實(shí)驗(yàn)探究Fe(OH)的制備與實(shí)驗(yàn)條件的控制

1、實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究 Fe(OH)Fe(OH)2 2的制備與實(shí)驗(yàn)的制備與實(shí)驗(yàn) 條件的控制條件的控制要制備氫氧化亞鐵，并使氫氧化亞鐵長時(shí)間保持要制備氫氧化亞鐵，并使氫氧化亞鐵長時(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)，一般選用鐵粉來還原三價(jià)鐵不引入新的雜質(zhì)，一般選用鐵粉來還原三價(jià)鐵離子。實(shí)驗(yàn)中一般采用新制的硫酸亞鐵與離子。實(shí)驗(yàn)中一般采用新制的硫酸亞鐵與NaOHNaOH溶液反應(yīng)來制取

2、溶液反應(yīng)來制取Fe(OH)Fe(OH)2 2沉淀。下面我們來探究沉淀。下面我們來探究其他制備氫氧化亞鐵的方法。其他制備氫氧化亞鐵的方法。【探究思考探究思考】1. 1.用下面三種方法均可制得用下面三種方法均可制得Fe(OH)Fe(OH)2 2白色沉淀。白色沉淀。 方法一方法一 用不含用不含F(xiàn)eFe3+3+的的FeSOFeSO4 4溶液與不含溶液與不含O O2 2的蒸的蒸餾水配制的餾水配制的NaOHNaOH溶液反應(yīng)制備。溶液反應(yīng)制備。 （1 1）用硫酸亞鐵晶體配制上述）用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSOFeSO4 4溶液時(shí)還需溶液時(shí)還需要加入要加入 。 （2 2）除去蒸餾水中溶解的）除去蒸餾水中溶解的

3、O O2 2常采用常采用 的的 方法。方法。 （3 3）生成）生成Fe(OH)Fe(OH)2 2白色沉淀的操作是用長滴管吸白色沉淀的操作是用長滴管吸取不含取不含O O2 2的的NaOHNaOH溶液，插入溶液，插入FeSOFeSO4 4溶液液面下，溶液液面下，再擠出再擠出NaOHNaOH溶液，這樣操作的理由是溶液，這樣操作的理由是 。方法二方法二 在如右圖所示的裝置中，用在如右圖所示的裝置中，用NaOHNaOH溶液、溶液、鐵屑、稀鐵屑、稀H H2 2SOSO4 4等試劑制備。等試劑制備。（1 1）在試管）在試管里加入的試劑是里加入的試劑是 。（2 2）在試管）在試管里加入的試劑是里加入的試劑是

4、。（3 3）為了制得）為了制得Fe(OH)Fe(OH)2 2白色沉淀，在試白色沉淀，在試管管和和中加入試劑，打開止水夾，塞中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是 。（4 4）這樣生成的）這樣生成的Fe(OH)Fe(OH)2 2沉淀能較長時(shí)間保持白沉淀能較長時(shí)間保持白色，理由是色，理由是 。方法三方法三 利用電解實(shí)驗(yàn)可以制得純凈的利用電解實(shí)驗(yàn)可以制得純凈的Fe(OH)Fe(OH)2 2白白色沉淀，如右圖所示，已知兩電極的材料分別為色沉淀，如右圖所示，已知兩電極的材料分別為石墨和鐵。石墨和鐵。（1 1）a a電極的材料應(yīng)為電極的材料應(yīng)為 ，電極反，電極反應(yīng)式為應(yīng)式為 。

5、（2 2）電解液）電解液c c可以是可以是 （填編號）。（填編號）。A.A.純水純水B.NaClB.NaCl溶液溶液C.NaOHC.NaOH溶液溶液D.CuClD.CuCl2 2溶液溶液（3 3）d d為苯，其作用是為苯，其作用是 ，在加入苯之，在加入苯之前對電解液前對電解液c c應(yīng)作何簡單處理？應(yīng)作何簡單處理？ 。（4 4）為了在較短時(shí)間內(nèi)看到白色沉淀，可采取的）為了在較短時(shí)間內(nèi)看到白色沉淀，可采取的措施是措施是 （填編號）。（填編號）。A.A.改用稀改用稀H H2 2SOSO4 4作電解液作電解液B.B.適當(dāng)增大電源的電壓適當(dāng)增大電源的電壓C.C.適當(dāng)減小兩極間的距離適當(dāng)減小兩極間的距離D

6、.D.適當(dāng)降低電解液的溫度適當(dāng)降低電解液的溫度（5 5）若）若c c用用NaNa2 2SOSO4 4溶液，當(dāng)電解一段時(shí)間后看到溶液，當(dāng)電解一段時(shí)間后看到白色白色Fe(OH)Fe(OH)2 2沉淀，再反接電源電解，除了電極上沉淀，再反接電源電解，除了電極上看到氣泡外，另一明顯現(xiàn)象為看到氣泡外，另一明顯現(xiàn)象為 。解析解析 方法一方法一 FeFe2+2+易水解，要加入稀易水解，要加入稀H H2 2SOSO4 4防止防止其水解；其水解；FeFe2+2+易被空氣中的易被空氣中的O O2 2氧化，要加鐵粉，將氧化，要加鐵粉，將被氧化的被氧化的FeFe3+3+還原成還原成FeFe2+2+。氣體的溶解度是隨溫

7、度。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升高而降低的，所以煮沸后的蒸餾水中溶解的O O2 2變少。變少。方法二方法二 兩支試管，試管兩支試管，試管是開口式，無法用產(chǎn)生是開口式，無法用產(chǎn)生的氣體將試液壓入試管的氣體將試液壓入試管中，所以制取中，所以制取FeSOFeSO4 4應(yīng)在應(yīng)在試管試管中，而在試管中，而在試管中盛不含中盛不含O O2 2的的NaOHNaOH溶液。溶液。當(dāng)當(dāng)FeFe與稀與稀H H2 2SOSO4 4放入試管放入試管后，產(chǎn)生的后，產(chǎn)生的H H2 2可以從試可以從試管管內(nèi)短管處排出，從而排盡試管內(nèi)短管處排出，從而排盡試管內(nèi)空氣。再內(nèi)空氣。再經(jīng)過止水夾通入試管

8、經(jīng)過止水夾通入試管中，排盡試管中，排盡試管內(nèi)空氣。內(nèi)空氣。然后關(guān)閉止水夾，試管然后關(guān)閉止水夾，試管內(nèi)產(chǎn)生的內(nèi)產(chǎn)生的H H2 2無法逸出，無法逸出，造成管內(nèi)壓強(qiáng)增大，將試管造成管內(nèi)壓強(qiáng)增大，將試管內(nèi)內(nèi)FeSOFeSO4 4溶液通過長溶液通過長導(dǎo)管壓入試管導(dǎo)管壓入試管內(nèi)，在此過程中，液體都處于內(nèi)，在此過程中，液體都處于H H2 2環(huán)境，從而避免了被空氣中的環(huán)境，從而避免了被空氣中的O O2 2氧化，使得氧化，使得Fe(OH)Fe(OH)2 2能保存更長時(shí)間。能保存更長時(shí)間。方法三方法三 電解時(shí)陽極電解時(shí)陽極FeFe FeFe2+2+2e+2e- -, ,陰極上陰極上2H2H2 2O+2eO+2e-

9、 - H H2 2+2OH+2OH- -, ,或電解質(zhì)溶液能直接提或電解質(zhì)溶液能直接提供供OHOH- -。當(dāng)。當(dāng)FeFe2+2+與與OHOH- -接觸時(shí)接觸時(shí)FeFe2+2+2OH+2OH- -Fe(OH)Fe(OH)2 2，當(dāng)電解液選用當(dāng)電解液選用NaOHNaOH溶液時(shí)，在陽極處立即產(chǎn)生白溶液時(shí)，在陽極處立即產(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)反接電時(shí)才能產(chǎn)生沉淀（大約在電池中部）；當(dāng)反接電源后，陽極源后，陽極4OH4OH- - 2H2H2 2O O+O+O2 2+ + 4e4e- -, ,產(chǎn)生的產(chǎn)生的

10、O O2 2立即把立即把Fe(OH)Fe(OH)2 2氧化為氧化為Fe(OH)Fe(OH)3 3。答案答案 方法一（方法一（1 1）?。┫ H2 2SOSO4 4、鐵屑（、鐵屑（2 2）煮沸）煮沸（3 3）避免生成的）避免生成的Fe(OH)Fe(OH)2 2沉淀接觸沉淀接觸O O2 2而被氧化而被氧化方法二（方法二（1 1）稀）稀H H2 2SOSO4 4和鐵屑（和鐵屑（2 2）NaOHNaOH溶液溶液（3 3）檢驗(yàn)試管）檢驗(yàn)試管出口處排出的出口處排出的H H2 2的純度，當(dāng)排出的純度，當(dāng)排出的的H H2 2已經(jīng)純凈時(shí)再夾緊止水夾（已經(jīng)純凈時(shí)再夾緊止水夾（4 4）試管）試管中反應(yīng)中反應(yīng)生成的

11、生成的H H2 2充滿了試管充滿了試管和試管和試管，且外界，且外界O O2 2不易不易進(jìn)入進(jìn)入方法三（方法三（1 1）Fe FeFe Fe FeFe2+2+2e+2e- - (2)BC (2)BC (3)(3)隔絕空氣，防止生成的隔絕空氣，防止生成的Fe(OH)Fe(OH)2 2被氧化被氧化 加熱煮加熱煮沸，排出溶解的沸，排出溶解的O O2 2（4 4）BCBC（5 5）白色沉淀迅速變）白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅褐色為灰綠色，最后變成紅褐色2. 2.某研究性學(xué)習(xí)小組在研究由某研究性學(xué)習(xí)小組在研究由FeFe2+2+制備制備Fe(OH)Fe(OH)2 2的的過程中，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：過程

12、中，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案： 按照圖示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，容器按照圖示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，容器A A中的反應(yīng)開始時(shí)，彈中的反應(yīng)開始時(shí)，彈簧夾簧夾C C處于打開狀態(tài)，一段時(shí)間后，關(guān)閉彈簧夾處于打開狀態(tài)，一段時(shí)間后，關(guān)閉彈簧夾C C，容器，容器A A中的反應(yīng)仍在進(jìn)行，最終在中的反應(yīng)仍在進(jìn)行，最終在 容容器中觀察到白色沉淀，該實(shí)驗(yàn)中涉及到的化學(xué)器中觀察到白色沉淀，該實(shí)驗(yàn)中涉及到的化學(xué)方程式有方程式有 。【探究思考探究思考】實(shí)驗(yàn)表明上述實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的白色沉】實(shí)驗(yàn)表明上述實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的白色沉淀會逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色或綠色，那么如何解釋出淀會逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色或綠色，那么如何解釋出現(xiàn)灰綠色或綠色的現(xiàn)象呢？現(xiàn)灰綠色或綠色的現(xiàn)象呢？（1 1）

13、甲同學(xué)查閱資料后，得到）甲同學(xué)查閱資料后，得到Fe(OH)Fe(OH)2 2如下信息：如下信息：資料名稱資料名稱物理性質(zhì)描述物理性質(zhì)描述化學(xué)性質(zhì)描述化學(xué)性質(zhì)描述化學(xué)辭典化學(xué)辭典, ,顧翼東編，顧翼東編，19891989年版年版P P637637白色無定形粉末白色無定形粉末或白色至淡綠色或白色至淡綠色六方晶體六方晶體與空氣接觸易被氧化，將與空氣接觸易被氧化，將細(xì)粉噴于空氣中，則立即細(xì)粉噴于空氣中，則立即燃燒出火花燃燒出火花大學(xué)普通化大學(xué)普通化學(xué)（下冊）學(xué)（下冊）傅鷹著傅鷹著P P637637白色沉淀白色沉淀此沉淀易被氧化成微綠色此沉淀易被氧化成微綠色FeFe3 3(OH)(OH)8 8普通化學(xué)教

14、普通化學(xué)教程程（下冊）（下冊）P P788788白色白色能強(qiáng)烈吸收能強(qiáng)烈吸收O O2 2，迅速變成，迅速變成棕色棕色Fe(OH)Fe(OH)3 3，這時(shí)作為氧，這時(shí)作為氧化的中間產(chǎn)物為土綠色，化的中間產(chǎn)物為土綠色，其中含有其中含有FeFe2+2+、FeFe3+3+閱讀該資料后，你對上述實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)灰綠色或綠色閱讀該資料后，你對上述實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)灰綠色或綠色的現(xiàn)象的解釋是的現(xiàn)象的解釋是 ；資料中提及的微綠色資料中提及的微綠色FeFe3 3(OH)(OH)8 8, ,用氧化物的形式表示用氧化物的形式表示可寫成可寫成 。（2 2）乙同學(xué)依據(jù)配色原理：白色和棕色不可能調(diào)）乙同學(xué)依據(jù)配色原理：白色和棕色不可能

15、調(diào)配成綠色或灰綠色的常識，認(rèn)為綠色可能是形成配成綠色或灰綠色的常識，認(rèn)為綠色可能是形成Fe(OH)Fe(OH)2 2n nH H2 2O O所致。用熱水浴的方式加熱實(shí)驗(yàn)中所致。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。生成的綠色沉淀，觀察到沉淀由綠變白的趨勢。加熱時(shí)，實(shí)驗(yàn)中彈簧夾加熱時(shí)，實(shí)驗(yàn)中彈簧夾C C應(yīng)處于應(yīng)處于 （填（填“打開打開”或或 “關(guān)閉關(guān)閉”）狀態(tài)，容器）狀態(tài)，容器A A中的反應(yīng)須處于中的反應(yīng)須處于 （填（填“停止停止”或或“發(fā)生發(fā)生”）狀態(tài)。）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 3）歡迎你參加該研究

16、小組的討論，請?zhí)岢鲆环N）歡迎你參加該研究小組的討論，請?zhí)岢鲆环N在研究由在研究由FeFe2+2+制備制備Fe(OH)Fe(OH)2 2的過程中，有助于對沉的過程中，有助于對沉淀由淀由“白白”變變“綠綠”的現(xiàn)象進(jìn)行合理解釋的實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象進(jìn)行合理解釋的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)新思路。設(shè)計(jì)新思路。答案答案 B Fe+HB Fe+H2 2SOSO4 4 FeSOFeSO4 4+H+H2 2；FeSOFeSO4 4+2NaOH Fe(OH)+2NaOH Fe(OH)2 2+Na+Na2 2SOSO4 4；H H2 2SOSO4 4+2NaOH Na+2NaOH Na2 2SOSO4 4+2H+2H2 2O O【探究思考】（【探究思考】（1 1）由于）由于Fe(OH)Fe(OH)2 2部分被氧化，混部