Question

某同學(xué)創(chuàng)新設(shè)計(jì)制備氫氧化亞鐵的實(shí)驗(yàn)方案：
（一）查閱資料
資料1：乙醇不與氫氧化鈉或硫酸亞鐵反應(yīng)；乙醇與水互溶，氫氧化鈉能溶于乙醇；硫酸亞鐵在乙醇中的溶解度比在水中的溶解度小．氮?dú)獠荒芘c銅反應(yīng)．
資料2：幾種含鐵物質(zhì)的顏色

化學(xué)式	Fe	FeO	Fe2O3	Fe3O4	Fe（OH）2	Fe（OH）3
顏色	銀白色	黑色	紅色	黑色	白色	紅褐色

（二）實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象
①取少量的新制硫酸亞鐵晶體于大試管中，向其中加入5mL熱蒸餾水，使之充分溶解，然后向其中慢慢加入10mL無(wú)水乙醇，這時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)溶液中有小氣泡逸出，靜置，直到無(wú)小氣泡冒出為止．
②另取一支試管，向其中加入半藥匙固體氫氧化鈉，然后向其中加入5mL無(wú)水乙醇，充分溶解后靜置．
③用長(zhǎng)膠頭滴管吸取新配制的氫氧化鈉的乙醇溶液，伸入硫酸亞鐵溶液中，慢慢地?cái)D壓橡膠頭，連續(xù)吸取幾次，使之充分反應(yīng)，靜置片刻，這時(shí)在試管底會(huì)有大量的白色凝乳狀溶膠沉降．
④小心地倒去上層溶液，再向試管中加入3mL無(wú)水乙醇洗滌，連續(xù)洗滌兩三次，這時(shí)白色的凝乳狀溶膠會(huì)變成白色固體，然后倒在濾紙上使乙醇充分揮發(fā)，便得到白色固體粉末．
（1）為避免硫酸亞鐵在溶于水的過(guò)程中被氧化，通�？梢韵蛉芤褐屑尤隷_____．向硫酸亞鐵溶液中慢慢加入無(wú)水乙醇時(shí)，產(chǎn)生氣泡的原因是______．某同學(xué)制備無(wú)水乙醇的方法是向無(wú)水乙醇（含乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5%以上）中加入一定量的氯化鈣，然后蒸餾得到無(wú)水乙醇，你認(rèn)為此方法能否得到無(wú)水乙醇？______（填“能”或“否”）．
（2）預(yù)測(cè)上述白色固體的成分可能是______，保持白色的主要原因是______．
（3）寫(xiě)出生成白色沉淀的化學(xué)方程式：______．
（三）探究產(chǎn)物成分
Ⅰ利用如圖所示裝置檢驗(yàn)白色粉末的性質(zhì)：

先通入氮?dú)馀疟M裝置內(nèi)的空氣后，繼續(xù)通入氮?dú)�，然后加熱硬質(zhì)試管，觀察到無(wú)水硫酸銅逐漸變成藍(lán)色；硬質(zhì)試管里的白色固體粉末逐漸變成黑色；銅網(wǎng)沒(méi)有明顯的顏色變化．當(dāng)白色固體粉末全部變成黑色粉末時(shí)，停止加熱，繼續(xù)通入氮?dú)庵劣操|(zhì)試管冷卻．
Ⅱ．待冷卻后，取適量黑色粉末溶于少量的稀鹽酸中，黑色粉末溶解，溶液呈淺綠色，不產(chǎn)生氣泡．
Ⅲ．�、蛑械娜芤河谠嚬苤�，滴加酸性高錳酸鉀溶液，溶液的紫色褪去．
（4）實(shí)驗(yàn)1中，氮?dú)獾淖饔檬莀_____，銅網(wǎng)的作用是______．
（5）證明白色固體粉末中含有+2價(jià)鐵的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_(kāi)_____：寫(xiě)出符合要求的方程式：______．
屬于分解反應(yīng)的化學(xué)方程式：______；屬于氧化還原反應(yīng)的離子方程式：______
（6）某同學(xué)在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，增加了一個(gè)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)白色固體中不含+3價(jià)鐵，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)可能是______．

Answer 1

解：（二）（1）氫氧化亞鐵的制備一定要隔絕空氣，因?yàn)闅溲趸瘉嗚F易被氧氣氧化為氫氧化鐵，硫酸亞鐵溶液中慢慢加入無(wú)水乙醇可以防止亞鐵離子被氧化，要制取無(wú)水酒精，需要在95%的酒精中再加入干燥劑（如無(wú)水氯化鈣），脫水后可制得99%以上的無(wú)水酒精，故答案為：無(wú)水乙醇；溶液中溶解有一定量的空氣；能；
（2）硫酸亞鐵和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成的氫氧化亞鐵是一種白色的固體，可以被氧化后成為紅褐色的氫氧化鐵，加入乙醇可以防止被氧化，
故答案為：氫氧化亞鐵；隔絕了空氣防止將其氧化；
（3）硫酸亞鐵可以和氫氧化鈉發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)得到氫氧化亞鐵白色沉淀，即FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄；故答案為：FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄；
（三）（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)?zāi)�，結(jié)合題目信息內(nèi)容，確定氮?dú)獾淖饔檬桥懦�裝置中的空氣，放一個(gè)銅網(wǎng)可以防止生成的固體將導(dǎo)管堵塞，
故答案為：排盡裝置內(nèi)的空氣；防止生成的固體將試管堵塞；
（5）亞鐵離子可以和氫氧根離子反應(yīng)生成白色沉淀氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵易被氧化為氫氧化鐵，檢驗(yàn)亞鐵離子的方法是：取固體物質(zhì)溶于水，向其中加入氫氧化鈉溶液，如果出現(xiàn)白色沉淀，然后變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，證明含有亞鐵離子，發(fā)生的反應(yīng)為：FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄、4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，前者屬于復(fù)分解反應(yīng)，后者是氧化還原反應(yīng)，
故答案為：取固體物質(zhì)溶于水，向其中加入氫氧化鈉溶液，如果出現(xiàn)白色沉淀，然后變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色，證明含有亞鐵離子；FeSO₄+2NaOH=Fe（OH）₂↓+Na₂SO₄；4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃；
（6）三價(jià)鐵離子可以和硫氰化鉀反應(yīng)生成血紅色溶液，故答案為：向白色固體制成的溶液中加入KSCN溶液，不變紅色．
分析：（二）（1）氫氧化亞鐵的制備一定要隔絕空氣，氫氧化亞鐵易被氧氣氧化為氫氧化鐵，要制取無(wú)水酒精，需要在95%的酒精中再加入干燥劑（如無(wú)水氯化鈣），脫水后可制得99%以上的無(wú)水酒精；
（2）氫氧化亞鐵是一種白色的固體，被氧化后成為紅褐色的氫氧化鐵；
（3）硫酸亞鐵可以和氫氧化鈉發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)得到氫氧化亞鐵白色沉淀；
（三）（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩?lái)確定氮?dú)庖约般~網(wǎng)的作用；
（5）亞鐵離子可以和氫氧根離子反應(yīng)生成白色沉淀氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵易被氧化為氫氧化鐵，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的特征來(lái)確定所屬的反應(yīng)類型；
（6）根據(jù)三價(jià)鐵離子可以和硫氰化鉀反應(yīng)生成血紅色溶液來(lái)回答．
點(diǎn)評(píng)：本題是一道關(guān)于氫氧化亞鐵的制備知識(shí)的綜合實(shí)驗(yàn)考查題，要求學(xué)生具有分析和解決問(wèn)題的能力，難度大．