第4章实验探究Fe(OH)2的制备与实验条件的控制

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

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）在试管里加入的试剂是 。 （2）在试管里加入的试剂是 。 （3）为了制得Fe(OH)2白色沉淀，在试 管和中加入试剂，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

3、）a电极的材料应为 ，电极反 应式为 。 （2）电解液c可以是 （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

4、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，所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2 变少。 方法二 两支试管，试管是开口式，无法用产生 的气体将试液压入试管中，所以制取FeSO4应在 试管中，而在试管中盛不含O2的NaOH溶液。当Fe与稀H2SO4放入试管后，产生的H2可以从试 管内短管处排出，从而排尽试管内空气。再 经过止水夹通入试管中，排尽试管内空气。然后关闭止水夹，试管内产生的H2无法逸出，,造成管内压强增大，将试管内FeSO4溶液通过长 导管压入试管内，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

5、时间。 方法三 电解时阳极Fe Fe2+2e-,阴极上2H2O+2e- H2+2OH-,或电解质溶液能直接提供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）检验试管出口处排出的H2的纯度，当排出

6、的H2已经纯净时再夹紧止水夹（4）试管中反应生成的H2充满了试管和试管，且外界O2不易进入 方法三（1）Fe Fe Fe2+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

7、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：,阅读该资料后，你对上述实验中出现灰绿色或绿色的现象的解释是 ； 资料中提及的微绿色Fe3(OH)8,用氧化物的形式表示可写成 。 （2）乙同学依据配色原理：白色和棕色不可能调 配成绿色或灰绿色的常识，认为绿色可能是形成 Fe(OH)2nH2O所致。用热水浴的方式加热实验中 生成的绿色沉淀，观察到沉淀由绿变白的趋势。 加热时，实验中弹簧夹C应处于 （填“打开”或 “关闭”）状态，容器A中的反应须处于 （填“停止”或“发生”）状态。 写出该实验中支持乙同学观点的化学方程式 。,（3）欢迎你参加该研究小组的讨论，请提出一种 在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中，有助于对沉 淀由“白”变“绿”的现象进行合理解释的实验 设计新思路。,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