实验07制备氢氧化亚铁和氢氧化铁高一化学教材实验大盘点-1

【同步实验课】制备氢氧化亚铁和氢氧化铁0101实验梳理02实验点拨03典例分析04对点训练05真题感悟【实验目的】1.掌握制备氢氧化铁的操作技能和方法。2.认识氢氧化亚铁的制备过程；3.认识氢氧化亚铁的不稳定性。【实验原理】氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀。

Fe3++30H=Fe(OH)3↓硫酸亚铁能与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁和硫酸钠，白色的氢氧化亚铁被空气里的氧气氧化成红褐色的氢氧化铁。FeSO4+2NaOH==Fe(OH)2↓+Na2SO4

4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3【实验试剂】氯化铁溶液、氢氧化钠溶液、硫酸亚铁溶液、【实验装置】试管架、试管、胶头滴管、烧杯（250ml）、【实验一】制备氢氧化铁实验操作图解操作实验现象实验结论1.在试管中加入氯化铁溶液，然后滴入氢氧化钠溶液，观察现象。

氯化铁溶液红褐色沉淀滴加氢氧化钠溶液后，生成红褐色沉淀。

铁离子能与氢氧根离子反应，生成红褐色氢氧化铁沉淀。【实验二】制备氢氧化亚铁实验操作图解操作实验现象实验结论在试管中加入硫酸亚铁溶液，然后滴入氢氧化钠溶液，观察现象。硫酸亚铁溶液氢氧化亚铁白色沉淀滴加氢氧化钠溶液后，先生成白色沉淀，后迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。

硫酸亚铁能与氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁和硫酸钠，白色的氢氧化亚铁易被空气里的氧气氧化成红褐色的氢氧化铁。

问题与讨论：将NaOH溶液滴入FeSO4溶液中会产生白色的Fe(OH)2沉淀：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓，但由于Fe(OH)2极易被氧化，溶解在水溶液中的少量氧气可把Fe(OH)2迅速氧化成Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3，所以在制备Fe(OH)2的过程中一定要隔绝O2，防止生成的Fe(OH)2被氧化。[实验装置][问题探讨]1．NaOH溶液为什么要事先煮沸后才能使用？【解析】煮沸NaOH溶液的目的是除去溶液中溶解的O2，防止O2将Fe(OH)2氧化。2．FeSO4溶液若长期露置于空气中，可能产生的杂质阳离子是什么？【解析】Fe3＋；原因是FeSO4溶液中的Fe2＋被空气中的O2氧化成Fe3＋。3．改进装置①中加入少量苯的目的是什么？【解析】苯的密度比水小，且难溶于水，加入少量苯覆盖在FeSO4溶液的上层用于隔绝下层液体与空气接触，防止生成的Fe(OH)2被O2氧化。4．改进装置③中，如何操作就能长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀？【解析】先打开止水夹a，利用Fe与稀H2SO4反应产生的H2将装置内的空气排出，待导管b排出的气体验纯后，再关闭止水夹a，产生的H2使试管A中气压大于外界气压，把试管A中的液体(FeSO4溶液)压入试管B中，反应得到Fe(OH)2白色沉淀。即操作方法为先打开止水夹a，待导管b排出的气体验纯后，再关闭止水夹a。5．改进装置②能较长时间观察到白色沉淀的原因是什么？【解析】铁粉与稀硫酸反应生成的H2排除了装置内的空气，同时试管内剩余的H2起到保护气的作用，防止Fe(OH)2与O2接触被氧化，因此能较长时间观察到白色沉淀。二、规律与方法：化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色、态白色固体红褐色固体与H＋反应的离子方程式Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O受热分解—2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O制法可溶性亚铁盐与强碱溶液反应：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓(离子方程式)可溶性铁盐与强碱溶液反应：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓(离子方程式)二者的关系在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3三、深度剖析：氢氧化亚铁制取实验的四个关键点(1)Fe2＋极易被空气中氧气氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。(2)为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液所用的蒸馏水和制备Fe(OH)2所用的NaOH溶液都要煮沸，尽可能除去O2。(3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再挤出NaOH溶液。(4)为防止Fe2＋被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物(如苯)，以隔绝空气。【典例01】（2023春·黑龙江哈尔滨·高一哈尔滨三中校考阶段练习）下列物质不能通过化合反应而得到的是A． B． C． D．【答案】B【解析】A．是通过一氧化氮和氧气化合反应生成得到，故A不符合题意；B．不能通过水和二氧化硅化合应得到，故B符合题意；C．是通过硫和氧气点燃化合反应得到，故C不符合题意；D．是通过氢氧化亚铁、氧气和水化合反应得到，故D不符合题意。综上所述，答案为B。【典例02】（2023秋·云南德宏·高一统考期末）下列实验操作或方法正确的是A．实验室制氯气B．除Cl2中的HClC．验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性D．制备并观察氢氧化亚铁【答案】D【解析】A．稀盐酸和二氧化锰在常温下不反应，故A错误；B．氯气能和氢氧化钠反应，除Cl2中的HCl用饱和食盐水，故B错误；C．验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性，应该把稳定性差的碳酸氢钠放在温度较低的小试管内，故C错误；D．用铁粉和硫酸反应生成的氢气排出试管内的空气，再把氢氧化钠溶液滴入硫酸亚铁溶液中生成氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁与空气隔绝，氢氧化亚铁长时间不被氧化，故D正确；选D。1．（2023秋·上海浦东新·高一上海市实验学校校考期末）下列用于解释事实的离子方程式书写正确的是A．向FeCl3溶液中加入氨水：Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NHB．向“84”消毒液中通入少量SO2增强其氧化性：2ClO+SO2+2H2O=HClO+HSOC．稀盐酸滴在铜片上：Cu+2H+=Cu2++H2↑D．向NaHSO4溶液滴加Ba(OH)2溶液至刚好呈中性：H++OH+SO+Ba2+=BaSO4+H2O【答案】A【解析】A．向FeCl3溶液中加入氨水生成氢氧化铁沉淀和氯化铵，A项正确；B．向“84”消毒液中通入少量SO2，SO2被NaClO氧化为，正确的离子方程式为：，B项错误；C．稀盐酸滴在铜片上，Cu与稀盐酸不反应，C项错误；D．向NaHSO4溶液滴加Ba(OH)2溶液至刚好呈中性，正确的离子方程式为：，D项错误；答案选A。2．（2022秋·天津北辰·高一天津市第四十七中学期末）下列说法正确的是A．FeCl2不能通过化合反应制得B．Fe(OH)3只能由可溶性铁盐和碱通过复分解反应制得C．溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，则溶液中一定含有Fe2+D．除去FeCl2溶液中少量的CuCl2杂质，可向溶液中加入过量铁粉，然后过滤【答案】D【解析】A．Fe与FeCl3反应产生FeCl2，A错误；B．Fe(OH)2、O2、H2O反应产生Fe(OH)3，反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，该反应属于化合反应，B错误；C．向溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀，则溶液中一定含有Fe3+，可能存在Fe2+，C错误；D．Fe可与CuCl2发生置换反应生成FeCl2和Cu，因此加入过量铁粉，能达到除杂、净化的目的，D正确；故合理选项是D。3．（2022秋·陕西渭南·高一校考期末）图中实验装置或操作，能达到相应实验目的的是A．干燥氯气 B．制备Fe(OH)2C．配制稀硫酸 D．进行喷泉实验【答案】D【解析】A．氯气会和碱石灰反应，不能用碱石灰干燥氯气，A错误；B．氢氧化亚铁为白色沉淀，易被空气中氧气氧化，会观察到白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，所以要得到氢氧化亚铁，装置应该有隔绝空气的措施，该实验装置不能用于制备Fe(OH)2，B错误；C．配置一定浓度的溶液时，应将浓硫酸在烧杯中稀释，待恢复到室温，再转移到容量中，不能在容量瓶中直接稀释溶液，C错误；D．SO2易溶于水，将胶头滴管中的水挤入烧瓶，再打开止水夹，就能得到喷泉；故答案选D。4．（2022春·湖北襄阳·高一襄阳四中校考阶段练习）下列实验装置能达到实验目的的是A．B．C．D．配制一定物质的量浓度溶液时的定容操作实验室制备并检验SO2制备Fe(OH)2验证浓硫酸的脱水性A．A B．B C．C D．D【答案】C【解析】A．配制一定物质的量浓度溶液，定容时需要用胶头滴管，A错误；B．铜与浓硫酸反应需要加热，B错误；C．Fe(OH)2接触空气易氧化，所以在制取时需要将导管深入液面以下，C正确；D．浓硫酸与胆矾没有接触，应在验证浓硫酸的吸水性，D错误；故答案为：C。5．（2023·全国·高一假期作业）下列指定物质之间的转化：Fe混合溶液溶液下列说法不正确的是A．反应①属于置换反应B．反应②所得混合溶液中与物质的量之比是1∶2C．反应③的离子方程式为：D．利用反应④制备时需要充分振荡反应液【答案】D【解析】A．3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,属于置换反应，A正确；B．Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O，Fe2+、Fe3+物质的量之比是1∶2，B正确；C．Fe+2Fe3+=3Fe2+，C正确；D．不能振荡，Fe(OH)2易与空气中的氧气发生反应而变质，D错误；故答案为：D。6．（2022春·上海黄浦·高一上海外国语大学附属大境中学校考阶段练习）下列离子方程式中，不正确的是A．氯化铁溶液与氨水反应：Fe3++3OH=Fe(OH)3↓B．铁与稀盐酸反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑C．FeCl2溶液与氯水反应：2Fe2++Cl2=2Fe3++2ClD．Fe(OH)3与盐酸反应：Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O【答案】A【解析】A．氯化铁与氨水中的一水合氨反应生成氢氧化铁和氯化铵，一水合氨是弱碱，应保留化学式，反应的离子方程式为3NH3·H2O+Fe3+=Fe(OH)3↓+3，A错误；B．铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑，B正确；C．FeCl2溶液与氯水中的氯气反应生成氯化铁，反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl，C正确；D．Fe(OH)3与盐酸反应生成氯化铁和水，反应的离子方程式为Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O，D正确；答案选A。7．（2023·全国·高一假期作业）在实验室里用以下方法制备并较长时间保存Fe(OH)2，能成功的是A． B．C． D．【答案】C【解析】A．NaOH溶液加入时会带入氧气，会氧化氢氧化亚铁变为氢氧化铁，不能成功得到氢氧化亚铁，故A不符合题意；B．氯化铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀，不能得到氢氧化亚铁沉淀，故B不符合题意；C．装置是利用铁和稀硫酸现制FeSO4，并用产生的H2赶走试管和溶液中的氧气，故C符合题意；D．氯化亚铁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化亚铁沉淀，胶头滴管伸入到液面以下，暂时隔绝氧气，但是不能较长时间保存Fe(OH)2，故D不符合题意。综上所述，答案为C。8．（2023秋·山东淄博·高一山东省淄博第四中学校考期末）下列实验操作正确或实验设计能达到实验目的的是A．制备氢氧化铁胶体B．除去二氧化碳中的氯化氢C．证明钠的密度小于水的密度但大于煤油的密度D．利用过氧化钠与水反应制备氧气，且随开随用、随关随停【答案】C【解析】A．FeCl3和NaOH反应生成红褐色氢氧化铁沉淀，故不选A；B．用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中的氯化氢，导气管应该“长进短出”，故不选B；C．钠悬浮与水和煤油的界面上，证明钠的密度小于水的密度但大于煤油的密度，故选C；D．利用过氧化钠与水反应制备氧气，过氧化钠溶于水，不能实现随开随用、随关随停，故不选D；选C。9．（2023春·河北石家庄·高二统考期末）下列有关实验装置进行的相应实验，能达到实验目的的是图1图2图3图4A．用图1所示装置制取并收集干燥纯净的B．用图2所示装置可除去中的NOC．用图3所示装置可分离和饱和碳酸钠溶液D．用图4所示装置制备并能较长时间观察其颜色【答案】C【解析】A．氨气的密度比空气小，应该用向下排空法收集氨气，A不符合题意；B．NO2易溶于水，不能用该装置除去中的NO，B不符合题意；C．和饱和碳酸钠溶液不互溶，可采用分液的方法分离，C符合题意；D．Fe作阴极，不可能生成，D不符合题意；答案选C。10．（2021秋·重庆九龙坡·高三重庆实验外国语学校校考开学考试）下列实验方法不能达到实验目的的是证明铁钉能够发生析氢腐蚀证明氨气易溶于水制备乙酸乙酯制备Fe(OH)3胶体ABCDA．A B．B C．C D．D【答案】A【解析】A．食盐水呈中性，与铁钉不可能发生析氢腐蚀，而应发生吸氧化腐蚀，不能达到目的，A符合题意；B．氨气在水中能形成喷泉，则表明圆底烧瓶内可形成负压，从而证明氨气易溶于水，能达到目的，B不符合题意；C．乙醇、乙酸、浓硫酸加热可发生酯化反应，收集液体的导管口位于饱和碳酸钠溶液的液面上，可防止倒吸，能达到目的，C符合题意；D．将氯化铁饱和溶液滴入沸水中，继续煮沸至液体呈红褐色，从而制得氢氧化铁胶体，能达到目的，D不符合题意；故选A。1．（2018·北京·高考真题）下列实验中的颜色变化，与氧化还原反应无关的是ABCD实验NaOH溶液滴入FeSO4溶液中石蕊溶液滴入氯水中Na2S溶液滴入AgCl浊液中热铜丝插入稀硝酸中现象产生白色沉淀，随后变为红褐色溶液变红，随后迅速褪色沉淀由白色逐渐变为黑色产生无色气体，随后变为红棕色A．A B．B C．C D．D【答案】C【解析】分析：A项，白色沉淀变为红褐色沉淀时的反应为4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3；B项，红色褪色是HClO表现强氧化性；C项，白色沉淀变为黑色时的反应为2AgCl+Na2S=Ag2S+2NaCl；D项，气体由无色变为红棕色时的反应为2NO+O2=2NO2。详解：A项，NaOH溶液滴入FeSO4溶液中产生白色Fe（OH）2沉淀，白色沉淀变为红褐色沉淀时的反应为4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3，该反应前后元素化合价有升降，为氧化还原反应；B项，氯水中存在反应Cl2+H2OHCl+HClO，由于氯水呈酸性，石蕊溶液滴入后溶液先变红，红色褪色是HClO表现强氧化性，与有色物质发生氧化还原反应；C项，白色沉淀变为黑色时的反应为2AgCl+Na2S=Ag2S+2NaCl，反应前后元素化合价不变，不是氧化还原反应；D项，Cu与稀HNO3反应生成Cu（NO3）2、NO气体和H2O，气体由无色变为红棕色时的反应为2NO+O2=2NO2，反应前后元素化合价有升降，为氧化还原反应；与氧化还原反应无关的是C项，答案选C。2．