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

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