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某同學創新設計制備氫氧化亞鐵的實驗方案:
(一)查閱資料
資料1:乙醇不與氫氧化鈉或硫酸亞鐵反應;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.氮氣不能與銅反應.
資料2:幾種含鐵物質的顏色
化學式 FeFeO 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)實驗步驟及現象
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無水乙醇,這時會發現溶液中有小氣泡逸出,靜置,直到無小氣泡冒出為止.
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無水乙醇,充分溶解后靜置.
③用長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,慢慢地擠壓橡膠頭,連續吸取幾次,使之充分反應,靜置片刻,這時在試管底會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無水乙醇洗滌,連續洗滌兩三次,這時白色的凝乳狀溶膠會變成白色固體,然后倒在濾紙上使乙醇充分揮發,便得到白色固體粉末.
(1)為避免硫酸亞鐵在溶于水的過程中被氧化,通常可以向溶液中加入______.向硫酸亞鐵溶液中慢慢加入無水乙醇時,產生氣泡的原因是______.某同學制備無水乙醇的方法是向無水乙醇(含乙醇的質量分數為99.5%以上)中加入一定量的氯化鈣,然后蒸餾得到無水乙醇,你認為此方法能否得到無水乙醇?______(填“能”或“否”).
(2)預測上述白色固體的成分可能是______,保持白色的主要原因是______.
(3)寫出生成白色沉淀的化學方程式:______.
(三)探究產物成分
Ⅰ利用如圖所示裝置檢驗白色粉末的性質:

先通入氮氣排盡裝置內的空氣后,繼續通入氮氣,然后加熱硬質試管,觀察到無水硫酸銅逐漸變成藍色;硬質試管里的白色固體粉末逐漸變成黑色;銅網沒有明顯的顏色變化.當白色固體粉末全部變成黑色粉末時,停止加熱,繼續通入氮氣至硬質試管冷卻.
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,不產生氣泡.
Ⅲ.取Ⅱ中的溶液于試管中,滴加酸性高錳酸鉀溶液,溶液的紫色褪去.
(4)實驗1中,氮氣的作用是______,銅網的作用是______.
(5)證明白色固體粉末中含有+2價鐵的實驗現象為______:寫出符合要求的方程式:______.
屬于分解反應的化學方程式:______;屬于氧化還原反應的離子方程式:______
(6)某同學在上述實驗的基礎上,增加了一個實驗確認白色固體中不含+3價鐵,設計的實驗可能是______.

解:(二)(1)氫氧化亞鐵的制備一定要隔絕空氣,因為氫氧化亞鐵易被氧氣氧化為氫氧化鐵,硫酸亞鐵溶液中慢慢加入無水乙醇可以防止亞鐵離子被氧化,要制取無水酒精,需要在95%的酒精中再加入干燥劑(如無水氯化鈣),脫水后可制得99%以上的無水酒精,故答案為:無水乙醇;溶液中溶解有一定量的空氣;能;
(2)硫酸亞鐵和氫氧化鈉發生反應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生復分解反應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)根據實驗裝置和實驗目,結合題目信息內容,確定氮氣的作用是排除裝置中的空氣,放一個銅網可以防止生成的固體將導管堵塞,
故答案為:排盡裝置內的空氣;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,檢驗亞鐵離子的方法是:取固體物質溶于水,向其中加入氫氧化鈉溶液,如果出現白色沉淀,然后變為灰綠色,最終變為紅褐色,證明含有亞鐵離子,發生的反應為:FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,前者屬于復分解反應,后者是氧化還原反應,
故答案為:取固體物質溶于水,向其中加入氫氧化鈉溶液,如果出現白色沉淀,然后變為灰綠色,最終變為紅褐色,證明含有亞鐵離子;FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4;4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(6)三價鐵離子可以和硫氰化鉀反應生成血紅色溶液,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,要制取無水酒精,需要在95%的酒精中再加入干燥劑(如無水氯化鈣),脫水后可制得99%以上的無水酒精;
(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生復分解反應得到氫氧化亞鐵白色沉淀;
(三)(4)根據實驗裝置和實驗目的來確定氮氣以及銅網的作用;
(5)亞鐵離子可以和氫氧根離子反應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,根據化學反應的特征來確定所屬的反應類型;
(6)根據三價鐵離子可以和硫氰化鉀反應生成血紅色溶液來回答.
點評:本題是一道關于氫氧化亞鐵的制備知識的綜合實驗考查題,要求學生具有分析和解決問題的能力,難度大.
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科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

某同學創新設計制備氫氧化亞鐵的實驗方案:
(一)查閱資料
資料1:乙醇不與氫氧化鈉或硫酸亞鐵反應;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.氮氣不能與銅反應.
資料2:幾種含鐵物質的顏色
 化學式  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)實驗步驟及現象
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無水乙醇,這時會發現溶液中有小氣泡逸出,靜置,直到無小氣泡冒出為止.
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無水乙醇,充分溶解后靜置.
③用長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,慢慢地擠壓橡膠頭,連續吸取幾次,使之充分反應,靜置片刻,這時在試管底會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無水乙醇洗滌,連續洗滌兩三次,這時白色的凝乳狀溶膠會變成白色固體,然后倒在濾紙上使乙醇充分揮發,便得到白色固體粉末.
(1)為避免硫酸亞鐵在溶于水的過程中被氧化,通常可以向溶液中加入
 
.向硫酸亞鐵溶液中慢慢加入無水乙醇時,產生氣泡的原因是
 
.某同學制備無水乙醇的方法是向無水乙醇(含乙醇的質量分數為99.5%以上)中加入一定量的氯化鈣,然后蒸餾得到無水乙醇,你認為此方法能否得到無水乙醇?
 
(填“能”或“否”).
(2)預測上述白色固體的成分可能是
 
,保持白色的主要原因是
 

(3)寫出生成白色沉淀的化學方程式:
 

(三)探究產物成分
Ⅰ利用如圖所示裝置檢驗白色粉末的性質:
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先通入氮氣排盡裝置內的空氣后,繼續通入氮氣,然后加熱硬質試管,觀察到無水硫酸銅逐漸變成藍色;硬質試管里的白色固體粉末逐漸變成黑色;銅網沒有明顯的顏色變化.當白色固體粉末全部變成黑色粉末時,停止加熱,繼續通入氮氣至硬質試管冷卻.
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,不產生氣泡.
Ⅲ.取Ⅱ中的溶液于試管中,滴加酸性高錳酸鉀溶液,溶液的紫色褪去.
(4)實驗1中,氮氣的作用是
 
,銅網的作用是
 

(5)證明白色固體粉末中含有+2價鐵的實驗現象為
 
:寫出符合要求的方程式:
 

屬于分解反應的化學方程式:
 
;屬于氧化還原反應的離子方程式:
 

(6)某同學在上述實驗的基礎上,增加了一個實驗確認白色固體中不含+3價鐵,設計的實驗可能是
 

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