- 氢氧化铁胶体的制备
- 共59题
某同学创新设计制备氢氧化亚铁的实验方案：
（一）查阅资料
资料1：乙醇不与氢氧化钠或硫酸亚铁反应；乙醇与水互溶，氢氧化钠能溶于乙醇；硫酸亚铁在乙醇中的溶解度比在水中的溶解度小．氮气不能与铜反应．
资料2：几种含铁物质的颜色
（二）实验步骤及现象
①取少量的新制硫酸亚铁晶体于大试管中，向其中加入5mL热蒸馏水，使之充分溶解，然后向其中慢慢加入10mL无水乙醇，这时会发现溶液中有小气泡逸出，静置，直到无小气泡冒出为止．
②另取一支试管，向其中加入半药匙固体氢氧化钠，然后向其中加入5mL无水乙醇，充分溶解后静置．
③用长胶头滴管吸取新配制的氢氧化钠的乙醇溶液，伸入硫酸亚铁溶液中，慢慢地挤压橡胶头，连续吸取几次，使之充分反应，静置片刻，这时在试管底会有大量的白色凝乳状溶胶沉降．
④小心地倒去上层溶液，再向试管中加入3mL无水乙醇洗涤，连续洗涤两三次，这时白色的凝乳状溶胶会变成白色固体，然后倒在滤纸上使乙醇充分挥发，便得到白色固体粉末．
（1）为避免硫酸亚铁在溶于水的过程中被氧化，通常可以向溶液中加入______．向硫酸亚铁溶液中慢慢加入无水乙醇时，产生气泡的原因是______．某同学制备无水乙醇的方法是向无水乙醇（含乙醇的质量分数为99.5%以上）中加入一定量的氯化钙，然后蒸馏得到无水乙醇，你认为此方法能否得到无水乙醇？______（填“能”或“否”）．
（2）预测上述白色固体的成分可能是______，保持白色的主要原因是______．
（3）写出生成白色沉淀的化学方程式：______．
（三）探究产物成分
Ⅰ利用如图所示装置检验白色粉末的性质：
先通入氮气排尽装置内的空气后，继续通入氮气，然后加热硬质试管，观察到无水硫酸铜逐渐变成蓝色；硬质试管里的白色固体粉末逐渐变成黑色；铜网没有明显的颜色变化．当白色固体粉末全部变成黑色粉末时，停止加热，继续通入氮气至硬质试管冷却．
Ⅱ．待冷却后，取适量黑色粉末溶于少量的稀盐酸中，黑色粉末溶解，溶液呈浅绿色，不产生气泡．
Ⅲ．取Ⅱ中的溶液于试管中，滴加酸性高锰酸钾溶液，溶液的紫色褪去．
（4）实验1中，氮气的作用是______，铜网的作用是______．
（5）证明白色固体粉末中含有+2价铁的实验现象为______：写出符合要求的方程式：______．
属于分解反应的化学方程式：______；属于氧化还原反应的离子方程式：______
（6）某同学在上述实验的基础上，增加了一个实验确认白色固体中不含+3价铁，设计的实验可能是______．
正确答案
解：（二）（1）氢氧化亚铁的制备一定要隔绝空气，因为氢氧化亚铁易被氧气氧化为氢氧化铁，硫酸亚铁溶液中慢慢加入无水乙醇可以防止亚铁离子被氧化，要制取无水酒精，需要在95%的酒精中再加入干燥剂（如无水氯化钙），脱水后可制得99%以上的无水酒精，故答案为：无水乙醇；溶液中溶解有一定量的空气；能；
（2）硫酸亚铁和氢氧化钠发生反应生成的氢氧化亚铁是一种白色的固体，可以被氧化后成为红褐色的氢氧化铁，加入乙醇可以防止被氧化，
故答案为：氢氧化亚铁；隔绝了空气防止将其氧化；
（3）硫酸亚铁可以和氢氧化钠发生复分解反应得到氢氧化亚铁白色沉淀，即FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4；故答案为：FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4；
（三）（4）根据实验装置和实验目，结合题目信息内容，确定氮气的作用是排除装置中的空气，放一个铜网可以防止生成的固体将导管堵塞，
故答案为：排尽装置内的空气；防止生成的固体将试管堵塞；
（5）亚铁离子可以和氢氧根离子反应生成白色沉淀氢氧化亚铁，氢氧化亚铁易被氧化为氢氧化铁，检验亚铁离子的方法是：取固体物质溶于水，向其中加入氢氧化钠溶液，如果出现白色沉淀，然后变为灰绿色，最终变为红褐色，证明含有亚铁离子，发生的反应为：FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4、4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，前者属于复分解反应，后者是氧化还原反应，
故答案为：取固体物质溶于水，向其中加入氢氧化钠溶液，如果出现白色沉淀，然后变为灰绿色，最终变为红褐色，证明含有亚铁离子；FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4；4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；
（6）三价铁离子可以和硫氰化钾反应生成血红色溶液，故答案为：向白色固体制成的溶液中加入KSCN溶液，不变红色．
解析
解：（二）（1）氢氧化亚铁的制备一定要隔绝空气，因为氢氧化亚铁易被氧气氧化为氢氧化铁，硫酸亚铁溶液中慢慢加入无水乙醇可以防止亚铁离子被氧化，要制取无水酒精，需要在95%的酒精中再加入干燥剂（如无水氯化钙），脱水后可制得99%以上的无水酒精，故答案为：无水乙醇；溶液中溶解有一定量的空气；能；
（2）硫酸亚铁和氢氧化钠发生反应生成的氢氧化亚铁是一种白色的固体，可以被氧化后成为红褐色的氢氧化铁，加入乙醇可以防止被氧化，
故答案为：氢氧化亚铁；隔绝了空气防止将其氧化；
（3）硫酸亚铁可以和氢氧化钠发生复分解反应得到氢氧化亚铁白色沉淀，即FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4；故答案为：FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4；
（三）（4）根据实验装置和实验目，结合题目信息内容，确定氮气的作用是排除装置中的空气，放一个铜网可以防止生成的固体将导管堵塞，
故答案为：排尽装置内的空气；防止生成的固体将试管堵塞；
（5）亚铁离子可以和氢氧根离子反应生成白色沉淀氢氧化亚铁，氢氧化亚铁易被氧化为氢氧化铁，检验亚铁离子的方法是：取固体物质溶于水，向其中加入氢氧化钠溶液，如果出现白色沉淀，然后变为灰绿色，最终变为红褐色，证明含有亚铁离子，发生的反应为：FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4、4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，前者属于复分解反应，后者是氧化还原反应，
故答案为：取固体物质溶于水，向其中加入氢氧化钠溶液，如果出现白色沉淀，然后变为灰绿色，最终变为红褐色，证明含有亚铁离子；FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4；4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；
（6）三价铁离子可以和硫氰化钾反应生成血红色溶液，故答案为：向白色固体制成的溶液中加入KSCN溶液，不变红色．
Fe（OH）2很不稳定，露置在空气中容易被氧化，Fe（OH）2被氧化的化学方程为：______．为了获得白色的Fe（OH）2沉淀，可以用不含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溶液时你觉得还需加入______．（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______．
（4）检验Fe3+存在的最佳试剂是______，现象是______．
（5）写出Fe与H20在一定条件下反应的化学方程式______．
正确答案
解：Fe（OH）2被氧化的化学方程为4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，故答案为：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；
（1）FeSO4溶液中亚铁离子易被氧化为三价铁离子，加入铁粉可以防止被氧化，故答案为：铁粉；
（2））氢氧化亚铁的制备要隔绝空气，除去蒸馏水中溶解的O2常采用加热至沸腾的方法，故答案为：铁粉；加热至沸腾；
（3）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，可以防止空气随着NaOH溶液的加入进入溶液，故答案为：可以防止空气随着NaOH溶液的加入进入溶液；
（4）用KSCN来检验三价铁离子，现象为溶液变为血红色，故答案为：KSCN溶液；溶液变为血红色；
（5）Fe与H20在一定条件下反应的化学方程式：3Fe+4H20（g）
解析
解：Fe（OH）2被氧化的化学方程为4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，故答案为：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；
（1）FeSO4溶液中亚铁离子易被氧化为三价铁离子，加入铁粉可以防止被氧化，故答案为：铁粉；
（2））氢氧化亚铁的制备要隔绝空气，除去蒸馏水中溶解的O2常采用加热至沸腾的方法，故答案为：铁粉；加热至沸腾；
（3）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，可以防止空气随着NaOH溶液的加入进入溶液，故答案为：可以防止空气随着NaOH溶液的加入进入溶液；
（4）用KSCN来检验三价铁离子，现象为溶液变为血红色，故答案为：KSCN溶液；溶液变为血红色；
（5）Fe与H20在一定条件下反应的化学方程式：3Fe+4H20（g）
制备Fe（OH）2时，向FeSO4溶液中滴加NaOH溶液时，滴管尖端的位置是______；原因是：______．
正确答案
解：由于氢氧化亚铁不稳定，容易被氧气氧化成氢氧化铁：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，所以制备氢氧化亚铁时，为了防止Fe（OH）2被氧化为Fe（OH）3，盛有氢氧化钠溶液的滴管尖端应该插入液面下，
故答案为：插入液面下；Fe（OH）2易被空气中的氧气，氧化为Fe（OH）3．
解析
解：由于氢氧化亚铁不稳定，容易被氧气氧化成氢氧化铁：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，所以制备氢氧化亚铁时，为了防止Fe（OH）2被氧化为Fe（OH）3，盛有氢氧化钠溶液的滴管尖端应该插入液面下，
故答案为：插入液面下；Fe（OH）2易被空气中的氧气，氧化为Fe（OH）3．
Fe（OH）2很不稳定，露置在空气中容易被氧化，为了获得白色的Fe（OH）2沉淀，可以用不含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）写出Fe（OH）2在空气中被氧化的化学方程为：______．
（2）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时你觉得还需加入______．
（3）除去蒸馏水中溶解的O2常采用______的方法．
（4）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______．
（5）检验Fe3+存在的最佳试剂是______，现象是______．
（6）写出Fe与H20在一定条件下反应的化学方程式______．
正确答案
解：（1）氢氧化亚铁不稳定，在空气中容易被氧化成氢氧化铁，反应的化学方程式为：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，
故答案为：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；
（2）FeSO4溶液中亚铁离子易被氧化为三价铁离子，加入铁粉可以防止被氧化，故答案为：铁粉；
（3）氢氧化亚铁的制备要隔绝空气，除去蒸馏水中溶解的O2常采用加热至沸腾的方法，
故答案为：加热至沸腾；
（4）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，可以防止空气随着NaOH溶液的加入进入溶液，
故答案为：防止生成的Fe（OH）2被氧化；
（5）Fe3+遇KSCN溶液变为血红色，能检验Fe3+，所以用KSCN来检验三价铁离子，现象为溶液变为血红色，故答案为：KSCN溶液；溶液变为血红色；
（6）Fe与H20在一定条件下反应的化学方程式：3Fe+4H20（g）
解析
解：（1）氢氧化亚铁不稳定，在空气中容易被氧化成氢氧化铁，反应的化学方程式为：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，
故答案为：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；
（2）FeSO4溶液中亚铁离子易被氧化为三价铁离子，加入铁粉可以防止被氧化，故答案为：铁粉；
（3）氢氧化亚铁的制备要隔绝空气，除去蒸馏水中溶解的O2常采用加热至沸腾的方法，
故答案为：加热至沸腾；
（4）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，可以防止空气随着NaOH溶液的加入进入溶液，
故答案为：防止生成的Fe（OH）2被氧化；
（5）Fe3+遇KSCN溶液变为血红色，能检验Fe3+，所以用KSCN来检验三价铁离子，现象为溶液变为血红色，故答案为：KSCN溶液；溶液变为血红色；
（6）Fe与H20在一定条件下反应的化学方程式：3Fe+4H20（g）
（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______．
（2）同学乙：打开a，使A管中反应一段时间后再夹紧止水夹a，实验中在B管中观察到的现象是______，
（3）同学乙打开a的目的______．
（4）______（填甲或乙）同学可成功．
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，溶液从导管进入试管B，发生的反应为：FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4，Fe（OH）2不稳定，易被空气氧化生成 Fe（OH）3，所以看到的现象是：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；
（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，即 Fe2++2OH-=Fe（OH）2↓，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；
（3）通过以上分析知，乙同学的实验：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，这样A中生成的氢气将空气排出，可制取纯净的Fe（OH）2，
故答案为：使A管中产生的气体通入B管中赶走空气；
（4）根据分析可知，甲同学制取的氢氧化亚铁会被氧化，无法获得纯净的Fe（OH）2，而乙同学将装置中空气排净，能够获得纯净的Fe（OH）2，
故答案为：乙．
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，溶液从导管进入试管B，发生的反应为：FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4，Fe（OH）2不稳定，易被空气氧化生成 Fe（OH）3，所以看到的现象是：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；
（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，即 Fe2++2OH-=Fe（OH）2↓，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；
（3）通过以上分析知，乙同学的实验：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，这样A中生成的氢气将空气排出，可制取纯净的Fe（OH）2，
故答案为：使A管中产生的气体通入B管中赶走空气；
（4）根据分析可知，甲同学制取的氢氧化亚铁会被氧化，无法获得纯净的Fe（OH）2，而乙同学将装置中空气排净，能够获得纯净的Fe（OH）2，
故答案为：乙．
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