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【教材實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)】04Fe(OH)2與Fe(OH)3膠體的制備專(zhuān)題04Fe(OH)2與Fe(OH)3膠體的制備【教材實(shí)驗(yàn)梳理】1.Fe(OH)2的制備Fe(OH)2易被空氣中的氧氣氧化,生成Fe(OH)3,所以在制備Fe(OH)2時(shí):(1)要確保Fe2+溶液中無(wú)Fe3+,故需加Fe粉,把Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+。(2)要盡量減少與O2的接觸,故采取加熱的方法趕走所需溶液中溶解的O2,冷卻后再反應(yīng);同時(shí)應(yīng)防止空氣中的O2再溶于溶液,常用的方法有三種:①反應(yīng)在試管底部進(jìn)行。如圖甲,這是中學(xué)階段唯一把膠頭滴管插入反應(yīng)溶液的實(shí)驗(yàn)。②加隔氧劑,如加入汽油、苯等比水輕的有機(jī)溶劑。如圖乙,由于苯的液封作用,防止了生成的Fe(OH)2被氧化,因而可較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色的Fe(OH)2沉淀。③利用反應(yīng)產(chǎn)生非氧化性氣體(或通入非氧化性氣體)趕走空氣的方法。如方案一、方案二,此方法可以長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色的Fe(OH)2沉淀。方案一:該方法是先用非氧化性氣體排盡溶液和裝置內(nèi)的空氣,再把試管Ⅱ中的NaOH溶液壓入試管Ⅰ中反應(yīng)。方案二:該方法是先在裝置Ⅰ中產(chǎn)生FeSO4溶液,并利用產(chǎn)生的H2排盡兩溶液和裝置內(nèi)的空氣,再關(guān)閉止水夾K,利用產(chǎn)生的H2把FeSO4溶液壓入裝置Ⅱ的NaOH溶液中。2.膠體的制備(1)物理方法:研磨法。如制豆?jié){。(2)化學(xué)方法:利用水解反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)等。注意:①制備氫氧化鐵膠體時(shí),不能攪拌也不能加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng),否則會(huì)導(dǎo)致膠體聚沉。②書(shū)寫(xiě)制備膠體的化學(xué)方程式時(shí),用“=”,不用“”,而且不能寫(xiě)“↓”符號(hào)。3.檢驗(yàn)Fe2+、Fe3+的常用方法(1)根據(jù)溶液顏色:含有Fe2+的溶液顯淺綠色,含有Fe3+的溶液顯棕黃色。(2)用KSCN溶液和氯水①流程:(3)用NaOH溶液①流程:②有關(guān)反應(yīng):Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓(紅褐色沉淀)Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓(白色沉淀)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3【答題技巧】氫氧化鐵膠體的制備:向沸水中逐滴加入FeCl3飽和溶液,繼續(xù)煮沸至液體呈紅褐色,停止加熱,即制得Fe(OH)3膠體,化學(xué)方程式為FeCl3+3H2OFe(OH)3(膠體)+3HCl。【典例講解】1.下列各圖示中能較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序號(hào))。【及時(shí)鞏固】2.實(shí)驗(yàn)室用FeCl2和燒堿制備Fe(OH)2,為了生成的產(chǎn)物不容易被氧化,下列說(shuō)法不正確的是A.配制FeCl2和燒堿溶液所用的蒸餾水通常要煮沸B.可在FeCl2溶液的上面加一層苯,以隔絕空氣C.向FeCl2溶液中滴加燒堿溶液時(shí),膠頭滴管尖嘴不能伸入到試管內(nèi)D.產(chǎn)生Fe(OH)2沉淀后,不能振蕩試管3.下列實(shí)驗(yàn)操作能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖菍?shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)操作A制備Fe(OH)3膠體將NaOH濃溶液滴加到飽和的FeCl3溶液中B由MgCl2溶液制備無(wú)水MgCl2將MgCl2溶液加熱蒸干C除去Cu粉中混有的CuO加入稀硝酸溶液,過(guò)濾、洗滌、干燥D比較水和乙醇中氫的活潑性分別將少量鈉投入到盛有水和乙醇的燒杯中A.A B.B C.C D.D4.有關(guān)鐵的化合物的說(shuō)法中,錯(cuò)誤的是(
)A.Fe(OH)2是一種黑色固體,不穩(wěn)定,在空氣中易被氧化轉(zhuǎn)變?yōu)榧t褐色B.如圖所示操作可制取Fe(OH)2C.Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反應(yīng)制得D.Fe(OH)3膠體呈紅褐色、透明,能發(fā)生丁達(dá)爾效應(yīng)5.下列各圖示中能較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀的是(
)A.①② B.①③ C.②③ D.①②③6.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.用如圖所示裝置可以制備Fe(OH)2B.檢驗(yàn)紅磚中的氧化鐵:向紅磚粉末中加入鹽酸,充分反應(yīng)后取上層清液于試管中,滴加2~3滴KSCN溶液C.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不變色,滴加少量稀HNO3后溶液顯紅色,此現(xiàn)象不能確定原溶液中含有Fe2+D.向FeCl2溶液中加入少量鐵粉是為了防止Fe2+被氧化7.下列中學(xué)常見(jiàn)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象或表述正確的是()A.過(guò)量的鐵投入到一定量的稀硝酸中,充分反應(yīng)后取上層清液于試管中,滴加KSCN溶液,溶液顯血紅色B.制備氫氧化亞鐵時(shí),向硫酸亞鐵溶液中滴加氫氧化鈉溶液,邊加邊攪拌,即可制得白色的氫氧化亞鐵C.檢驗(yàn)紅磚中的氧化鐵成分,向紅磚粉末中加入鹽酸,充分反應(yīng)后取上層清液于試管中,滴加KSCN溶液2~3滴即可D.向CuSO4溶液中滴入過(guò)量NaOH溶液充分反應(yīng)后,將混合液體倒入蒸發(fā)皿中加熱煮沸一會(huì),然后冷卻、過(guò)濾,濾紙上的物體為“藍(lán)色固體”8.通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析、推理得出正確的結(jié)論是化學(xué)學(xué)習(xí)的方法之一。對(duì)下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)的解釋正確的是()操作、現(xiàn)象解釋A向KI-淀粉溶液中加入FeCl3溶液,溶液變藍(lán)Fe3+能與淀粉發(fā)生顯色反應(yīng)B把生鐵放置于潮濕的空氣中,鐵表面有一層紅棕色的斑點(diǎn)鐵在潮濕的空氣中易生成Fe(OH)3C向稀硝酸中加入少量鐵粉,有氣泡產(chǎn)生說(shuō)明Fe置換出溶液中的氫,生成了氫氣D新制Fe(OH)2露置于空氣中一段時(shí)間,白色物質(zhì)變成了紅褐色說(shuō)明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3A.A B.B C.C D.D9.下圖所示裝置可用來(lái)制取Fe(OH)2和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化時(shí)的顏色變化。實(shí)驗(yàn)提供的試劑:鐵屑、6mol/L硫酸溶液、NaOH溶液。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(
)A.B中盛有一定量的NaOH溶液,A中應(yīng)預(yù)先加入的試劑是鐵屑B.實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)應(yīng)先將活塞E關(guān)閉C.生成Fe(OH)2的操作為:關(guān)閉E,使A中溶液壓入B瓶中D.取下裝置B中的橡皮塞,使空氣進(jìn)入,有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)310.用下面兩種方法可以制得白色沉淀。方法一:用溶液與不含的蒸餾水配制的溶液反應(yīng)制備。(1)除去蒸餾水中溶解的常采用_____________________的方法。(2)生成白色沉淀的操作是用長(zhǎng)滴管吸取不含的溶液,插入溶液液面以下,再擠出溶液。這樣操作的理由是______________________。方法二:在如圖所示裝置中,用不含的溶液、鐵屑和稀硫酸制備。(3)在試管Ⅰ中加入的試劑是________________________________________________。(4)在試管Ⅱ中加入的試劑是________________________________________________。(5)為了制得白色沉淀,在試管Ⅰ和試管Ⅱ中加入試劑,打開(kāi)止水夾,塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是________________________________________________________________________。(6)這樣生成的沉淀能較長(zhǎng)時(shí)間保持白色,其理由是_____________________________________________________________________。11.某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示裝置(氣密性已檢查)制備Fe(OH)2白色沉淀。請(qǐng)回答:(1)裝置5的作用_____________。(2)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),關(guān)閉K2,打開(kāi)K1,反應(yīng)一段時(shí)間后,再打開(kāi)K2,關(guān)閉K1,發(fā)現(xiàn)3中溶液不能進(jìn)入4中。請(qǐng)為裝置作一處改進(jìn),使溶液能進(jìn)入4中__________。(3)裝置改進(jìn)后,將3中反應(yīng)后溶液壓入4中,在4中析出了灰綠色沉淀。從實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程分析沒(méi)有產(chǎn)生白色沉淀的原因__________。12.已知制備膠體的反應(yīng)原理為:FeCl3+3H2OFe(OH)3(膠體)+3HCl,現(xiàn)有甲、乙、丙三名同學(xué)分別進(jìn)行制備Fe(OH)3膠體的實(shí)驗(yàn)。Ⅰ.甲同學(xué)直接加熱飽和FeCl3溶液;Ⅱ.乙同學(xué)向25mL沸水中逐滴加入FeCl3飽和溶液;煮沸至液體呈紅褐色,停止加熱;Ⅲ.丙同學(xué)和乙同學(xué)一樣,但是溶液出現(xiàn)紅褐色后忘記停止,繼續(xù)加熱較長(zhǎng)時(shí)間。試回答下列問(wèn)題:(1)判斷膠體制備是否成功,可利用膠體的__________________________,其中操作方法及現(xiàn)象是_________________________________________________。(2)Fe(OH)3膠體是不是電解質(zhì):__________(填“是”或“不是”)。(3)丁同學(xué)檢查實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)___________(填乙或丙)的燒杯底部有沉淀。(4)丁同學(xué)利用所制得的Fe(OH)3膠體進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):①取部分膠體將其裝入U(xiǎn)形管內(nèi),用石墨作電極,接通直流電,通電一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)陰極附近的顏色逐漸變深,這表明Fe(OH)3膠體的膠粒帶___________電荷。②取部分膠體向其中逐滴滴加硫酸溶液,開(kāi)始產(chǎn)生紅褐色沉淀,這是因?yàn)開(kāi)__________________;繼續(xù)滴加,沉淀減少最終消失,寫(xiě)出化學(xué)反應(yīng)方程式__________________________________。13.某化學(xué)課外小組在制備Fe(OH)2實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到生成的白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,一段時(shí)間后變?yōu)榧t褐色。該小組同學(xué)對(duì)產(chǎn)生灰綠色沉淀的原因,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。I.甲同學(xué)猜測(cè)灰綠色沉淀是Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物,設(shè)計(jì)并完成了實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2。編號(hào)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)1向2mL0.1mol·L-1FeSO4溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液(兩溶液中均先加幾滴維生C溶液)液面上方出現(xiàn)白色沉淀,一段時(shí)間后變?yōu)榛揖G色,長(zhǎng)時(shí)間后變?yōu)榧t褐色實(shí)驗(yàn)2取實(shí)驗(yàn)1中少量灰綠色沉淀,洗凈后加鹽酸溶解,分成兩份。①中加入試劑a,②中加入試劑b①中出現(xiàn)藍(lán)色沉淀,②中溶液未變成紅色(1)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生紅褐色沉淀的化學(xué)方程式為_(kāi)________________________(2)實(shí)驗(yàn)1中加入維生素C溶液是利用了該物質(zhì)的___性
(3)實(shí)驗(yàn)2中加入的試劑a為_(kāi)__溶液,試劑b為_(kāi)___溶液。實(shí)驗(yàn)2的現(xiàn)象說(shuō)明甲同學(xué)的猜測(cè)_____(填“正確”或“不正確”)。Ⅱ.乙同學(xué)查閱資料得知,F(xiàn)e(OH)2沉淀具有較強(qiáng)的吸附性,猜測(cè)灰綠色可能是Fe(OH)2吸附Fe2+引起的,設(shè)計(jì)并完成了實(shí)驗(yàn)3—實(shí)驗(yàn)5。編號(hào)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)3向10mL4mol·L-1NaOH溶液中逐滴加入0.1mol·L-1FeSO4溶液(兩溶液中均先加幾滴維生素C溶液)液面上方產(chǎn)生白色沉淀(帶有較多灰綠色)。沉淀下沉后,部分灰綠色沉淀變?yōu)榘咨珜?shí)驗(yàn)4向10mL8mol·L-1NaOH溶液中逐滴加入0.1mol·L-1FeSO4溶液(兩溶液中均先加幾滴維生素C溶液)液面上方產(chǎn)生白色沉淀(無(wú)灰綠色)。沉淀下沉后,仍為白色實(shí)驗(yàn)5取實(shí)驗(yàn)4中白色沉淀,洗凈后放在潮濕的空氣中______________(4)依據(jù)乙同學(xué)的猜測(cè),實(shí)驗(yàn)4中沉淀無(wú)灰綠色的原因?yàn)開(kāi)____。(5)該小組同學(xué)依據(jù)實(shí)驗(yàn)5的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,間接證明了乙同學(xué)猜測(cè)的正確性,則實(shí)驗(yàn)5的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可能為_(kāi)___。Ⅲ.該小組同學(xué)再次查閱資料得知當(dāng)沉淀形成時(shí),若得到的沉淀單一,則沉淀結(jié)構(gòu)均勻,也緊密;若有雜質(zhì)固體存在時(shí),得到的沉淀便不夠緊密,與溶液的接觸面積會(huì)更大。(6)當(dāng)溶液中存在Fe3+或溶解較多O2時(shí),白色沉淀更容易變成灰綠色的原因?yàn)開(kāi)_____。(7)該小組同學(xué)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論:制備Fe(OH)2時(shí)能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到白色沉淀的適宜的條件和操作有________、____。14.綠礬是含有一定量結(jié)晶水的硫酸亞鐵,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學(xué)興趣小組對(duì)綠礬的一些性質(zhì)進(jìn)行探究?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)在試管中加入少量綠礬樣品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液顏色無(wú)明顯變化。再向試管中通入空氣,溶液逐漸變紅。由此可知:______________、_______________。(2)為測(cè)定綠礬中結(jié)晶水含量,將石英玻璃管(帶兩端開(kāi)關(guān)K1和K2)(設(shè)為裝置A)稱(chēng)重,記為m1g。將樣品裝入石英玻璃管中,再次將裝置A稱(chēng)重,記為m2g。按下圖連接好裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。①儀器B的名稱(chēng)是____________________。②將下列實(shí)驗(yàn)操作步驟正確排序___________________(填標(biāo)號(hào));重復(fù)上述操作步驟,直至A恒重,記為m3g。a.點(diǎn)燃酒精燈,加熱
b.熄滅酒精燈
c.關(guān)閉K1和K2d.打開(kāi)K1和K2,緩緩?fù)ㄈ隢2
e.稱(chēng)量A
f.冷卻到室溫③根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄,計(jì)算綠礬化學(xué)式中結(jié)晶水?dāng)?shù)目x=________________(列式表示)。若實(shí)驗(yàn)時(shí)按a、d次序操作,則使x__________(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。(3)為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物,將(2)中已恒重的裝置A接入下圖所示的裝置中,打開(kāi)K1和K2,緩緩?fù)ㄈ隢2,加熱。實(shí)驗(yàn)后反應(yīng)管中殘留固體為紅色粉末。①C、D中的溶液依次為_(kāi)________(填標(biāo)號(hào))。C、D中有氣泡冒出,并可觀察到的現(xiàn)象分別為_(kāi)______________。a.品紅
b.NaOHc.BaCl2d.Ba(NO3)2
e.濃H2SO4②寫(xiě)出硫酸亞鐵高溫分解反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________。15.某班同學(xué)用如下實(shí)驗(yàn)探究Fe2+、Fe3+的性質(zhì)?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)分別取一定量氯化鐵、氯
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