第4章實(shí)驗(yàn)探究Fe(OH)2的制備與實(shí)驗(yàn)條件的控制_第1頁(yè)
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第4章實(shí)驗(yàn)探究Fe(OH)2的制備與實(shí)驗(yàn)條件的控制_第4頁(yè)
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1、實(shí)驗(yàn)探究 Fe(OH)2的制備與實(shí)驗(yàn) 條件的控制 要制備氫氧化亞鐵,并使氫氧化亞鐵長(zhǎng)時(shí)間保持白色沉淀的狀態(tài)。一是要減少溶液中氧氣的含量,防止溶液與空氣的接觸;二是要防止溶液中出現(xiàn)三價(jià)鐵離子。既要除去三價(jià)鐵離子,又不引入新的雜質(zhì),一般選用鐵粉來(lái)還原三價(jià)鐵離子。實(shí)驗(yàn)中一般采用新制的硫酸亞鐵與NaOH溶液反應(yīng)來(lái)制取Fe(OH)2沉淀。下面我們來(lái)探究其他制備氫氧化亞鐵的方法。,【探究思考】 1.用下面三種方法均可制得Fe(OH)2白色沉淀。 方法一 用不含F(xiàn)e3+的FeSO4溶液與不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。 (1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時(shí)還需要加入 。 (2)除去蒸餾水

2、中溶解的O2常采用 的 方法。 (3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用長(zhǎng)滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再擠出NaOH溶液,這樣操作的理由是 。,方法二 在如右圖所示的裝置中,用NaOH溶液、 鐵屑、稀H2SO4等試劑制備。 (1)在試管里加入的試劑是 。 (2)在試管里加入的試劑是 。 (3)為了制得Fe(OH)2白色沉淀,在試 管和中加入試劑,打開止水夾,塞 緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是 。 (4)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長(zhǎng)時(shí)間保持白色,理由是 。,方法三 利用電解實(shí)驗(yàn)可以制得純凈的Fe(OH)2白 色沉淀,如右圖所示,已知兩電極的材料分別為 石墨和鐵。 (1

3、)a電極的材料應(yīng)為 ,電極反 應(yīng)式為 。 (2)電解液c可以是 (填編號(hào))。 A.純水B.NaCl溶液 C.NaOH溶液D.CuCl2溶液 (3)d為苯,其作用是 ,在加入苯之 前對(duì)電解液c應(yīng)作何簡(jiǎn)單處理? 。,(4)為了在較短時(shí)間內(nèi)看到白色沉淀,可采取的措施是 (填編號(hào))。 A.改用稀H2SO4作電解液 B.適當(dāng)增大電源的電壓 C.適當(dāng)減小兩極間的距離 D.適當(dāng)降低電解液的溫度 (5)若c用Na2SO4溶液,當(dāng)電解一段時(shí)間后看到 白色Fe(OH)2沉淀,再反接電源電解,除了電極上 看到氣泡外,另一明顯現(xiàn)象為 。,解析 方法一 Fe2+易水解,要加入稀H2SO4防止 其水解;Fe2+易被空氣中

4、的O2氧化,要加鐵粉,將 被氧化的Fe3+還原成Fe2+。氣體的溶解度是隨溫度 升高而降低的,所以煮沸后的蒸餾水中溶解的O2 變少。 方法二 兩支試管,試管是開口式,無(wú)法用產(chǎn)生 的氣體將試液壓入試管中,所以制取FeSO4應(yīng)在 試管中,而在試管中盛不含O2的NaOH溶液。當(dāng)Fe與稀H2SO4放入試管后,產(chǎn)生的H2可以從試 管內(nèi)短管處排出,從而排盡試管內(nèi)空氣。再 經(jīng)過(guò)止水夾通入試管中,排盡試管內(nèi)空氣。然后關(guān)閉止水夾,試管內(nèi)產(chǎn)生的H2無(wú)法逸出,,造成管內(nèi)壓強(qiáng)增大,將試管內(nèi)FeSO4溶液通過(guò)長(zhǎng) 導(dǎo)管壓入試管內(nèi),在此過(guò)程中,液體都處于H2 環(huán)境,從而避免了被空氣中的O2氧化,使得Fe(OH)2能保存更長(zhǎng)

5、時(shí)間。 方法三 電解時(shí)陽(yáng)極Fe Fe2+2e-,陰極上2H2O+2e- H2+2OH-,或電解質(zhì)溶液能直接提供OH-。當(dāng)Fe2+與OH-接觸時(shí)Fe2+2OH-Fe(OH)2,當(dāng)電解液選用NaOH溶液時(shí),在陽(yáng)極處立即產(chǎn)生白色沉淀,當(dāng)選其他溶液時(shí),只有遷移后兩者相遇時(shí)才能產(chǎn)生沉淀(大約在電池中部);當(dāng)反接電源后,陽(yáng)極4OH- 2H2O +O2+ 4e-,產(chǎn)生的O2立即把Fe(OH)2氧化為Fe(OH)3。,答案 方法一(1)稀H2SO4、鐵屑(2)煮沸 (3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2而被氧化 方法二(1)稀H2SO4和鐵屑(2)NaOH溶液 (3)檢驗(yàn)試管出口處排出的H2的純度,當(dāng)排出

6、的H2已經(jīng)純凈時(shí)再夾緊止水夾(4)試管中反應(yīng)生成的H2充滿了試管和試管,且外界O2不易進(jìn)入 方法三(1)Fe Fe Fe2+2e- (2)BC (3)隔絕空氣,防止生成的Fe(OH)2被氧化 加熱煮沸,排出溶解的O2(4)BC(5)白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,最后變成紅褐色,2.某研究性學(xué)習(xí)小組在研究由Fe2+制備Fe(OH)2的 過(guò)程中,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案: 按照?qǐng)D示進(jìn)行實(shí)驗(yàn),容器A中的反應(yīng)開始時(shí),彈簧夾C處于打開狀態(tài),一段時(shí)間后,關(guān)閉彈簧夾C,容器A中的反應(yīng)仍在進(jìn)行,最終在 容器中觀察到白色沉淀,該實(shí)驗(yàn)中涉及到的化學(xué)方程式有 。,【探究思考】實(shí)驗(yàn)表明上述實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的白色沉 淀會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色

7、或綠色,那么如何解釋出 現(xiàn)灰綠色或綠色的現(xiàn)象呢? (1)甲同學(xué)查閱資料后,得到Fe(OH)2如下信息:,閱讀該資料后,你對(duì)上述實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)灰綠色或綠色的現(xiàn)象的解釋是 ; 資料中提及的微綠色Fe3(OH)8,用氧化物的形式表示可寫成 。 (2)乙同學(xué)依據(jù)配色原理:白色和棕色不可能調(diào) 配成綠色或灰綠色的常識(shí),認(rèn)為綠色可能是形成 Fe(OH)2nH2O所致。用熱水浴的方式加熱實(shí)驗(yàn)中 生成的綠色沉淀,觀察到沉淀由綠變白的趨勢(shì)。 加熱時(shí),實(shí)驗(yàn)中彈簧夾C應(yīng)處于 (填“打開”或 “關(guān)閉”)狀態(tài),容器A中的反應(yīng)須處于 (填“停止”或“發(fā)生”)狀態(tài)。 寫出該實(shí)驗(yàn)中支持乙同學(xué)觀點(diǎn)的化學(xué)方程式 。,(3)歡迎你參加該研究小組的討論,請(qǐng)?zhí)岢鲆环N 在研究由Fe2+制備Fe(OH)2的過(guò)程中,有助于對(duì)沉 淀由“白”變“綠”的現(xiàn)象進(jìn)行合理解釋的實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)新思路。,答案 B Fe+H2SO4 FeSO4+H2; FeSO4+2NaOH Fe(OH)2+Na2SO4; H2SO4+2NaOH Na2SO4+2H2O 【探究思考】(1)由于Fe(OH)2部分被氧化,混入少量的Fe(OH)3 FeOFe2O34

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