Question

【題目】某興趣小組制備氫氧化亞鐵沉淀。

實驗1		實驗現象
		液面上方產生白色絮狀沉淀，迅速變為灰綠色，振蕩，試管壁上有紅褐色沉淀生成。

（1）實驗1中產生白色沉淀的離子方程式是________________。

（2）為了探究沉淀變灰綠色的原因，該小組同學展開如下探究：

① 甲同學推測灰綠色物質為Fe(OH)2和Fe(OH)3混合物。查閱資料后根據調色原理認為白色和紅褐色的調和色不可能是灰綠色，并設計實驗證實灰綠色物質中不含有 Fe(OH)3，方案是__________。

② 乙同學查閱文獻：Fe(OH)2在大量SO42存在的情況下形成Fe6(SO4)2(OH)4O3(一種氧基堿式復鹽)。并設計對比實驗證實該假設：向試管中加入_____________，再往試管中加入____________，振蕩，現象與實驗1相同，結論是該假設不成立。

③ 乙同學繼續查閱文獻：Fe(OH)2沉淀具有較強的吸附性能，灰綠色可能是由Fe(OH)2表面吸附Fe2+引起。推測所用的硫酸亞鐵溶液的濃度應越小越好；氫氧化鈉溶液濃度應越大越好。設計了如下實驗方案：

	試管中10 mL NaOH溶液	滴加 FeSO4溶液	實驗現象
實驗2	6 mol/L NaOH溶液	0.2mol/L FeSO4溶液	產生懸浮于液面的白色沉淀（帶有少量灰綠色） ，沉淀下沉后，大部分灰綠色變為白色沉淀
實驗3	6 mol/L NaOH溶液	0.1mol/L FeSO4溶液	產生懸浮于液面的白色沉淀（帶有極少量灰綠色） ，沉淀下沉后，底部都為白色沉淀

該實驗得出的結論是_______________，能說明灰綠色是由Fe(OH)2表面吸附Fe2+引起的證據是____________。丙同學認為該實驗方案不足以證明灰綠色是由Fe(OH)2表面吸附Fe2+引起的，還需補充的實驗是________________，證明該假設成立。

（3）丙同學探究溫度對氫氧化亞鐵制備實驗的影響：取少量灰綠色沉淀，在水浴中加熱，顏色由灰綠變白，且有絮狀白色沉淀下沉，原因為_____________。

（4）根據以上實驗探究，若盡可能制得白色Fe(OH)2沉淀，需要控制的實驗條件____________。

Answer 1

【答案】 Fe2++2OH—=Fe(OH)2↓ 取一定量的灰綠色沉淀，加入鹽酸溶解，再加入KSCN溶液，若溶液不變紅色，則證明灰綠色物質中不含有Fe(OH)3。 2mL 0.1mol/LFeCl2溶液 3滴0.1mol/L NaOH溶液 在氫氧化鈉溶液濃度一定的條件下，硫酸亞鐵溶液的濃度越小，產生白色沉淀的現象越明顯。 實驗2中沉淀下沉后，大部分灰綠色變為白色沉淀（或實驗3中沉淀下沉后，底部都為白色沉淀） 向實驗2（或實驗3）的白色沉淀中繼續加入過量的硫酸亞鐵溶液，白色沉淀變成灰綠色。 Fe2+在加熱時易發生水解，生成Fe(OH)2，因此顏色變白，同時沉淀的量增加，導致出現片狀白色沉淀。 隔絕氧氣、硫酸亞鐵少量（或氫氧化鈉過量）、硫酸亞鐵濃度小（或氫氧化鈉濃度大）、將氫氧化鈉溶液逐滴加入到硫酸亞鐵溶液中、微熱等 。

【解析】（1）實驗1中產生的白色沉淀是氫氧化亞鐵，反應的離子方程式是Fe2++2OH—=Fe(OH)2↓。（2）①要驗證不存在氫氧化鐵，只需要轉化為鐵鹽，利用KSCN溶液檢驗即可，因此實驗方案是：取一定量的灰綠色沉淀，加入鹽酸溶解，再加入KSCN溶液，若溶液不變紅色，則證明灰綠色物質中不含有Fe(OH)3。 ②要驗證該假設不成立，只需要向亞鐵鹽中加入少量的氫氧化鈉溶液觀察沉淀顏色即可，因此向試管中加入2mL 0.1mol/LFeCl2溶液，再往試管中加入3滴0.1mol/L NaOH溶液，振蕩，現象與實驗1相同，證明該假設不成立。③根據實驗現象可知在氫氧化鈉溶液濃度一定的條件下，硫酸亞鐵溶液的濃度越小，產生白色沉淀的現象越明顯。實驗2中沉淀下沉后，大部分灰綠色變為白色沉淀（或實驗3中沉淀下沉后，底部都為白色沉淀），這說明灰綠色是由Fe(OH)2表面吸附Fe2+引起的；要證明假設正確，應該向沉淀中繼續加入亞鐵鹽，即需要補充的實驗是 向實驗2（或實驗3）的白色沉淀中繼續加入過量的硫酸亞鐵溶液，白色沉淀變成灰綠色，這說明假設完全正確。（3）由于Fe2+在加熱時易發生水解，生成Fe(OH)2，因此顏色變白，同時沉淀的量增加，導致出現片狀白色沉淀。（4）根據以上實驗探究，若盡可能制得白色Fe(OH)2沉淀，需要控制的實驗條件是：隔絕氧氣、硫酸亞鐵少量（或氫氧化鈉過量）、硫酸亞鐵濃度小（或氫氧化鈉濃度大）、將氫氧化鈉溶液逐滴加入到硫酸亞鐵溶液中、微熱等。