Question

9．某研究性學(xué)習(xí)小組在研究由Fe²⁺制備Fe（OH）₂：
（1）[查閱資料]甲同學(xué)查閱資料后，得到Fe（OH）₂如表信息：

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+．

（2）[實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)]甲 同學(xué)查閱資料后設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案：按照如圖進(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B容器中觀察到白色沉淀，該實(shí)驗(yàn)中涉及到主要現(xiàn)象的化學(xué)方程式有（可以分步書(shū)寫）：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，F(xiàn)eSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄．反應(yīng)開(kāi)始打開(kāi)C的目的是利用產(chǎn)生的氫氣，排出裝置中的空氣．
（3）[意外發(fā)現(xiàn)]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？甲對(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：由于Fe（OH）₂部分被氧化，混入少量的Fe（OH）₃．
（4）[闡釋異議]乙同學(xué)依據(jù)配色原理：白色和棕色不可能調(diào)配成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生成的綠色沉淀，觀察到沉淀由綠變白的趨勢(shì)．寫出該實(shí)驗(yàn)中支持乙同學(xué)觀點(diǎn)的化學(xué)方程式Fe（OH）₂•nH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₂+nH₂O
（5）[深入驗(yàn)證]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)行合理解釋的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)新思路向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（或者將Fe（OH）₃和Fe（OH）₂混合后觀察其顏色）．

Answer 1

分析 （2）關(guān)閉活塞C，A瓶?jī)?nèi)鐵粉與稀硫酸反應(yīng)放出的氫氣不能排出而使瓶?jī)?nèi)氣體增加，壓強(qiáng)逐漸增大，把反應(yīng)生成的硫酸亞鐵溶液壓入B瓶?jī)?nèi)，氫氧化鈉與硫酸亞鐵發(fā)生反應(yīng)而生成氫氧化亞鐵的沉淀，因此，在B瓶?jī)?nèi)觀察到沉淀產(chǎn)生；
（3）由資料信息可知，氫氧化亞鐵為白色而氫氧化鐵為棕色，二者的混合物呈現(xiàn)出綠色，因此實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)灰綠色或綠色的現(xiàn)象應(yīng)是生成的Fe（OH）₂部分被氧化而混入少量的Fe（OH）₃的緣故；
（4）Fe （OH）₂•nH₂O受熱分解生成氫氧化亞鐵和水；
（5）合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，可以科學(xué)地解釋由Fe²⁺制備Fe（OH）₂的過(guò)程中，沉淀由“白”變“綠”的原因．

解答 解：（2）關(guān)閉活塞C，A瓶?jī)?nèi)鐵粉與稀硫酸反應(yīng)放出的氫氣不能排出而使瓶?jī)?nèi)氣體增加，壓強(qiáng)逐漸增大，把反應(yīng)生成的硫酸亞鐵溶液壓入B瓶?jī)?nèi)，氫氧化鈉與硫酸亞鐵發(fā)生反應(yīng)而生成氫氧化亞鐵的沉淀，因此，在B瓶?jī)?nèi)觀察到沉淀產(chǎn)生；
鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；
硫酸亞鐵和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀和硫酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄；
為了防止生成的氫氧化亞鐵被氧化，反應(yīng)開(kāi)始應(yīng)該打開(kāi)C，目的是利用產(chǎn)生的氫氣，排出裝置中的空氣．
故填：B；Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑；FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄；利用產(chǎn)生的氫氣，排出裝置中的空氣．
（3）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，是由于Fe（OH）₂部分被氧化，混入少量的Fe（OH）₃．
故填：由于Fe（OH）₂部分被氧化，混入少量的Fe（OH）₃．
（4）用熱水浴的方式加熱生成的綠色沉淀，觀察到沉淀由綠變白的趨勢(shì)，說(shuō)明Fe （OH）₂•nH₂O受熱分解生成氫氧化亞鐵和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe（OH）₂•nH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₂+nH₂O．
故填：Fe（OH）₂•nH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe（OH）₂+nH₂O．
（5）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)行合理解釋的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)新思路可以是：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（或者將Fe（OH）₃和Fe（OH）₂混合后觀察其顏色）．
故填：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（或者將Fe（OH）₃和Fe（OH）₂混合后觀察其顏色）．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．