Question

【題目】某學習小組學習了亞鐵鹽的性質后，欲探究FeSO4溶液分別與Na2CO3溶液、NaHCO3溶液的反應。已知：Fe(OH)2和FeCO3均為白色沉淀，不存在Fe(HCO3)2。實驗操作及現象記錄如下：

實驗	試劑			操作及現象
	試管(I)		試管(II)
(試管容積為50 mL)	實驗a	1.0 mol·L－1 FeSO4溶液 24 mL	1.0 mol·L－1 Na2CO3溶液24mL	傾倒完后，迅速用膠塞塞緊試管I的口部，反復上下顛倒搖勻，使反應物充分混合 反應過程中無氣泡產生，生成白色絮狀沉淀 放置1.5～2 h后，白色絮狀沉淀轉化為白色顆粒狀沉淀
	實驗b	1.0 mol·L－1 FeSO4溶液 10 mL	1.0 mol·L－1 NaHCO3溶液 20 mL	傾倒完后，迅速產生白色顆粒狀沉淀和大量氣泡。振蕩，經2～4 min后液面上方試管內壁粘附的白色顆粒狀沉淀物變成紅褐色

(1)甲同學認為實驗a中白色顆粒狀沉淀是FeCO3，寫出該反應的離子方程式：________；他為了證實自己的觀點，進行實驗：取少量白色顆粒狀沉淀，加入________，發現產生大量氣泡。

(2)乙同學推測實驗a的白色顆粒狀沉淀中還可能含有Fe(OH)2，他將實驗a中兩種溶液體積均改成15 mL后再進行實驗，證實了他的推測。能證明Fe(OH)2存在的實驗現象是_________。

(3)實驗b中白色顆粒狀沉淀主要成分也為FeCO3，寫出生成FeCO3的離子方程式：________。

(4)實驗b中液面上方試管內壁粘附的白色顆粒狀沉淀物變成紅褐色，主要原因是潮濕的FeCO3被氧氣氧化，寫出該反應的化學方程式：__________。

(5)乙同學反思，實驗a中含有Fe(OH)2，實驗b中幾乎不含有Fe(OH)2，對比分析出現差異的原因是_________。

Answer 1

【答案】Fe2+ + CO32－ ＝ FeCO3↓ 稀硫酸(或稀鹽酸等，合理答案均可得分) 沉淀顏色由白色變為灰綠色，最終變為紅褐色 Fe2+ + 2HCO3－ ＝ FeCO3↓+ CO2↑+ H2O 4FeCO3 + O2 + 6H2O ＝ 4Fe(OH)3 + 4CO2 混合以后，雖然實驗b中c(NaHCO3)比實驗a中c(Na2CO3)大，但Na2CO3溶液的堿性(或水解程度)比NaHCO3溶液的強

【解析】

解答本題主要抓住Fe(OH)2和FeCO3的區別進行分析，FeCO3能與酸反應產生氣體；能被空氣中的氧氣氧化為紅褐色的氫氧化鐵，據此分析解答。

(1)實驗a中FeSO4與Na2CO3溶液混合若生成的沉淀是FeCO3，則發生復分解反應，反應的離子方程式為：Fe2+ + CO32－ ＝ FeCO3↓；FeCO3溶于硫酸或鹽酸產生二氧化碳氣體，而氫氧化亞鐵與硫酸或鹽酸反應不會產生氣體，則可用稀硫酸或鹽酸來鑒別碳酸亞鐵和氫氧化亞鐵沉淀，

故答案為：Fe2+ + CO32－ ＝ FeCO3↓；稀硫酸(或稀鹽酸)；

(2)若沉淀中有Fe(OH)2，放置在空氣中會被氧化而呈現白色沉淀迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色的現象，

故答案為：沉淀顏色由白色變為灰綠色，最終變為紅褐色；

(3)實驗b中的反應物為硫酸亞鐵和碳酸氫鈉，兩者反應除了生成碳酸亞鐵沉淀，還有二氧化碳氣體和水生成，反應的離子方程式為：Fe2+ + 2HCO3－ ＝ FeCO3↓+ CO2↑+ H2O，

故答案為：Fe2+ + 2HCO3－ ＝ FeCO3↓+ CO2↑+ H2O；

(4) FeCO3被氧氣氧化生成紅褐色的氫氧化鐵，反應中氧氣為氧化劑，碳酸亞鐵為還原劑，由氧化還原反應規律可得反應的化學方程式為：4FeCO3 + O2 + 6H2O ＝ 4Fe(OH)3 + 4CO2，

故答案為：4FeCO3 + O2 + 6H2O ＝ 4Fe(OH)3 + 4CO2；

(5) 對比實驗a、b，不同之處在于前者反應物為碳酸鈉溶液，后者為碳酸氫鈉溶液，由于碳酸根離子的水解程度較碳酸根離子的水解大，實驗a中混合溶液氫氧根離子濃度較實驗b中要大，導致實驗a中更易產生Fe(OH)2沉淀，

故答案為：混合以后，雖然實驗b中c(NaHCO3)比實驗a中c(Na2CO3)大，但Na2CO3溶液的堿性(或水解程度)比NaHCO3溶液的強。