第4章 实验探究 fe(oh)2的制备与实验条件的控制

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1、实验探究Fe(OH)2的制备与实验条件的控制要制备氢氧化亚铁，并使氢氧化亚铁长时间保持白色沉淀的状态。一是要减少溶液中氧气的含量，防止溶液与空气的接触；二是要防止溶液中出现三价铁离子。既要除去三价铁离子，又不引入新的杂质，一般选用铁粉来还原三价铁离子。实验中一般采用新制的硫酸亚铁与NaOH溶液反应来制取Fe(OH)2沉淀。下面我们来探究其他制备氢氧化亚铁的方法。【探究思考】1.用下面三种方法均可制得Fe(OH)2白色沉淀。方法一用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入。（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用

2、的方法。（3）生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是。方法二在如右图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是。（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是。（3）为了制得Fe(OH)2白色沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是。（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，理由是。方法三利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如右图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。（1）a电极的材料应为，电极反应式为。（2）电解液c可以

3、是（填编号）。A.纯水B.NaCl溶液C.NaOH溶液D.CuCl2溶液（3）d为苯，其作用是，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？。（4）为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是（填编号）。A.改用稀H2SO4作电解液B.适当增大电源的电压C.适当减小两极间的距离D.适当降低电解液的温度（5）若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为。解析方法一Fe2+易水解，要加入稀H2SO4防止其水解；Fe2+易被空气中的O2氧化，要加铁粉，将被氧化的Fe3+还原成Fe2+。气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后

4、的蒸馏水中溶解的O2变少。方法二两支试管，试管Ⅱ是开口式，无法用产生的气体将试液压入试管Ⅰ中，所以制取FeSO4应在试管Ⅰ中，而在试管Ⅱ中盛不含O2的NaOH溶液。当Fe与稀H2SO4放入试管Ⅰ后，产生的H2可以从试管Ⅰ内短管处排出，从而排尽试管Ⅰ内空气。再经过止水夹通入试管Ⅱ中，排尽试管Ⅱ内空气。然后关闭止水夹，试管Ⅰ内产生的H2无法逸出，造成管内压强增大，将试管Ⅰ内FeSO4溶液通过长导管压入试管Ⅱ内，在此过程中，液体都处于H2环境，从而避免了被空气中的O2氧化，使得Fe(OH)2能保存更长时间。方法三电解时阳极FeFe2++2e-,阴极上2H2O+2e-H2↑+2OH-,或电解质溶液能

5、直接提供OH-。当Fe2+与OH-接触时Fe2++2OH-Fe(OH)2↓，当电解液选用NaOH溶液时，在阳极处立即产生白色沉淀，当选其他溶液时，只有迁移后两者相遇时才能产生沉淀（大约在电池中部）；当反接电源后，阳极4OH-2H2O+O2↑+4e-,产生的O2立即把Fe(OH)2氧化为Fe(OH)3。答案方法一（1）稀H2SO4、铁屑（2）煮沸（3）避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化方法二（1）稀H2SO4和铁屑（2）NaOH溶液（3）检验试管Ⅱ出口处排出的H2的纯度，当排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹（4）试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界O2不易进入方法三（1）

6、FeFeFe2++2e-(2)BC(3)隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化加热煮沸，排出溶解的O2（4）BC（5）白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色2.某研究性学习小组在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中，设计了如下实验方案：按照图示进行实验，容器A中的反应开始时，弹簧夹C处于打开状态，一段时间后，关闭弹簧夹C，容器A中的反应仍在进行，最终在容器中观察到白色沉淀，该实验中涉及到的化学方程式有。【探究思考】实验表明上述实验中出现的白色沉淀会逐渐转变为灰绿色或绿色，那么如何解释出现灰绿色或绿色的现象呢？（1）甲同学查阅资料后，得到Fe(OH)2如下信息：资料名称物理性质描述化学性

7、质描述《化学辞典》,顾翼东编，1989年版P637白色无定形粉末或白色至淡绿色六方晶体与空气接触易被氧化，将细粉喷于空气中，则立即燃烧出火花《大学普通化学（下册）》傅鹰著P637白色沉淀此沉淀易被氧化成微绿色Fe3(OH)8《普通化学教程》（下册）P788白色能强烈吸收O2，迅速变成棕色Fe(OH)3，这时作为氧化的中间产物为土绿色，其中含有Fe2+、Fe3+阅读该资料后，你对上述实验中出现灰绿色或绿色的现象