氢氧化亚铁的制备方程式因 Fe(0H)2 在空气中易被氧化,4Fe(OH)2+02+2H20==4Fe(OH)3,故 Fe(OH)2 在水中不能稳定存在,在实验室制取Fe(0H)2时,一定要用 新制的亚铁盐和先加 热驱赶掉(L的NaOH溶液,且滴管末端要插入试管内的液面以下,再滴加 NaOH溶液,也可以在反应液面上滴加植物油或苯等物质进行液封,以减少 Fe(OH)2与(b的接触关于Fe(OH)2制备的方法很多,核心问题有两点,一是溶 液中溶解的氧必须除去,二是反应过程必须与()2隔绝1、操作方法:在试管里注入少量新制备的硫酸亚铁溶液,再向其中滴入几滴煤 油,用胶头滴管吸取氢氧化钠溶液,将滴管尖端插入试管里溶液液面F,逐滴滴 入氢氧化钠溶液,观察现象另外,为使氢氧化亚铁 的制备成功,先将硫酸亚铁 溶液加热,除去溶解的氧气实验现象:滴入溶液到硫酸亚铁溶液中有白色絮状沉淀生成白色沉淀 放置一段 时间,振荡后迅速变成灰绿色,最后变成红褐色注:白色沉淀:Fe(0H)2;灰绿色沉淀:Fe(0H)2和Fe(OH)3的混合物;红褐色沉 淀:Fe (OH) 3方法的改进:可在液面上滴加苯或者油进行液封,可有效防止氧的溶解。
氢氧化亚铁的制备在如图所示的装置中,用N£)H溶液、铁屑、稀出S0.1等制备止水夹(1)在试管I里加入稀乩so]和铁屑;(2) 11中的试剂加入前应煮沸;(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀,在试管I和n中加入试剂,打开止 水夹,塞紧塞子后稍等片刻后关闭止水夹;(4)试管I中反应生成的也充满了试管I和试管1【,且外界空气不易进入,这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白•氢氧化亚铁:化学式为Fe(0H)2,白色固体,难溶于水,碱性较弱,可与常见酸反 应;在空气中 易被氧化,白色一灰绿色一红褐色反应方程式女口下:(।) Fe(OH):+2HCl=FeCl:^2H:O(3) 4FeCOH) 2-rOA2H:O=4Fe(OH).•氢氧化亚铁的性质:氢氧化亚铁极易被氧化,水中的溶解氧就可以把它氧化4Fe (OH) 2+O2+2H2O 二 4Fe (OH) 34Fe (OH) 2+O2=A=2Fe203+4H20•铁的氢氧化物:第#贞共12贞Fe (OH) 2Fe (OH) 3色态白色固体红褐色固体与盐酸反应Fe (OH) 2+2H==Fe24+2H20Fe (OH) 3+3H==Fe3++3H2。
热稳定性在空气中加热迅速生成FeQ2Fe(0H)3=(加热)=Fe2()3+3H20者 的 关 系在空气中Fe(OH)2能够非常迅速地被氧化成Fe(0H)3,现象是:白色迅速变成灰绿色,最后变成红褐色反应方程式为:4Fe(0H)2+0,+2比0=二 4Fe (OH) 3【典例】I.用不含FM+的FeSO“溶液与不含Q的蒸徭水配制的NaOH溶液反应制 备1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO』溶液时还需要加入 o(2)除去蒸馆水中溶解的02常采用 的方法⑶生成Fe(OH) 2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含的NaOH溶液,插入FeSO,溶液液面下,再挤出NaOH溶液,这样操作的理由是II.在如图所示的装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2so4等试剂制备上水夹(1)在试管I中加入的试剂是(2)在试管II中加入的试剂是⑶为了制得Fe(0H)2白色沉淀,在试管I和H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(()Hh沉淀能较长时间保持白色,理由是第3贞共12页【答案】:I .⑴稀H2so4、铁屑⑵煮沸⑶避免生成的Fe(OH)2沉 淀接触2而 被氧化IL (1)稀H2SO4和铁屑(2)Na0H溶液⑶检验试 管II出口处排出的也的纯 度,当排出的H,已经纯净时再夹紧止水夹(4)试管I中反应生成的出充满了试管I和试管1【,故外界6不易进入2、电化学制备【典例】由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。
若用下图所法实验装置可制得纯净的Fe(OH)2沉淀两极材料分别为石墨和铁®a电极材料为 ,其电极反应式为 o②电解液d可以是 ,则白色沉淀在电极上生成;也可以是,则白色沉淀在两极之间的溶液中生成A.纯水B. NaCl溶液C. NaOH溶液D. CuCh溶液③ 液体C为苯,其作用是,在加入苯之前,对d溶液进行加热处理的目的是 O④ 为了在短时间内看到白色沉淀,可以采取的措施是A.改用稀硫酸做电解液B.适当增大电源电压C.适当缩小两电极间距离D.适当降低电解液温度⑤若d改为Na2so.溶液,当电解一段时间,看到白色沉淀后,再反接电源,继续电解,除了电极上看到气泡外,另一明显现象为【答案】:①Fe; Fe-2e=Fe2> (2)C; B③隔绝空气防止Fe (OH) 2被空气氧化;排尽溶液中的氧气,防止生成的Fe(OH)2在溶液中氧化④B、C⑤白色沉淀迅速变 成灰绿色,最后变成红褐色[例题1]某研究性学习小组在研究有F/制备Fe(0H)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:Fe1 mol-r1MaOH(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:a n n ①蒸憎水②氯化钠溶液③氢氧化钠④四氯化碳厂1 n ri *⑤氯化铜溶液⑥乙醇⑦铁棒⑧植物油⑨碳棒 =d二/三三三 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2,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F『、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 O资料中提到的微绿色FeX0H)8,用氧化物的形式表示可写成 o第7贞共12页(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(0H)2-nH2。
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 O(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:O解析:此题是一道综合F/的性质和实验的习题,当NaOH溶液中的 空气未排 净时,NaOH与FeS04反应的产物Fe(OH)2只能短时间存在,但当通入比一段时间 后,即可认为其中的空气已经排净,生成的Fe(()H)2能较长时间存在利用电解的方法来制备Fe(0H)2,结合题给试剂和电极材料,要在电解过程中产 生F/,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”,若选取蒸馆水则导电能 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(OHh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 止20: 「4比0o验证乙同学 的猜测 要防止Fe(0H)2 - nHN)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” - nH2。
受热分解生成氢氧化亚铁和 水答案:方法一(DB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) 2 I +Na2S0, ; 4Fe (OH) 2+ 02 + 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二⑦②实验思考:(1 )由于Fe(OH)2部分被氧化,混入少量的Fe (OH) 3 FeO - Fe2O3-4也0 A(2) 打开 发生 Fe (OH)2 - nH20: =Fe (0H)2 + nH20(3)向含有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)2和Fe(OH)3混合后观察其颜 色)点拨:要把握F/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(0H)2时,一定要用新制 的盐和先加热驱赶(L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(L的接触。
[例题2]下列各图中 能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀第9贞共12贞一汽油・/bfeQ且溶液2③存/取或妒FeSO^溶液父FeSO4 溶液d⑤q解析:Fe + 2H===Fe2++ H2I ,产生的氢气将F『压于B中,Fe2> + 20H〜=二二Fe(OH)21 ; F『在空气中很容易被氧化,即4Fe (OH) 2 + 02 + 2H20二二二4Fe (OH)3o因此要长时间地看到Fe (0H)2白 色沉 淀,就要使整个装置与空气或氧气隔绝答案:①②③⑤点拨:关于Fe(0H)2制备的方法很多,核心问题有两点:①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502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: O(2) 硫酸溶液过稀会导致o(3) 采用水浴加热的原因是 o(4) 反应时铁 屑过量的目的是(用离子方程式表示)o(5) 溶液趁热过滤的原因是 o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O解析:⑴铁和稀硫酸反应的方程式为:Fe+H2S0d稀)翌竺FeSOrHLf。
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。