- 氢氧化铁胶体的制备
- 共59题
（1）写出工业用纯碱、石灰石、石英制普通玻璃的化学方程式______．
（2）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．原因是______（用化学方程式表式）．
（3）向100mL水中投入Na和Al共16克，充分反应后分析剩余金属1g．计算放出H2的体积为______升（标准状况下）
（4）向含有0.3mol的NaAlO2溶液中滴加1mol/L HCl，当生成7.8克沉淀时，加入盐酸的体积为______mL．
（5）向一定量的Fe、Fe2O3和CuO混合物投入120mL 2.2mol/L的硫酸溶液中，充分反应后生成896mL标准状况下的气体，得不溶物1.28g，过滤后，向滤液中加入2mol/L的NaOH溶液，加至40mL时开始出现沉淀，则滤液中FeSO4的物质的量浓度为______（设滤液体积为120mL）mol/L．
正确答案
解：（1）高温下，碳酸钠、碳酸钙分别和二氧化硅反应生成硅酸盐和二氧化碳，反应方程式分别为：Na2CO3+SiO2 
（2）氢氧化亚铁不稳定，易被氧化生成氢氧化铁，反应方程式为：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，故答案为：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；
（3）Al和水不反应，所以剩余金属应该是Al，反应方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，可以得出关系式Na～NaOH～Al，则参与反应的Na和Al的质量之比为23：27，Na和Al的质量和为15g，所以n（Na）=
故答案为：13.44；
（4）n（Al（OH）3）=
此时盐酸少量，只能沉淀一部分AlO2-，根据NaAlO2+HCl+H2O=Al（OH）3↓+NaCl得，n（HCl）=n（Al（OH）3）=0.1mol，则盐酸体积=
另一种情况是铝元素存在于氯化铝和氢氧化铝中，此时盐酸较多，先把AlO2-全部沉淀，后又将部分沉淀溶解，生成氢氧化铝需要n（HCl）=n（NaAlO2）=n（Al（OH）3）=0.3mol，溶解Al（OH）3生成氯化铝需要盐酸的n（HCl）=3n（AlCl3）=3×（0.3-0.1）mol=0.6mol，所以需要盐酸体积=
故答案为：100或900；
（5）固体混合物和稀硫酸反应后有固体剩余，说明溶液中不存在铁离子，向滤液中加入加入2mol/L的NaOH溶液，加至40mL时开始出现沉淀，说明硫酸有剩余，铁先和铜离子后和氢离子发生置换反应，所以滤液中的溶质是硫酸、硫酸亚铁，n（H2SO4）=2.2mol/L×0.12L=0.264mol，
与氢氧化钠反应的硫酸的物质的量=
剩余的硫酸的物质的量=0.264mol-0.04mol=0.224mol，
剩余硫酸与固体反应生成了硫酸亚铁，根据硫酸和硫酸亚铁的关系式计算硫酸亚铁的物质的量浓度=
故答案为：1.87．
解析
解：（1）高温下，碳酸钠、碳酸钙分别和二氧化硅反应生成硅酸盐和二氧化碳，反应方程式分别为：Na2CO3+SiO2
（2）氢氧化亚铁不稳定，易被氧化生成氢氧化铁，反应方程式为：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，故答案为：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；
（3）Al和水不反应，所以剩余金属应该是Al，反应方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，可以得出关系式Na～NaOH～Al，则参与反应的Na和Al的质量之比为23：27，Na和Al的质量和为15g，所以n（Na）=
故答案为：13.44；
（4）n（Al（OH）3）=
此时盐酸少量，只能沉淀一部分AlO2-，根据NaAlO2+HCl+H2O=Al（OH）3↓+NaCl得，n（HCl）=n（Al（OH）3）=0.1mol，则盐酸体积=
另一种情况是铝元素存在于氯化铝和氢氧化铝中，此时盐酸较多，先把AlO2-全部沉淀，后又将部分沉淀溶解，生成氢氧化铝需要n（HCl）=n（NaAlO2）=n（Al（OH）3）=0.3mol，溶解Al（OH）3生成氯化铝需要盐酸的n（HCl）=3n（AlCl3）=3×（0.3-0.1）mol=0.6mol，所以需要盐酸体积=
故答案为：100或900；
（5）固体混合物和稀硫酸反应后有固体剩余，说明溶液中不存在铁离子，向滤液中加入加入2mol/L的NaOH溶液，加至40mL时开始出现沉淀，说明硫酸有剩余，铁先和铜离子后和氢离子发生置换反应，所以滤液中的溶质是硫酸、硫酸亚铁，n（H2SO4）=2.2mol/L×0.12L=0.264mol，
与氢氧化钠反应的硫酸的物质的量=
剩余的硫酸的物质的量=0.264mol-0.04mol=0.224mol，
剩余硫酸与固体反应生成了硫酸亚铁，根据硫酸和硫酸亚铁的关系式计算硫酸亚铁的物质的量浓度=
故答案为：1.87．
（1）在试管I中加的试剂是______
A．铁屑、稀H2SO4B．NaOH溶液
（2）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______，再关闭止水夹．
（3）这样生成的Fe（OH）2沉淀能较长时间保持白色，其理由是______．
正确答案
解：（1）铁与硫酸反应生成氢气，关闭止水夹，会使装置Ι中压强变大，使Ι中的药品进入Ⅱ中，与Ⅱ中的药品反应得到氢氧化亚铁，所以在试管I里加入试剂稀H2SO4、铁屑，获得硫酸亚铁溶液，故选A；
（2）打开止水夹，Fe与H2SO4反应生成H2充满整个装置，反应一段时间后检验A口排出气体的纯度，氢气纯时，说明空气排尽，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，所以在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂后的实验操作依次是：打开止水夹；检验A口排出气体的纯度；夹紧止水夹；故答案为：检验A口排出气体的纯度；
（3）这样生成的Fe（OH）2沉淀能较长时间保持白色，原因是试管Ⅰ中反应生成的氢气，充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入，所以不容易被氧化，
故答案为：试管Ⅰ中反应生成的氢气，充满了整个实验装置，外界空气不易进入．
解析
解：（1）铁与硫酸反应生成氢气，关闭止水夹，会使装置Ι中压强变大，使Ι中的药品进入Ⅱ中，与Ⅱ中的药品反应得到氢氧化亚铁，所以在试管I里加入试剂稀H2SO4、铁屑，获得硫酸亚铁溶液，故选A；
（2）打开止水夹，Fe与H2SO4反应生成H2充满整个装置，反应一段时间后检验A口排出气体的纯度，氢气纯时，说明空气排尽，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，所以在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂后的实验操作依次是：打开止水夹；检验A口排出气体的纯度；夹紧止水夹；故答案为：检验A口排出气体的纯度；
（3）这样生成的Fe（OH）2沉淀能较长时间保持白色，原因是试管Ⅰ中反应生成的氢气，充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入，所以不容易被氧化，
故答案为：试管Ⅰ中反应生成的氢气，充满了整个实验装置，外界空气不易进入．
下列各种制备Fe（OH）2实验中不能达到实验目的是（ ）
A
B
C
D
正确答案
解析
解：A．电解时，Fe作阳极，阳极上电极反应式为：Fe-2e-=Fe2+，阴极上电极反应式为2H2O+2e-=H2+2OH-，Fe2++2OH-=Fe（OH）2 ↓，汽油密度小于水，所以汽油能隔绝空气防止氢氧化亚铁被氧化，所以能实现实验目的，故A不选；
B．该装置中没有空气隔绝装置，所以生成Fe（OH）2 的易被氧化，所以该实验不能实现目的，故B选；
C．苯的密度小于水，所以苯能隔绝空气，防止Fe（OH）2 被氧化，所以能实现目的，故C不选；
D．Fe和稀H2SO4反应生成FeSO4、H2，NaOH和FeSO4反应生成Fe（OH）2，生成的H2将空气排出，所以能防止Fe（OH）2 被氧化，所以能实现目的，故D不选；
故选B．
（2012秋•徐汇区校级月考）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．
（1）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．
（2）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______，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？
甲同学查阅资料后，得到Fe（OH）2如下信息：
（3）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______
（4）资料中提及的微绿色Fe3（OH）8，用氧化物的形式表示可写成______．
（5）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______．
（6）欢迎你参加该研究小组的讨论，请提出一种在研究由Fe2+制备Fe（OH）2的过程中，有助于对沉淀由“白”变“绿”的现象进行合理解释的实验设计新思路______．
正确答案
解：【实验设计】
方法一：（1）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：（2）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；⑧；②或③；
【探究思考】
（3）根据沉淀由“白”变“绿”的现象是由于Fe（OH）2部分被氧化而混入少量的Fe（OH）3的缘故，
故答案为：由于Fe（OH）2部分被氧化，混入少量Fe（OH）3；
（4）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；
（5）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•nH2O
（6）由于出现的沉淀由白变绿是因为形成了Fe（OH）2与Fe（OH）3的混合沉淀，因此可利用向Fe2+和Fe3+的混合液中直接加入NaOH溶液，反应生成Fe（OH）2与Fe（OH）3的混合沉淀物，观察此时沉淀物的颜色，或直接取Fe（OH）2与Fe（OH）3进行混合，观察混合后颜色的方法，以解释沉淀由“白”变“绿”的现象，
故答案为：向Fe2+和Fe3+的混合液中加入NaOH溶液后，观察生成的沉淀的颜色是否为灰绿色（或者可以将Fe（OH）3和Fe（OH）2混合后观察其颜色．
解析
解：【实验设计】
方法一：（1）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：（2）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；⑧；②或③；
【探究思考】
（3）根据沉淀由“白”变“绿”的现象是由于Fe（OH）2部分被氧化而混入少量的Fe（OH）3的缘故，
故答案为：由于Fe（OH）2部分被氧化，混入少量Fe（OH）3；
（4）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；
（5）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•nH2O
（6）由于出现的沉淀由白变绿是因为形成了Fe（OH）2与Fe（OH）3的混合沉淀，因此可利用向Fe2+和Fe3+的混合液中直接加入NaOH溶液，反应生成Fe（OH）2与Fe（OH）3的混合沉淀物，观察此时沉淀物的颜色，或直接取Fe（OH）2与Fe（OH）3进行混合，观察混合后颜色的方法，以解释沉淀由“白”变“绿”的现象，
故答案为：向Fe2+和Fe3+的混合液中加入NaOH溶液后，观察生成的沉淀的颜色是否为灰绿色（或者可以将Fe（OH）3和Fe（OH）2混合后观察其颜色．
（1）同学甲：先夹紧止水夹a，使A管开始反应，在B管中观察到的现象是______．
B中发生反应的化学方程式为______
（2）同学乙：先打开a，使A管中反应一段时间后再夹紧止水夹a，实验过程中在B管中观察到的现象是______．
正确答案
解：（1）A中反应为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，氢气的生成导致A中压强增大，溶液从导管进入B试管，B中反应为：FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4，Fe（OH）2不稳定易被空气氧化生成 Fe（OH）3，所以现象是有白色沉淀生成，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，反应方程式为4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，
故答案为：有白色沉淀生成，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色；FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4、4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；
（2）先打开止水夹a，使A管中物质反应一段时间后，再夹紧止水夹，A中生成的氢气将空气排出，生成的硫酸亚铁和氢氧化钠混合时氢氧化亚铁不被氧化，所以看到的现象是有白色沉淀生成（且不变色），
故答案为：有白色沉淀生成．
解析
解：（1）A中反应为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，氢气的生成导致A中压强增大，溶液从导管进入B试管，B中反应为：FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4，Fe（OH）2不稳定易被空气氧化生成 Fe（OH）3，所以现象是有白色沉淀生成，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，反应方程式为4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，
故答案为：有白色沉淀生成，迅速变成灰绿色，最终变成红褐色；FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4、4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；
（2）先打开止水夹a，使A管中物质反应一段时间后，再夹紧止水夹，A中生成的氢气将空气排出，生成的硫酸亚铁和氢氧化钠混合时氢氧化亚铁不被氧化，所以看到的现象是有白色沉淀生成（且不变色），
故答案为：有白色沉淀生成．
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