Question

某探究小組的同學研究由Fe²⁺制備Fe（OH）₂，甲、乙、丙、丁四位同學分別設計了如下4個實驗方案：
甲方案：用不含F(xiàn)e³⁺的FeSO₄溶液與不含O₂的蒸餾水配制的NaOH溶液反應制備Fe（OH）₂．
乙方案：應用鋼鐵吸氧腐蝕的原理，設計原電池制備Fe（OH）₂．
丙方案：按圖實驗，制備Fe（OH）₂．
丁方案：按圖實驗，制備Fe（OH）₂（苯的作用是使電解質溶液隔絕空氣）．

回答下列問題：
（1）在甲方案中，所用的FeSO₄樣品通常部分被氧化，寫出在配制FeSO₄溶液時，其操作過程及發(fā)生反應的離子方程式：

 

．
（2）在乙方案中，正極的電極反應式是

 

．你認為該方案是否可行？

 

（填“可行”或“不可行”），若不可行請說明理由（若可行，則該空不需回答）：

 

．
（3）在丙方案中，當容器A、B中均加入試劑并塞好橡皮塞后，還需要進行的操作是

 

．
（4）在丁方案中，在兩電極之間的溶液中首先觀察到白色沉淀．請寫出b電極的電極反應式：

 

，則其電解質溶液可以是

 

．

Answer 1

考點：化學實驗方案的評價,制備實驗方案的設計

專題：實驗評價題

分析：（1）在配制FeSO₄溶液時，為防止FeSO₄被氧化，應加入過量的鐵粉，并加稀硫酸防止水解生成沉淀；
（2）應用鋼鐵吸氧腐蝕的原理，設計原電池制備Fe（OH）₂，易導致Fe（OH）₂被氧化；
（3）丙方案生成氫氣，可排除裝置內(nèi)氧氣，防止Fe（OH）₂被氧化，關閉止水夾C，可使A裝置內(nèi)FeSO₄溶液排到B中，從而生成穩(wěn)定的Fe（OH）₂；
（4）溶液表面有一層苯，可隔絕空氣，陽極生成Fe²⁺，電解質溶液為NaOH，可生成Fe（OH）₂．

解答： 解：（1）在配制FeSO₄溶液時，為防止FeSO₄被氧化，應加入過量的鐵粉，并加稀硫酸防止水解生成沉淀，具體操作為向盛有蒸餾水的燒杯中加入一定量的稀硫酸，再將樣品置于其中，攪拌使之溶解，然后加入過量的鐵粉，反應的方程式為2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，攪拌、靜置，上層清液即為所要配制的FeSO₄溶液，
故答案為：向盛有蒸餾水的燒杯中加入一定量的稀硫酸，再將樣品置于其中，攪拌使之溶解，然后加入過量的鐵粉，反應的方程式為2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，攪拌、靜置，上層清液即為所要配制的FeSO₄溶液；
（2）應用鋼鐵吸氧腐蝕的原理，設計原電池制備Fe（OH）₂，正極反應為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，易導致Fe（OH）₂被氧化，該方案部可行，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；不可行；產(chǎn)生的Fe（OH）₂立即就被氧化為Fe（OH）₃；
（3）丙方案生成氫氣，可排除裝置內(nèi)氧氣，防止Fe（OH）₂被氧化，關閉止水夾C，可使A裝置內(nèi)FeSO₄溶液排到B中，從而生成穩(wěn)定的Fe（OH）₂，則當容器A、B中均加入試劑并塞好橡皮塞后，還需要進行的操作是打開止水夾C，使A中反應進行一段時間后再關閉止水夾C，
故答案為：打開止水夾C，使A中反應進行一段時間后再關閉止水夾C；
（4）溶液表面有一層苯，可隔絕空氣，陽極生成Fe²⁺，電極方程式為Fe-2e^-=Fe²⁺，電解質溶液為NaOH，可生成Fe（OH）₂，故答案為：Fe-2e^-=Fe²⁺；NaOH溶液．

點評：本題考查化學實驗方案的評價，側重于氫氧化亞鐵的制備，注意把握實驗的注意事項，結合硫酸亞鐵和氫氧化亞鐵的性質選擇并判斷實驗方案的可行性，題目難度中等．