Question

【題目】某化學(xué)課外小組在制備Fe(OH)2實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到生成的白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，一段時(shí)間后變?yōu)榧t褐色。該小組同學(xué)對(duì)產(chǎn)生灰綠色沉淀的原因，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。

I．甲同學(xué)猜測(cè)灰綠色沉淀是Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物，設(shè)計(jì)并完成了實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2。

編號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)1	向2mL0.1mol·L－1FeSO4溶液中滴加0.1mol·L－1NaOH溶液(兩溶液中均先加幾滴維生C溶液)	液面上方出現(xiàn)白色沉淀，一段時(shí)間后變?yōu)榛揖G色，長(zhǎng)時(shí)間后變?yōu)榧t褐色
實(shí)驗(yàn)2	取實(shí)驗(yàn)1中少量灰綠色沉淀，洗凈后加鹽酸溶解，分成兩份。①中加入試劑a，②中加入試劑b	①中出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，②中溶液未變成紅色

（1）實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生紅褐色沉淀的化學(xué)方程式為_________________________

（2）實(shí)驗(yàn)1中加入維生素C溶液是利用了該物質(zhì)的 ___ 性

（3）實(shí)驗(yàn)2中加入的試劑a為 ___溶液，試劑b為____溶液。實(shí)驗(yàn)2的現(xiàn)象說(shuō)明甲同學(xué)的猜測(cè) _____（填“正確”或“不正確”）。

Ⅱ.乙同學(xué)查閱資料得知，Fe(OH)2沉淀具有較強(qiáng)的吸附性，猜測(cè)灰綠色可能是Fe(OH)2吸附Fe2+引起的，設(shè)計(jì)并完成了實(shí)驗(yàn)3—實(shí)驗(yàn)5。

編號(hào)	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)3	向10mL4mol·L－1NaOH溶液中逐滴加入0.1mol·L－1FeSO4溶液(兩溶液中均先加幾滴維生素C溶液)	液面上方產(chǎn)生白色沉淀(帶有較多灰綠色)。沉淀下沉后，部分灰綠色沉淀變?yōu)榘咨?/span>
實(shí)驗(yàn)4	向10mL8mol·L－1NaOH溶液中逐滴加入0.1mol·L－1FeSO4溶液(兩溶液中均先加幾滴維生素C溶液)	液面上方產(chǎn)生白色沉淀（無(wú)灰綠色）。沉淀下沉后，仍為白色
實(shí)驗(yàn)5	取實(shí)驗(yàn)4中白色沉淀，洗凈后放在潮濕的空氣中	______________

（4）依據(jù)乙同學(xué)的猜測(cè)，實(shí)驗(yàn)4中沉淀無(wú)灰綠色的原因?yàn)?/span>_____。

（5）該小組同學(xué)依據(jù)實(shí)驗(yàn)5的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，間接證明了乙同學(xué)猜測(cè)的正確性，則實(shí)驗(yàn)5的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可能為____。

Ⅲ.該小組同學(xué)再次查閱資料得知當(dāng)沉淀形成時(shí)，若得到的沉淀單一，則沉淀結(jié)構(gòu)均勻，也緊密；若有雜質(zhì)固體存在時(shí)，得到的沉淀便不夠緊密，與溶液的接觸面積會(huì)更大。

（6）當(dāng)溶液中存在Fe3+或溶解較多O2時(shí)，白色沉淀更容易變成灰綠色原因?yàn)?/span>______。

（7）該小組同學(xué)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：制備Fe(OH)2時(shí)能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀的適宜的條件和操作有________、____。

Answer 1

【答案】4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3 還原 K3[Fe(CN)6](或鐵氰化鉀) KSCN(或硫氰化鉀) 不正確 NaOH溶液濃度高，反應(yīng)后溶液中Fe2+濃度較小，不易被吸附在Fe(OH)2表面 白色沉淀變?yōu)榧t褐色，中間過(guò)程無(wú)灰綠色出現(xiàn) 沉淀中混有Fe(OH)3，不夠緊密，與溶液接觸面積更大，更容易吸附Fe2+ 向高濃度NaOH溶液中滴加FeSO4溶液 除去溶液中Fe3+和O2

【解析】

(1)實(shí)驗(yàn)1中產(chǎn)生紅褐色沉淀是因?yàn)?/span>Fe(OH)2被氧化生成Fe(OH)3，反應(yīng)方程式為4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3，故答案為：4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3；

(2)實(shí)驗(yàn)1中加入維生素C是為了防止Fe2+被氧化，利用了其還原性，故答案為：還原；

(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，①中加入試劑出現(xiàn)藍(lán)色沉淀，是在檢驗(yàn)Fe2+，試劑a為K3[Fe(CN)6]，②中溶液是否變紅是在檢驗(yàn)Fe3+，試劑b為KSCN，由于②中溶液沒(méi)有變紅，則不存在Fe3+，即灰綠色沉淀中沒(méi)有Fe(OH)3，甲同學(xué)的猜測(cè)錯(cuò)誤，故答案為：K3[Fe(CN)6](或鐵氰化鉀)；KSCN(或硫氰化鉀)；不正確；

(4)根據(jù)已知，Fe(OH)2沉淀具有較強(qiáng)的吸附性，灰綠色可能是Fe(OH)2吸附Fe2+引起的，而實(shí)驗(yàn)4中NaOH溶液濃度高，反應(yīng)后溶液中Fe2+濃度較小，不易被吸附在Fe(OH)2表面，導(dǎo)致沉淀沒(méi)有灰綠色，故答案為：NaOH溶液濃度高，反應(yīng)后溶液中Fe2+濃度較小，不易被吸附在Fe(OH)2表面；

(5)當(dāng)實(shí)驗(yàn)5中的現(xiàn)象為白色沉淀變?yōu)榧t褐色，中間過(guò)程無(wú)灰綠色出現(xiàn)時(shí)，可說(shuō)明白色沉淀上沒(méi)有或很少附著有Fe2+，故答案為：白色沉淀變?yōu)榧t褐色，中間過(guò)程無(wú)灰綠色出現(xiàn)；

(6)溶液中存在Fe3+或溶解較多O2時(shí)，O2能將Fe2+氧化成Fe3+，形成Fe(OH)3沉淀，根據(jù)題干信息可知，沉淀中混有Fe(OH)3，不夠緊密，與溶液接觸面積更大，更容易吸附Fe2+，從而白色沉淀更容易變成灰綠色，故答案為：沉淀中混有Fe(OH)3，不夠緊密，與溶液接觸面積更大，更容易吸附Fe2+；

(7)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)可知道，當(dāng)NaOH濃度高或者溶液中不存在Fe3+和O2時(shí)，制備Fe(OH)2時(shí)能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀，其操作可以是向高濃度NaOH溶液中滴加FeSO4溶液或除去溶液中Fe3+和O2，故答案為：向高濃度NaOH溶液中滴加FeSO4溶液；除去溶液中Fe3+和O2。