Question

如圖所示裝置可用來制取Fe（OH）₂和觀察Fe（OH）₂在空氣中被氧化時的顏色變化．實驗時必須使用鐵屑、6mol/L H₂SO₄溶液和NaOH溶液．填寫下列空白：
（1）B中盛有一定量的

NaOH溶液

，A中應預先加入的試劑是

鐵屑

，A中反應的化學方程式為

Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑

．
（2）實驗開始時應先將活塞E

打開

（填“打開”或“關(guān)閉”），目的是

讓生成的氫氣排走裝置和溶液中的空氣

（3）A反應一段時間后將活塞E

關(guān)閉

（填“打開”或“關(guān)閉”），目的是

把A中FeSO₄溶液壓入B中反應

（4）實驗結(jié)束，拔去裝置B中的橡皮塞，使空氣進入，F(xiàn)e（OH）₂被氧化．若反應過程中轉(zhuǎn)移了0.04mol電子，則參加反應的氧氣的體積為

0.224

L（標準狀況）．

Answer 1

分析：（1）鐵和稀硫酸反應能生成硫酸亞鐵和氫氣；B中盛有一定量的NaOH溶液；
（2）氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，易被空氣中氧氣氧化生成氫氧化鐵，先將活塞E打開需讓生成的氫氣排走裝置和溶液中的空氣；
（3）A反應一段時間后將活塞E關(guān)閉A裝置內(nèi)氣壓升高，反應生成的Fe²⁺沿導管進入B裝置與NaOH反應生成白色沉淀Fe（OH）₂；
（4）根據(jù)化合價的升降判斷氧化劑、還原劑，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子與參加反應的氧氣的關(guān)系計算氣體體積．

解答：解：（1）制取Fe（OH）₂和觀察Fe（OH）₂在空氣中被氧化時的顏色變化，需先制取氫氧化亞鐵，需用鐵和硫酸反應制氫氣，關(guān)閉活塞E，導致A裝置中壓強增大使FeSO₄溶液被壓入B瓶中進行反應生成氫氧化亞鐵，所以B中盛有一定量的NaOH溶液；制取硫酸亞鐵需要鐵屑，所以在燒瓶中應該先加入鐵屑，鐵和稀硫酸反應的化學方程式為：Fe+H₂S0₄=FeS0₄+H₂↑，
故答案為：NaOH溶液；鐵屑；Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；   
（2）Fe（OH）₂很容易被空氣中的氧氣氧化，實驗開始時應先將活塞E打開，讓生成的氫氣排走裝置和溶液中的空氣，并且通過出氣口排出，使氫氧化亞鐵不能與氧氣充分接觸，從而達到防止被氧化的目的，
故答案為：打開；讓生成的氫氣排走裝置和溶液中的空氣；   
（3）A裝置中Fe與H₂SO₄反應生成H₂充滿整個裝置，反應一段時間后關(guān)閉活塞E，A裝置內(nèi)氣壓升高，反應生成的Fe²⁺沿導管進入B裝置與NaOH反應生成白色沉淀Fe（OH）₂，
故答案為：關(guān)閉；把A中FeSO₄溶液壓入B中反應；
（4）實驗結(jié)束，拔去裝置B中的橡皮塞，使空氣進入，氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，容易被空氣中的氧氣氧化生成紅褐色的氫氧化鐵，4molFe（OH）₂變成4molFe（OH）₃失去4mol電子，1mol氧氣得到4mol電子，
設(shè)轉(zhuǎn)移了0.04mol電子參加反應的氧氣在標準狀況下的體積為XL，
4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O=4Fe（OH）₃，電子轉(zhuǎn)移 4e^-
          22.4L                  4mol
          xL                    0.04mol       x=0.224
故答案為：0.224．

點評：本題考查了氫氧化亞鐵的制取，氫氧化亞鐵極易被氧氣氧氣，制取氫氧化亞鐵時必須在無氧氣的條件下進行反應，注意該題（4）轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目與氧氣體積的關(guān)系，題目難度中等．