【題目】某學習小組學習了亞鐵鹽的性質后,欲探究FeSO4溶液分別與Na2CO3溶液、NaHCO3溶液的反應。已知:Fe(OH)2FeCO3均為白色沉淀,不存在Fe(HCO3)2。實驗操作及現(xiàn)象記錄如下:

實驗

試劑

操作及現(xiàn)象

試管(I)

試管(II)

(試管容積為50 mL)

實驗a

1.0 mol·L1

FeSO4溶液

24 mL

1.0 mol·L1

Na2CO3溶液24mL

傾倒完后,迅速用膠塞塞緊試管I的口部,反復上下顛倒搖勻,使反應物充分混合

反應過程中無氣泡產(chǎn)生,生成白色絮狀沉淀

放置1.5~2 h后,白色絮狀沉淀轉化為白色顆粒狀沉淀

實驗b

1.0 mol·L1

FeSO4溶液 10 mL

1.0 mol·L1 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后液面上方試管內壁粘附的白色顆粒狀沉淀物變成紅褐色

(1)甲同學認為實驗a中白色顆粒狀沉淀是FeCO3,寫出該反應的離子方程式:________;他為了證實自己的觀點,進行實驗:取少量白色顆粒狀沉淀,加入________,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生大量氣泡。

(2)乙同學推測實驗a的白色顆粒狀沉淀中還可能含有Fe(OH)2,他將實驗a中兩種溶液體積均改成15 mL后再進行實驗,證實了他的推測。能證明Fe(OH)2存在的實驗現(xiàn)象是_________。

(3)實驗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)實驗b中液面上方試管內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,寫出該反應的化學方程式:__________。

(5)乙同學反思,實驗a中含有Fe(OH)2,實驗b中幾乎不含有Fe(OH)2,對比分析出現(xiàn)差異的原因是_________。

【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,雖然實驗bc(NaHCO3)比實驗ac(Na2CO3)大,但Na2CO3溶液的堿性(或水解程度)NaHCO3溶液的強

【解析】

解答本題主要抓住Fe(OH)2FeCO3的區(qū)別進行分析,FeCO3能與酸反應產(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)實驗aFeSO4Na2CO3溶液混合若生成的沉淀是FeCO3,則發(fā)生復分解反應,反應的離子方程式為:Fe2+ + CO32 = FeCO3;FeCO3溶于硫酸或鹽酸產(chǎn)生二氧化碳氣體,而氫氧化亞鐵與硫酸或鹽酸反應不會產(chǎn)生氣體,則可用稀硫酸或鹽酸來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)實驗b中的反應物為硫酸亞鐵和碳酸氫鈉,兩者反應除了生成碳酸亞鐵沉淀,還有二氧化碳氣體和水生成,反應的離子方程式為: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,反應中氧氣為氧化劑,碳酸亞鐵為還原劑,由氧化還原反應規(guī)律可得反應的化學方程式為:4FeCO3 + O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3 + 4CO2,

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

(5) 對比實驗a、b,不同之處在于前者反應物為碳酸鈉溶液,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,實驗a中混合溶液氫氧根離子濃度較實驗b中要大,導致實驗a中更易產(chǎn)生Fe(OH)2沉淀,

故答案為:混合以后,雖然實驗bc(NaHCO3)比實驗ac(Na2CO3)大,但Na2CO3溶液的堿性(或水解程度)NaHCO3溶液的強。

練習冊系列答案
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