Question

（15分）某校化学兴趣小组为探究FeSO₄和NaHCO₃的反应，按右图所示操作将NaHCO₃溶液滴加到FeSO₄溶液中（FeSO₄和NaHCO₃溶液均用经煮沸后冷却的蒸馏水配制，并在FeSO₄溶液中加入少量铁粉）。观察到试管中立即出现白色沉淀，同时有大量无色气体生成。

（1）实验室欲配制10%的NaHCO₃溶液，所需仪器有：烧杯、玻璃棒、药匙、         、         （写出另外两种）。

（2）产生的气体是                 （填分子式）。

【查阅资料】FeCO₃为白色固体，不溶于水，在干燥空气中稳定，潮湿环境中需较长时间才能被氧化为Fe(OH)₃。

（3）关于白色沉淀的成分，小组同学提出如下假设，请补充完成假设3：

假设l：白色沉淀是Fe(OH)₂；

假设2：白色沉淀是FeCO₃；

假设3：白色沉淀是                                              。

（4）若假设2成立，写出生成FeCO₃的离子方程式：                              。

经煮沸后冷却的蒸馏水配制FeSO₄溶液的目的是

某同学认为白色沉淀不可能为Fe(OH)₂，你是否同意其观点？            。（填“同意”或“不同意”）。

（5）请设计一个实验方案，验证假设2是否成立。                                   。

Answer

（15分）

（1）托盘天平、量筒（2分）

（2）CO2 （2分）

（3）Fe(OH)2和FeCO3（2分）

（4）FeSO4+2NaHCO3 = Fe(OH)2↓+Na2SO4+2CO2↑（3分）除去水中溶解的氧气，防止生成的Fe(OH)2被迅速氧化（2分） 不同意（2分）

（5）向生成白色沉淀的试管中通入空气，若白色沉淀长时间内不变色，则假设2成立。或向生成白色沉淀的试管中通入空气，若白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变为红褐色，则假设2不成立。（2分）

【解析】

试题分析：（1）实验室配制10%的NaHCO3溶液，首先用托盘天平称量一定质量的NaHCO3固体，然后用量筒量取适量的水进行溶解，因此所需仪器有：托盘天平、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙等。

（2）亚铁离子和碳酸氢根离子发生双水解反应生成CO2，所以生成的气体是CO2；

（3）白色固体可能是Fe（OH）2和FeCO3的混合物，所以假设3为白色固体是Fe（OH）2和FeCO3；

（4）FeSO4和NaHCO3反应生成Fe（OH）2沉淀、二氧化碳，根据元素守恒知还生成硫酸钠，反应方程式为FeSO4+2NaHCO3=Fe（OH）2↓+Na2SO4+2CO2↑；二价铁不稳定，易被氧气氧化而干扰实验，所以经煮沸后冷却的蒸馏水配制FeSO4和NaHCO3溶液的目的是除去水中溶解的氧气，防止生成的氢氧化亚铁被迅速氧化；反应体系进行了无氧处理并且碳酸氢钠水解提供了碱性环境，所以白色沉淀中一定含有氢氧化亚铁；

（5）如果白色沉淀是Fe（OH）2，Fe（OH）2不稳定，极易被氧化生成Fe（OH）3；FeCO3在干燥空气中稳定，潮湿环境中需较长时间才能被氧化为Fe（OH）3，通入空气后根据白色固体变色时间长短判断白色沉淀成分，所以其实验步骤、预期现象和结论为：向生成的白色沉淀的试管中通入空气，若白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变为红褐色，则假设2不成立；若白色沉淀短时间内不变色，则假设2成立。

考点：考查了实验方案的设计等相关知识。