- 氢氧化铁胶体的制备
- 共59题
(2015秋•常德校级月考)如图所示装置,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6mol/L的硫酸,其他试剂任选.填写下列空白:
(1)仪器a的名称为______,实验时由a向烧瓶中加硫酸至______(填“b”或“c”)
(2)为了能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀,关于活塞d,正确的操作为______(填编号)
①实验开始时应先将关闭d,一段时间后再打开 ②实验开始时应先将打开d,一段时间后再关闭
(3)在B中观察到白色沉淀后,打开e,现象为______反应的化学方程式为______.
正确答案
解:(1)根据图示可知,仪器a为分液漏斗;为了使生成的硫酸亚铁溶液压入装置B中,实验时由a向烧瓶中加硫酸至b,使导管浸入溶液中
故答案为:分液漏斗;b;
(2)为了能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀,必须保证装置中没有氧气,故应该先用铁与稀硫酸反应生成的氢气排出装置中氧气,所以先打开d;然后关闭d,利用生成的氢气增大A装置中压强,将硫酸亚铁溶液压入B中生成氢氧化亚铁,所以操作②正确,
故答案为:②;
(3)氢氧化亚铁不稳定,易被氧气氧化生成红褐色氢氧化铁沉淀,所以看到的现象是:白色沉淀变为灰绿色,最后变为红褐色,反应方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,
故答案为:白色沉淀变为灰绿色,最后变为红褐色;4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3.
解析
解:(1)根据图示可知,仪器a为分液漏斗;为了使生成的硫酸亚铁溶液压入装置B中,实验时由a向烧瓶中加硫酸至b,使导管浸入溶液中
故答案为:分液漏斗;b;
(2)为了能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀,必须保证装置中没有氧气,故应该先用铁与稀硫酸反应生成的氢气排出装置中氧气,所以先打开d;然后关闭d,利用生成的氢气增大A装置中压强,将硫酸亚铁溶液压入B中生成氢氧化亚铁,所以操作②正确,
故答案为:②;
(3)氢氧化亚铁不稳定,易被氧气氧化生成红褐色氢氧化铁沉淀,所以看到的现象是:白色沉淀变为灰绿色,最后变为红褐色,反应方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,
故答案为:白色沉淀变为灰绿色,最后变为红褐色;4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3.
实验室配制氯化亚铁溶液时是把氯化亚铁溶解于煮沸过的蒸馏水中,并加入______,向氯化亚铁溶液中加入氢氧化钠溶液时能观察到的现象是______反应的化学方程式是______、______.
正确答案
铁粉和盐酸
先白色沉淀,迅速经灰绿色并转化为红褐色沉淀
FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
解析
解:配制氯化亚铁溶液的方法为:将氯化亚铁溶解在盐酸中,再加入蒸馏水稀释,最后加入少量铁屑;
氯化亚铁溶液中加入NaOH溶液后,发生反应:FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl,会过程中到:先生成白色沉淀,白色沉淀迅速经灰绿色并转化为红褐色沉淀,反应的化学方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,
故答案为:铁粉和盐酸;先生成白色沉淀,迅速经灰绿色并转化为红褐色沉淀;FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl;4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3.
用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀.
方法一: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溶液时还需加入少量铁屑,目的是______;
(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______.
方法二:在如图装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备.
(1)在试管Ⅰ里加入的试剂是______;
(2)在试管Ⅱ里加入的试剂是______;
(3)这样生成的 Fe(OH)2 沉淀能较长时间保持白色,其理由是______(填字母);
A.H2将空气中的氧气反应消耗了.
B.试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ,外界空气不容易进入.
(4)为了制得白色Fe(OH)2沉淀,在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是______.
正确答案
解:方法一 (1)配制FeSO4溶液时,需加入稀硫酸和铁屑,目的是抑制Fe2+的水解、防止Fe2+被空气中的O2氧化为Fe3+,
故答案为:防止FeSO4被氧化;
(2)煮沸蒸馏水可除去蒸馏水中溶解的O2,
故答案为:煮沸;
(3)Fe(OH)2很容易被空气中的氧气氧化,实验时生成白色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,
故答案为:避免生成的 Fe(OH)2沉淀接触O2;
方法二(1)试管Ⅰ中提供还原性气体氢气和硫酸亚铁溶液,可用硫酸和铁屑反应生生成,
故答案为:稀H2SO4、铁屑;
(2)试管Ⅱ中应为NaOH溶液,与试管Ⅰ中生成的FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2沉淀,
故答案为:NaOH溶液;
(3)由于装置中充满H2,外界空气不易进入,所以沉淀的白色可维持较长时间,故答案为:试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ,且外界空气不容易进入,所以B正确,
故答案为:B;
(4)打开止水夹,Fe与H2SO4反应生成H2充满整个装置,反应一段时间后关闭止水夹,左侧试管内气压升高,反应生成的Fe2+沿导管进入右侧试管与NaOH反应生成白色沉淀Fe(OH)2;若过早关闭止水夹,使左侧试管中的硫酸压入右侧试管中,将NaOH中和,则得不到Fe(OH)2溶液,
故答案为:检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度.当排出的H2纯净时,再夹紧止水夹.
解析
解:方法一 (1)配制FeSO4溶液时,需加入稀硫酸和铁屑,目的是抑制Fe2+的水解、防止Fe2+被空气中的O2氧化为Fe3+,
故答案为:防止FeSO4被氧化;
(2)煮沸蒸馏水可除去蒸馏水中溶解的O2,
故答案为:煮沸;
(3)Fe(OH)2很容易被空气中的氧气氧化,实验时生成白色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,
故答案为:避免生成的 Fe(OH)2沉淀接触O2;
方法二(1)试管Ⅰ中提供还原性气体氢气和硫酸亚铁溶液,可用硫酸和铁屑反应生生成,
故答案为:稀H2SO4、铁屑;
(2)试管Ⅱ中应为NaOH溶液,与试管Ⅰ中生成的FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2沉淀,
故答案为:NaOH溶液;
(3)由于装置中充满H2,外界空气不易进入,所以沉淀的白色可维持较长时间,故答案为:试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ,且外界空气不容易进入,所以B正确,
故答案为:B;
(4)打开止水夹,Fe与H2SO4反应生成H2充满整个装置,反应一段时间后关闭止水夹,左侧试管内气压升高,反应生成的Fe2+沿导管进入右侧试管与NaOH反应生成白色沉淀Fe(OH)2;若过早关闭止水夹,使左侧试管中的硫酸压入右侧试管中,将NaOH中和,则得不到Fe(OH)2溶液,
故答案为:检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度.当排出的H2纯净时,再夹紧止水夹.
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:
【实验设计】
方法一:按照图1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:______.
方法二:按图2进行实验,最终在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀.请从所提供的试剂或电极材料中选择正确的序号填在横线上:①纯水 ②NaCl溶液 ③NaOH溶液 ④四氯化碳 ⑤CuCl2溶液 ⑥乙醇 ⑦Fe棒 ⑧植物油 ⑨碳棒
a为______,b为______,c为______,d为______.(填序号)
【探究思考】
实验表明上述实验中出现白色的沉淀会逐渐转变为灰绿色或绿色,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)2•nH2O所致.用热水浴的方式加热“方法一”中生成的绿色沉淀,观察到沉淀由绿变白的趋势.加热时,“方法一”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______.
正确答案
解:【实验设计】
方法一:关闭活塞C,A瓶内铁粉与稀硫酸反应放出的氢气不能排出而使瓶内气体增加,压强逐渐增大,把反应生成的硫酸亚铁溶液压入B瓶内,氢氧化钠与硫酸亚铁发生反应而生成氢氧化亚铁的沉淀,因此,在B瓶内观察到沉淀产生,涉及的反应有:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O,
故答案为:B;Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O;
方法二:按图2进行实验,最终在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀,则阳极上铁放电生成亚铁离子,所以铁作阳极,金属或导电的非金属作阴极,可以选用铁或石墨;
阴极上氢离子放电同时有氢氧根离子生成,所以可以选用氢氧化钠溶液或氯化钠溶液,为防止亚铁离子被氧化,则C的密度小于水的密度,所以C可以选用植物油,
故答案为:⑦;⑨或⑦;⑧;②或③;
【探究思考】
(1)由资料信息可知,氢氧化亚铁为白色而氢氧化铁为棕色,二者的混合物呈现出绿色,因此实验中出现灰绿色或绿色的现象应是生成的Fe(OH)2部分被氧化而混入少量的Fe(OH)3的缘故;资料中提及的微绿色Fe3(OH)8,可理解为Fe(OH)2与Fe(OH)3的结合起的一种物质,其中既有+2价铁也有+3价铁,因此改写为氧化物的形式时,8个氢原子应结合成4H2O,所以应写成:FeO•Fe2O3•4H2O,
故答案为:由于Fe(OH)2部分被氧化,混入少量的Fe(OH)3;FeO•Fe2O3•4H2O;
(2)验证乙同学的猜测要防止Fe (OH)2•nH2O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)2•nH2O受热分解生成氢氧化亚铁和水,
故答案为:打开;发生;Fe(OH)2•nH2OFe(OH)2+nH2O.
解析
解:【实验设计】
方法一:关闭活塞C,A瓶内铁粉与稀硫酸反应放出的氢气不能排出而使瓶内气体增加,压强逐渐增大,把反应生成的硫酸亚铁溶液压入B瓶内,氢氧化钠与硫酸亚铁发生反应而生成氢氧化亚铁的沉淀,因此,在B瓶内观察到沉淀产生,涉及的反应有:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O,
故答案为:B;Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O;
方法二:按图2进行实验,最终在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀,则阳极上铁放电生成亚铁离子,所以铁作阳极,金属或导电的非金属作阴极,可以选用铁或石墨;
阴极上氢离子放电同时有氢氧根离子生成,所以可以选用氢氧化钠溶液或氯化钠溶液,为防止亚铁离子被氧化,则C的密度小于水的密度,所以C可以选用植物油,
故答案为:⑦;⑨或⑦;⑧;②或③;
【探究思考】
(1)由资料信息可知,氢氧化亚铁为白色而氢氧化铁为棕色,二者的混合物呈现出绿色,因此实验中出现灰绿色或绿色的现象应是生成的Fe(OH)2部分被氧化而混入少量的Fe(OH)3的缘故;资料中提及的微绿色Fe3(OH)8,可理解为Fe(OH)2与Fe(OH)3的结合起的一种物质,其中既有+2价铁也有+3价铁,因此改写为氧化物的形式时,8个氢原子应结合成4H2O,所以应写成:FeO•Fe2O3•4H2O,
故答案为:由于Fe(OH)2部分被氧化,混入少量的Fe(OH)3;FeO•Fe2O3•4H2O;
(2)验证乙同学的猜测要防止Fe (OH)2•nH2O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)2•nH2O受热分解生成氢氧化亚铁和水,
故答案为:打开;发生;Fe(OH)2•nH2OFe(OH)2+nH2O.
下列实验操作中仪器末端需插入液面下的有( )
①用NaOH溶液和FeSO4溶液制Fe(OH)2时吸有NaOH的滴管;
②制备H2的简易装置中的长颈漏斗;
③分馏石油时控制温度所用的温度计;
④用乙醇制备乙烯时所用的温度计;
⑤用水吸收氨气时的导气管.
正确答案
解析
解:①用FeSO4溶液和NaOH溶液制备Fe(OH)2操作中的胶头滴管,必须插入液面以下防止生成的氢氧化亚铁被空气中氧气氧化4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3,故①正确;
②制备氢气的简易装置中用来加入稀硫酸的长颈漏斗需要插入液面以下,防止气体逸出,故②正确;
③分馏石油时的温度计水银球在蒸馏烧瓶支管口处,用来测定馏出成分的沸点,不需要插入溶液以下,故③错误;
④乙醇在浓硫酸加热170℃发生消去反应生成乙烯气体,反应的化学方程式为CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O因需测量溶液的温度,用乙醇制取乙烯时的温度计下端需插入液面以下,故④正确;
⑤为了防止倒吸,将氨气气体溶于水时的导管不能插入液面以下,故⑤错误;
故选:C.
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