高中化學(xué)知識(shí)點(diǎn)：氫氧化亞鐵的制備

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氫氧化亞鐵的制備：

在如圖所示的裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等制備。

(1)在試管I里加入稀H2SO4和鐵屑；
(2)II中的試劑加入前應(yīng)煮沸；
(3)為了制得白色Fe(OH)2沉淀，在試管I和II中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后稍等片刻后關(guān)閉止水夾；
(4)試管Ⅰ中反應(yīng)生成的H2充滿了試管Ⅰ和試管Ⅱ，且外界空氣不易進(jìn)入，這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時(shí)間保持白。



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氫氧化亞鐵：


化學(xué)式為Fe(OH)2，白色固體，難溶于水，堿性較弱，可與常見酸反應(yīng)；在空氣中易被氧化，白色→灰綠色→紅褐色。反應(yīng)方程式如下：
(1)
(2)
(3)



氫氧化亞鐵的性質(zhì)：


氫氧化亞鐵極易被氧化，水中的溶解氧就可以把它氧化。
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 　　
4Fe(OH)2+O2=△=2Fe2O3+4H2O



鐵的氫氧化物：























Fe(OH)2Fe(OH)3
色態(tài)白色固體紅褐色固體
與鹽酸反應(yīng)Fe(OH)2+2H+==Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+==Fe3++3H2O
熱穩(wěn)定性在空氣中加熱迅速生成Fe3O42Fe(OH)3=(加熱)=Fe2O3+3H2O
二者的關(guān)系　　　在空氣中Fe(OH)2能夠非常迅速地被氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是：白色迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色。反應(yīng)方程式為：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3



氫氧化亞鐵的制備：


因Fe(OH)2在空氣中易被氧化，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，故Fe(OH)2在水中不能穩(wěn)定存在，在實(shí)驗(yàn)室制取Fe(OH)2時(shí)，一定要用新制的亞鐵鹽和先加熱驅(qū)趕掉O2的NaOH溶液，且滴管末端要插入試管內(nèi)的液面以下，再滴加NaOH溶液，也可以在反應(yīng)液面上滴加植物油或苯等物質(zhì)進(jìn)行液封，以減少Fe(OH)2與O2的接觸。關(guān)于Fe(OH)2制備的方法很多，核心問題有兩點(diǎn)，一是溶液中溶解的氧必須除去，二是反應(yīng)過程必須與O2隔絕。


1、操作方法：在試管里注入少量新制備的硫酸亞鐵溶液，再向其中滴入幾滴煤油，用膠頭滴管吸取氫氧化鈉溶液，將滴管尖端插入試管里溶液液面下，逐滴滴入氫氧化鈉溶液，觀察現(xiàn)象。另外，為使氫氧化亞鐵的制備成功，先將硫酸亞鐵溶液加熱，除去溶解的氧氣。 　　
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：滴入溶液到硫酸亞鐵溶液中有白色絮狀沉淀生成。白色沉淀放置一段時(shí)間，振蕩后迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色。 　　
注：白色沉淀：Fe(OH)2；灰綠色沉淀：Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物；紅褐色沉淀：Fe(OH)3
方法的改進(jìn)：可在液面上滴加苯或者油進(jìn)行液封，可有效防止氧的溶解。


【典例】　Ⅰ.用不含F(xiàn)e3＋的FeSO4溶液與不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。
(1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時(shí)還需要加入________。
(2)除去蒸餾水中溶解的O2常采用________的方法。
(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液，這樣操作的理由是__________________________________________________________ ________________________________________________________
Ⅱ.在如圖所示的裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備。

(1)在試管Ⅰ中加入的試劑是________。
(2)在試管Ⅱ中加入的試劑是________。
(3)為了制得Fe(OH)2白色沉淀，在試管Ⅰ和Ⅱ中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是_____________________________。
(4)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時(shí)間保持白色，理由是_________________________________________________________________。
【答案】：Ⅰ.(1)稀H2SO4、鐵屑　(2)煮沸　(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2而被氧化 Ⅱ.(1)稀H2SO4和鐵屑　(2)NaOH溶液　(3)檢驗(yàn)試管Ⅱ出口處排出的H2的純度，當(dāng)排出的H2已經(jīng)純凈時(shí)再夾緊止水夾　(4)試管Ⅰ中反應(yīng)生成的H2充滿了試管Ⅰ和試管Ⅱ，故外界O2不易進(jìn)入


2、電化學(xué)制備
【典例】　由于Fe(OH)2極易被氧化，所以實(shí)驗(yàn)室難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應(yīng)制得白色純凈的Fe(OH)2沉淀。若用下圖所法實(shí)驗(yàn)裝置可制得純凈的Fe(OH)2沉淀。兩極材料分別為石墨和鐵。
①a電極材料為_______，其電極反應(yīng)式為_______________。
②電解液d可以是_______，則白色沉淀在電極上生成；也可以是_______，則白色沉淀在兩極之間的溶液中生成。
A.純水 B.NaCl溶液 C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液
③液體c為苯，其作用是______________，在加入苯之前，對(duì)d溶液進(jìn)行加熱處理的目的是___________。
④為了在短時(shí)間內(nèi)看到白色沉淀，可以采取的措施是____________________。
A.改用稀硫酸做電解液 B.適當(dāng)增大電源電壓 C.適當(dāng)縮小兩電極間距離 D.適當(dāng)降低電解液溫度
⑤若d改為Na2SO4溶液，當(dāng)電解一段時(shí)間，看到白色沉淀后，再反接電源，繼續(xù)電解，除了電極上看到氣泡外，另一明顯現(xiàn)象為___________。
【答案】：①Fe；Fe-2e-=Fe2+ ②C；B ③隔絕空氣防止Fe(OH)2被空氣氧化；排盡溶液中的氧氣，防止生成的Fe(OH)2在溶液中氧化 ④B、C ⑤白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色



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