江苏省赣榆县海头高级中学高二化学《氢氧化亚铁》习题学案

江苏省赣榆县海头高级中学高二化学学案【例题1】某研究性学习小组在研究有Fe2+制备Fe(OH)2的过程中，设计了如下实验方案：方法一：如图所示，当容器A中的反应开始后，若分别进行下列操作，请回答有关问题： （1）若弹簧夹C打开，B容器中会有什么现象发生？ （2）若弹簧夹C关闭一会儿，容器A中反应还在进行时，B容器中会有什么现象发生？写出B容器中有关反应的化学方程式。 （3）若先打开弹簧夹C一段时间，容器A中反应还在进行时，再关闭弹簧夹C关闭一会儿，B容器中会有什么现象发生？ 方法二：如图所示，最终在两极中间的溶液中首先看到白色沉淀。请从所给的试剂和电极材料中选择正确的序号填在横线上： 蒸馏水 氯化钠溶液 氢氧化钠 四氯化碳 氯化铜溶液 乙醇 铁棒 植物油 碳棒，其中a为_，d为_（填序号）。实验思考：实验表明上述实验中出现的白色沉淀会逐渐变为灰绿色或绿色，如何解释出现灰绿色或绿色的现象呢？甲同学查阅资料后，得到Fe(OH)2的如下信息： 资料名称物理性质描述化学性质描述化学词典顾翼东编637页白色无定形粉末或白色到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637页白色沉淀此沉淀易被氧化成微绿色的Fe3(OH)8普通化学教程788页白色能强烈吸收O2，迅速变成棕色Fe(OH)3，这时氧化的中间物为土绿色，其中含有Fe2+、 Fe3+（1）阅读该资料后，你对上述实验中出现灰绿色或绿色现象的解释是_。资料中提到的微绿色Fe3(OH)8，用氧化物的形式表示可写成_。（2）乙同学根据配色原理：白色和棕色不可能配成绿色或灰绿色，认为绿色可能是Fe(OH)2nH2O所致。用热水浴的方式加热“方法一”中生成的绿色沉淀，观察到沉淀有由绿色变白的趋势。加热时，“方法一”中活塞C应处于_（填“打开”或“关闭”）状态，容器A中的反应需处于_（填“停止”或“发生”）状态。写出该反应中支持乙同学观点的化学方程式_。（3）请你提出一种有助于对沉淀由“白”变“绿”现象进行合理解释的实验设计的新思路：_。【例题2】下列各图中_能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀。 【例题3】 实验室制备少量硫酸亚铁晶体的实验步骤如下：取过量洁净的铁屑，加入20%30%的稀硫酸溶液，在5080水浴中加热至不再产生气泡。将溶液趁热过滤，滤液移至试管中，用橡胶塞塞紧试管口，静置、冷却一段时间后收集产品。（1） 写出该实验制备硫酸亚铁的化学方程式： 。（2）硫酸溶液过稀会导致 。（3）采用水浴加热的原因是 。（4）反应时铁屑过量的目的是（用离子方程式表示） 。（5）溶液趁热过滤的原因是 。塞紧试管口的目的是 。（6）静置冷却一段时间后，在试管中观察到的现象是 。例一 解析：此题是一道综合Fe2+的性质和实验的习题，当NaOH溶液中的空气未排净时，NaOH与FeSO4反应的产物Fe(OH)2只能短时间存在，但当通入H2一段时间后，即可认为其中的空气已经排净，生成的Fe(OH)2能较长时间存在。利用电解的方法来制备Fe(OH)2，结合题给试剂和电极材料，要在电解过程中产生Fe2+，应选取铁棒作阳极，阴极可以选取铁棒也可用碳棒，在选取电解质时要注意题给信息：“在两极中间的溶液中首先看到白色沉淀”，若选取蒸馏水则导电能力太弱。结合物质的密度的大小，选取植物油比较合理，它可覆盖在电解质溶液的上方来隔绝空气。分析甲同学所查的资料可知，沉淀变成灰绿色或绿色主要是因为部分Fe(OH)2被空气氧化成棕色的Fe(OH)3.以氧化物的形式来表示Fe3(OH)8的方法与表示硅酸盐的方法相似，其形式是：FeO Fe2O34H2O。验证乙同学的猜测要防止Fe (OH)2nH2O被空气氧化，因此活塞C应处于打开状态，容器A中的反应也要继续进行，Fe (OH)2nH2O受热分解生成氢氧化亚铁和水。 答案：方法一（1）B容器中的导管口有气泡冒出。（2）容器A中溶液进入容器B中，容器B中有白色沉淀生成，沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，发生的反应方程式为： 2NaOH + FeSO4 = Fe(OH)2+Na2SO4； 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3(3)开始时容器B中的导管有气泡冒出，弹簧夹关闭后，容器A中的溶液进入容器B，有白色沉淀生成。 方法二 实验思考：（1） 由于Fe(OH)2部分被氧化，混入少量的Fe(OH)3 FeO Fe2O34H2O （2） （2） 打开 发生 Fe (OH)2nH2O Fe (OH)2+ nH2O（3）向含有Fe2+、 Fe3+混合溶液中加入NaOH溶液后，观察生成沉淀的颜色是否为灰绿色（或者可以将Fe(OH)2 和Fe(OH)3混合后观察其颜色）点拨：要把握Fe2+的强还原性，因为Fe(OH)2在空气中易被氧化，故Fe(OH)2在水中稳定存在的寿命只有几秒钟，因此在实验室制取Fe(OH)2时，一定要用新制的Fe2+盐和先加热驱赶O2后的NaOH溶液，且滴管的末端插入试管内的液面以下，再挤入NaOH溶液，也可以在反应的液面上滴加植物油或苯等物质进行液封，用来减少Fe(OH)2与O2的接触。例二 解析：Fe + 2H+= Fe2+ + H2，产生的氢气将Fe2+ 压于B中，Fe2+ + 2OH= Fe(OH)2；Fe2+ 在空气中很容易被氧化，即4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3。因此要长时间地看到Fe(OH)2白色沉淀，就要使整个装置与空气或氧气隔绝。 答案：点拨：关于Fe(OH)2制备的方法很多，核心问题有两点：是溶液中溶解的氧气必须除去，是反应过程必须与氧气隔绝。例三 解析：铁和稀硫酸反应的方程式为：Fe+H2SO4(稀)FeSO4+H2。（2）硫酸如果浓度过稀，则反应时速率过慢；另外由于溶液中含有较多的水，也不利于硫酸亚铁晶体的析出。（3）水浴加热受热均匀，温度容易控制。（4）铁屑过量的目的是防止Fe2被氧化成Fe3，即使被氧化Fe可以使Fe3还原：Fe+2Fe3=3Fe2。(5)溶液趁热过滤的目的是减少FeSO4的损失；塞紧试管口的目的是防止空气中的氧气将FeSO4氧化。（6）硫酸亚铁热溶液在冷却过程中，溶解度降低，在静止冷却一段时间后会有浅绿色