19.某興趣小組研究FeSO4溶液與NaOH溶液反應過程中的物質變化。
(1)小組實驗
向2mL0.1mol?L-1新制FeSO4溶液中滴加少量0.1mol?L-1NaOH溶液,生成白色沉淀,迅速變?yōu)榛揖G色,顏色逐漸加深。充分振蕩,靜置一段時間后變?yōu)榧t褐色。寫出由白色沉淀變?yōu)榧t褐色沉淀反應的化學方程式:
。
(2)探究灰綠色沉淀的成因
猜想1:白色沉淀吸附Fe2+,呈現灰綠色。
猜想2:鐵元素部分被氧化后,Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)形成的共沉淀物為灰綠色。
實驗 |
操作 |
試劑(均為0.1mol?L-1) |
實驗現象 |
Ⅰ |
向兩片玻璃片中心分別滴加試劑ⅰ和ⅱ,面對面快速夾緊。 |
?。? ⅱ.2滴NaOH溶液 |
玻璃片夾縫中有白色渾濁。分開玻璃片,白色渾濁迅速變?yōu)榛揖G色。 |
Ⅱ |
?。?滴FeSO4溶液、1滴Fe2(SO4)3溶液 ⅱ.2滴NaOH溶液 |
玻璃片夾縫中立即有灰綠色渾濁。 |
①將試劑ⅰ補充完整。
②根據實驗現象得出結論,猜想
正確。
(3)探究灰綠色沉淀的結構和組成
資料:
ⅰ.Fe(OH)
2層狀結構示意圖如圖,OH
-位于八面體的頂點,Fe
2+占據八面體的中心。當部分Fe(Ⅱ)被氧化為Fe(Ⅲ)時,層狀結構不被破壞。
ⅱ.Fe
2+在強酸條件下不易被空氣氧化;低濃度的Cl
-難以體現還原性。
ⅲ.I
2+2S
2═2I
-+S
4。
稱取一定量灰綠色沉淀,用稀鹽酸完全溶解后,定容至250mL得樣品液。
①小組同學根據資料推測:灰綠色沉淀的層間可能嵌入了
,理由是
通過實驗證實了該推測正確,實驗操作和現象是
。
②取樣品液100.00mL,測得其中
的物質的量為6.4×10
-4mol。
③取樣品液25.00mL,用0.0050mol?L
-1酸性KMnO
4溶液滴定至終點,消耗KMnO
4溶液25.60mL。寫出該滴定過程中反應的離子方程式:
。
④取樣品液25.00mL,加適量水及KI固體靜置后,立即以0.025mol?L
-1Na
2S
2O
3溶液滴定至淺黃色,再加入淀粉溶液滴定至藍色恰好消失,消耗Na
2S
2O
3溶液12.80mL。
結論:用Fe(Ⅱ)
xFe(Ⅲ)
y(OH)
z(SO
4)
m表示灰綠色沉淀的組成,則此樣品中x:y:z:m=
(取最簡整數比)。
(4)實驗反思與改進
有文獻指出:表面吸附的Fe
2+可與沉淀中已有溶解的Fe(Ⅲ)快速發(fā)生電子轉移,使沉淀呈現灰綠色。原理如圖所示。
①利用同位素示蹤法證明電子轉移過程的存在:將
56Fe(OH)
3固體與
57FeSO
4溶液混合得到懸濁液,一段時間后
(將實驗測定結果補充完整)。
②小組同學根據文獻觀點改進了(1)中的實驗方案,在試管中獲得了可較長時間存在的白色沉淀,寫出合理的實驗操作:
。