O2 + 6H2O ＝ 4Fe(OH)3 + 4CO2 混合以后，雖然實(shí)驗(yàn)b中c(NaHCO3)比實(shí)驗(yàn)a中c(Na2CO3)大，但Na2CO3溶液的堿性(或水解程度)比NaHCO3溶液的強(qiáng)

【解析】

解答本題主要抓住Fe(OH)2和FeCO3的區(qū)別進(jìn)行分析，FeCO3能與酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體；能被空氣中的氧氣氧化為紅褐色的氫氧化鐵，據(jù)此分析解答。

(1)實(shí)驗(yàn)a中FeSO4與Na2CO3溶液混合若生成的沉淀是FeCO3，則發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：Fe2+ + CO32－ ＝ FeCO3↓；FeCO3溶于硫酸或鹽酸產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，而氫氧化亞鐵與硫酸或鹽酸反應(yīng)不會(huì)產(chǎn)生氣體，則可用稀硫酸或鹽酸來(lái)鑒別碳酸亞鐵和氫氧化亞鐵沉淀，

故答案為：Fe2+ + CO32－ ＝ FeCO3↓；稀硫酸(或稀鹽酸)；

(2)若沉淀中有Fe(OH)2，放置在空氣中會(huì)被氧化而呈現(xiàn)白色沉淀迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色的現(xiàn)象，

故答案為：沉淀顏色由白色變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色；

(3)實(shí)驗(yàn)b中的反應(yīng)物為硫酸亞鐵和碳酸氫鈉，兩者反應(yīng)除了生成碳酸亞鐵沉淀，還有二氧化碳?xì)怏w和水生成，反應(yīng)的離子方程式為：Fe2+ + 2HCO3－ ＝ FeCO3↓+ CO2↑+ H2O，

故答案為：Fe2+ + 2HCO3－ ＝ FeCO3↓+ CO2↑+ H2O；

(4) FeCO3被氧氣氧化生成紅褐色的氫氧化鐵，反應(yīng)中氧氣為氧化劑，碳酸亞鐵為還原劑，由氧化還原反應(yīng)規(guī)律可得反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4FeCO3 + O2 + 6H2O ＝ 4Fe(OH)3 + 4CO2，

故答案為：4FeCO3 + O2 + 6H2O ＝ 4Fe(OH)3 + 4CO2；

(5) 對(duì)比實(shí)驗(yàn)a、b，不同之處在于前者反應(yīng)物為碳酸鈉溶液，后者為碳酸氫鈉溶液，由于碳酸根離子的水解程度較碳酸根離子的水解大，實(shí)驗(yàn)a中混合溶液氫氧根離子濃度較實(shí)驗(yàn)b中要大，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)a中更易產(chǎn)生Fe(OH)2沉淀，

故答案為：混合以后，雖然實(shí)驗(yàn)b中c(NaHCO3)比實(shí)驗(yàn)a中c(Na2CO3)大，但Na2CO3溶液的堿性(或水解程度)比NaHCO3溶液的強(qiáng)。