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《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 2+【例题1】某研究性学习小组在研究有Fe制备Fe(OH)的过程中，设计了如下实验方案:2 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)的如下信息: 2 1 资料名称 物理性质描述 化学性质描述 《化学词典》顾翼东白色无定形粉末或与空气接触易被氧化，将细粉喷于空气中，则编637页 白色到淡绿色六方立即燃烧出火花 晶体 《大学普通化学》 ()傅鹰著637白色沉淀 此沉淀易被氧化成微绿色的Fe(OH) 38页 《普通化学教程》能强烈吸收O，迅速变成棕色Fe(OH)，这时氧23白色 2+3+788页 化的中间物为土绿色，其中含有Fe、 Fe (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Fe(OH)，用氧化物的形式表示可写成________________。 38 (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)?nHO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22 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)白色沉淀。 2 【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%, 2 30%的稀硫酸溶液，在50?,80?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: 。 )硫酸溶液过稀会导致 。 (2 (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 。 2+例一 解析:此题是一道综合Fe的性质和实验的习题，当NaOH溶液中的空气未排净时，NaOH与FeSO反应的产物Fe(OH)只能短时间存在，但当通入H一段时间后，即可认为422 其中的空气已经排净，生成的Fe(OH)能较长时间存在。 2 2+利用电解的方法来制备Fe(OH)，结合题给试剂和电极材料，要在电解过程中产生Fe，2 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)被空气氧化成棕色的Fe(OH).23以氧化物的形式来表示Fe(OH)的方法与表示硅酸盐的方法相似，其形式是:38 FeO? FeO?4HO。验证乙同学的猜测要防止Fe (OH)?nHO被空气氧化，因此活塞C应处23222 于打开状态，容器A中的反应也要继续进行，Fe (OH)?nHO受热分解生成氢氧化亚铁和水。 22 :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 + FeSO === Fe(OH)?+NaSO; 4Fe(OH) + O + 2HO === 4Fe(OH) 42242223(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)部分被氧化，混入少量的Fe(OH) FeO? FeO?4HO 23232 (2)(2) 打开 发生 Fe (OH)?nHO Fe (OH)+ nHO 22 22 2+3+(3)向含有Fe、 Fe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) 和Fe(OH)混合后观察其颜色) 23 2+点拨:要把握Fe的强还原性，因为Fe(OH)在空气中易被氧化，故Fe(OH)在水中稳定存在22 2+的寿命只有几秒钟，因此在实验室制取Fe(OH)时，一定要用新制的Fe盐和先加热驱赶O22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)与O的接触。 22 3 +2+2+例二 解析:Fe + 2H=== Fe + H?，产生的氢气将Fe 压于B中， 2 2+,2+Fe + 2OH=== Fe(OH)?;Fe 在空气中很容易被氧化，即 2 4Fe(OH) + O + 2HO === 4Fe(OH)。因此要长时间地看到Fe(OH)白色沉淀，就要使22232 整个装置与空气或氧气隔绝。 答案:???? 点拨:关于Fe(OH)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，2 ?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+HSO(稀)FeSO+H?。(2)硫酸2442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 2，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Fe被氧化成3，3，3，2，Fe=3Fe。(5)溶液趁热过滤的目的是减少FeSO，即使被氧化Fe可以使Fe还原:Fe+2Fe4的损失;塞紧试管口的目的是防止空气中的氧气将FeSO氧化。(6)硫酸亚铁热溶液在冷却4 过程中，溶解度降低，在静止冷却一段时间后会有浅绿色硫酸亚铁晶体析出。 答案:(1)Fe+HSO(稀)FeSO+H? 2442 (2)反应速率慢 不利于晶体析出 3+2+ (3)水浴加热受热均匀，温度容易控制 (4)Fe+2Fe === 3Fe 2+3+ (5)减少FeSO的损失 防止空气进入试管将Fe氧化为Fe 4 (6)有浅绿色晶体析出 4