Question

【題目】某實驗小組在實驗室利用氨氣和新制備的硫酸亞鐵溶液反應制備氫氧化亞鐵。

（一）制備硫酸亞鐵溶液

（1）步驟①，加入稀硫酸的目的是_______。

（2）步驟②，加入還原鐵粉后觀察到的現象是_______。

（二）制備氫氧化亞鐵

（3）選擇上圖中的裝置制備氫氧化亞鐵，連接順序為_______（按氣流方向，用裝置字母表示）。反應結束后繼續通一段時間的N2，目的是_______。

（4）裝置B中發生反應的離子方程式是_______。裝置C的作用是_______。

（三）探究思考

反應后將裝置B中固體過濾時白色沉淀會逐漸轉變為灰綠色。在查閱不同資料后，有同學認為灰綠色物質是Fe(OH)2被空氣中的氧氣氧化后生成的Fe3(OH)8。

（5）Fe3(OH)8中n(Fe2+):n(Fe3+) =_______，用氧化物的形式表示可寫成_______。

（6）設計實驗證明灰綠色物質中含Fe3(OH)8：_______。

Answer 1

【答案】 抑制Fe2+的水解 鐵粉逐漸溶解，有無色氣體生成，溶液由黃色逐漸變為淺綠色 A C B D 防止拆除裝置時殘留的氨氣逸出污染空氣 Fe2+ + 2NH3 + 2H2O= Fe(OH)2 + 2NH4+ 安全瓶，防倒吸 1:2 FeO ·Fe2O3 ·4H2O 取少量灰綠色物質于試管中，加入稀鹽酸（或稀硫酸）溶解，將溶液分成兩份，一份滴入幾滴KSCN溶液，變為血紅色；另一份加入適量K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍色沉淀，則灰綠色物質中含Fe3(OH)8

【解析】該實驗的目的是利用氨氣和新制備的硫酸亞鐵溶液反應制備氫氧化亞鐵。（一）制備硫酸亞鐵溶液，向硫酸鐵晶體中加入去氧蒸餾水和稀硫酸，再加入過量的還原鐵粉，將Fe3+還原成Fe2+，得到硫酸亞鐵溶液。（1）步驟①，加入稀硫酸的目的是，目的是抑制Fe3+的水解；（2）步驟②，加入還原鐵粉后，鐵粉和酸反應和Fe3+反應，觀察到的現象是鐵粉逐漸溶解，有無色氣體生成，溶液由黃色逐漸變為淺綠色；（二）制備氫氧化亞鐵，原理是將氨氣通入硫酸亞鐵溶液中，此過程的關鍵是隔絕空氣。（3）制備氫氧化亞鐵的裝置中，A裝置的作用是將濃氨水滴到生石灰上，使生石灰和水反應放出熱量，放出氨氣，氮氣的作用是將裝置中的空氣全部排出，B裝置的作用是氨氣和硫酸亞鐵溶液反應產生氫氧化亞鐵，C裝置的作用是作為安全瓶防止倒吸，D裝置的作用是吸收尾氣。故裝置連接順序為A C B D；反應結束后繼續通一段時間的N2，目的是將裝置中殘留的氨氣全部被吸收，防止拆除裝置時殘留的氨氣逸出污染空氣；（4）裝置B中發生反應的離子方程式是：Fe2+ + 2NH3 + 2H2O= Fe(OH)2 + 2NH4+，裝置C在A和B之間，故C的作用是：安全瓶，防倒吸；（5）Fe3(OH)8中，3個Fe帶8個正電荷，故n(Fe2+):n(Fe3+) =1：2，用氧化物的形式表示可寫成FeO ·Fe2O3 ·4H2O；（6）要設計實驗證明灰綠色物質中含Fe3(OH)8，即要證明此物質中既有Fe2+又有Fe3+，Fe2+用K3[Fe(CN)6]溶液檢驗，Fe3+用KSCN溶液檢驗，故試驗方法為：取少量灰綠色物質于試管中，加入稀鹽酸（或稀硫酸）溶解，將溶液分成兩份，一份滴入幾滴KSCN溶液，變為血紅色；另一份加入適量K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍色沉淀，則灰綠色物質中含Fe3(OH)8。