2024版新教材高考化学全程一轮总复习第三章金属及其化合物微专题大素养4氢氧化亚铁制备实验探究学生用书

微专题·大素养❹氢氧化亚铁制备实验探究【知识基础】1．制备原理(1)制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。(2)成功关键：溶液中不含O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的、隔绝空气的体系中。2．常用方法(1)长胶头滴管法①反应在试管底部进行(这是唯一一种把胶头滴管插入反应溶液的实验)。②加隔氧剂，如加入汽油、苯等密度比水小的有机溶剂[如图1，由于苯的液封作用，可防止生成的Fe(OH)2被氧化，因而可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀]。(2)气压法[如图2]该方法是先在装置Ⅰ中生成FeSO4溶液，并利用生成的H2排尽整个装置中的空气，待检验H2的纯度后，再关闭止水夹K，利用生成的H2把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液进行反应。(3)电解法以铁作阳极，电解NaCl或NaOH溶液，并在液面上覆盖苯或煤油，如图3所示。【素养专练】1．用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含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溶液时还需加入　　　　。(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用　　　　的方法。(3)生成白色Fe(OH)2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________________________________。2．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是　　　　(填序号)。3．如图所示，此装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 mol·L－1的硫酸，其他试剂任选。填写下列空白：(1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的药品是　　　　。A中反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　。(2)实验开始时先将止水夹a　　　　 (填“打开”或“关闭”)，其目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)实验完毕，打开b处止水夹，放入一部分空气，此时B瓶中观察到的现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，发生的反应为____________________________________________________________________________________________________________________________________。微专题·大素养❹素养专练1．解析：(1)稀硫酸抑制Fe2＋水解，铁屑防止Fe2＋被氧化。(3)Fe(OH)2很容易被氧化，实验过程中要确保在无氧条件下生成。答案：(1)稀硫酸、铁屑　(2)加热煮沸　(3)避免生成的Fe(OH)2与氧气接触而被氧化2．解析：因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的，即4Fe(OH)2＋O2＋2H2O ===4Fe(OH)3，因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③的原理为铁作阳极产生Fe2＋，与电解水产生的OH－结合生成，且液面用汽油保护，能防止空气进入；⑤中液面加苯阻止了空气进入；④由于空气中的氧气能迅速将氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。答案：①②③⑤3．答案：(1)铁屑　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(2)打开　利用氢气排出装置中的空气，以防止Fe(OH)2被氧气氧化生成氢氧化铁(3)待A装置反应一段时间后关闭止水夹a，将FeSO4溶液压入B中进行反应(4)白色絮状物迅速变成灰绿色，最后变为红褐色4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3