Question

20．Fe（OH）₂為白色絮狀物，易被空氣中O₂氧化．在設(shè)計制取Fe（OH）₂時，要注意防止它氧化．請你根據(jù)所提供的實驗用品，設(shè)計制取較純凈的Fe（OH）₂的方法．實驗用品除圖中所示外，還有玻璃棒、藥匙、普通漏斗及濾紙、滴管、試管、酒精燈、石棉網(wǎng)（其他固定用品略）、小鐵棒、石棉棒、久置綠礬、NaOH溶液、久置蒸餾水、苯、CCl₄、無水乙醇等．

方法一：隔絕空氣的復(fù)分解反應(yīng)法（完成填空）．
（1）將NaOH溶液煮沸并冷卻后待用．
（2）配置純FeSO₄溶液的方法：取適量綠礬于小燒杯中，加入煮沸的H₂O和少量稀H₂SO₄，并加入Fe粉，完全攪拌，過濾后將濾液移入細(xì)口試劑瓶．
（3）制較純的Fe（OH）₂沉淀的方法：取適量FeSO₄溶液，加入少量苯，保證起油膜作用．再將吸有NaOH的膠頭滴管懸垂于試管上方，逐滴加入NaOH溶液，苯層下有白色的Fe（OH）₂沉沉生成．
方法二：還原性氣氛中復(fù)分解反應(yīng)法．
如圖一，為Fe（OH）₂制備實驗的改進(jìn)裝置．請回答：
（1）如何操作才能較長時間觀察到白色絮狀沉淀？裝入藥品后，先打開鐵夾，H₂經(jīng)導(dǎo)管入B管，將B中的空氣從側(cè)管導(dǎo)出，在反應(yīng)較緩時，夾住鐵夾，產(chǎn)生的H₂的壓強(qiáng)將含F(xiàn)e²⁺的溶液由A壓入B的NaOH溶液中，產(chǎn)生白色的Fe（OH）₂沉淀．
（2）為何能在較長時間內(nèi)觀察到Fe（OH）₂白色沉淀？因為Fe（OH）₂是在H₂的還原氣氛中產(chǎn)生的．
方法三：隔絕空氣電解法．
應(yīng)用如圖二所示的電解實驗可制得白色純凈的Fe（OH）₂沉淀．
（1）a電極材料為鐵棒，電極反應(yīng)式為Fe-2e^-=Fe²⁺．
（2）電解液c可以是B
A．蒸餾水     B．NaOH溶液     C．無水乙醇     D．稀H₂SO₄溶液
（3）根據(jù)（1）與（2）寫出電解的化學(xué)方程式：Fe+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Fe（OH）₂↓+H₂↑．
（4）液體d為苯，其作用為隔絕空氣，防止Fe（OH）₂被氧化．
（5）當(dāng)電解一段時間看到白色沉淀后，再反接電源，除了電極上看到氣泡外，混合物中另一明顯現(xiàn)象為白色沉淀變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色沉淀．

Answer 1

分析 方法一：隔絕空氣的復(fù)分解反應(yīng)法，實驗時可將氫氧化鈉溶液煮沸，以排出溶液中的氧氣，配制硫酸亞鐵溶液時，可取適量綠礬于小燒杯中，加入煮沸的H₂O和少量稀H₂SO₄，并加入Fe粉，完全攪拌，過濾后將濾液移入細(xì)口試劑瓶，氫氧化鈉溶液與硫酸亞鐵反應(yīng)時，應(yīng)注意隔絕空氣；
方法二：裝入藥品后，先打開鐵夾，H₂經(jīng)導(dǎo)管入B管，將B中的空氣從側(cè)管導(dǎo)出，然后在反應(yīng)較緩時，夾住鐵夾，產(chǎn)生的H₂的壓強(qiáng)將含F(xiàn)e²⁺的溶液由A壓入B的NaOH溶液中，產(chǎn)生白色的Fe（OH）₂沉淀；
方法三：用石墨和Fe作電極制取白色純凈Fe（OH）₂沉淀，應(yīng)該用Fe作陽極、石墨作陰極，電解質(zhì)為活潑金屬的鹽，為防止生成的氫氧化亞鐵被氧化，需要加入和水不互溶的有機(jī)物且密度小于水．

解答 解：方法一：
（2）配置純FeSO₄溶液時，可取適量綠礬于小燒杯中，加入煮沸的H₂O和少量稀H₂SO₄，并加入Fe粉，完全攪拌，過濾后將濾液移入細(xì)口試劑瓶，
故答案為：取適量綠礬于小燒杯中，加入煮沸的H₂O和少量稀H₂SO₄，并加入Fe粉，完全攪拌，過濾后將濾液移入細(xì)口試劑瓶；
（3）制備氫氧化亞鐵時，應(yīng)防止生成的氫氧化亞鐵被氧化，可取適量FeSO₄溶液，加入少量苯，保證起油膜作用．再將吸有NaOH的膠頭滴管懸垂于試管上方，逐滴加入NaOH溶液，苯層下有白色的Fe（OH）₂沉沉生成，
故答案為：取適量FeSO₄溶液，加入少量苯，保證起油膜作用．再將吸有NaOH的膠頭滴管懸垂于試管上方，逐滴加入NaOH溶液，苯層下有白色的Fe（OH）₂沉沉生成；
方法二：
（1）A裝置內(nèi)鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，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，此時打開止水夾，氫氣進(jìn)入B裝置，排除裝置內(nèi)的空氣，
故答案為：裝入藥品后，先打開鐵夾，H₂經(jīng)導(dǎo)管入B管，將B中的空氣從側(cè)管導(dǎo)出，在反應(yīng)較緩時，夾住鐵夾，產(chǎn)生的H₂的壓強(qiáng)將含F(xiàn)e²⁺的溶液由A壓入B的NaOH溶液中，產(chǎn)生白色的Fe（OH）₂沉淀；
（2）Fe（OH）₂是在H₂的還原氣氛中產(chǎn)生的，隔絕空氣，可防止被氧化，
故答案為：因為Fe（OH）₂是在H₂的還原氣氛中產(chǎn)生的；
方法三：
（1）制純凈的Fe（OH）₂沉淀，則Fe為陽極，失去電子，b與電源正極相連，則b為陽極，發(fā)生的電極反應(yīng)為Fe-2e^-=Fe²⁺，故答案為：鐵棒；Fe-2e^-=Fe²⁺；
（2）純水導(dǎo)電性太差，影響物質(zhì)的制備，而NaOH溶液中氫離子放電，可生成Fe（OH）₂沉淀，無水乙醇不導(dǎo)電，在硫酸溶液中不能得到氫氧化亞鐵，
故答案為：B；
（3）鐵做陽極，被氧化生成氫氧化鐵，陰極上生成氫氣，總方程式為Fe+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Fe（OH）₂↓+H₂↑，
故答案為：Fe+2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$Fe（OH）₂↓+H₂↑；
（4）苯的密度水的小，不溶于水，可隔絕空氣，防止氫氧化亞鐵被氧化，故答案為：苯；隔絕空氣，防止Fe（OH）₂被氧化；
（5）反接電源時，電解方程式是2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，生成的O₂會將Fe（OH）₂氧化，其現(xiàn)象是白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，
故答案為：白色沉淀變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色沉淀．

點評 本題考查物質(zhì)的制備，為高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實驗?zāi)芰Φ目疾�，透徹理解實驗原理，掌握方案設(shè)計的基本思路和方法是解答的關(guān)鍵，注意Fe（OH）₂很容易被空氣中的氧氣氧化，這是Fe（OH）₂的重要性質(zhì)，題目難度中等．