人教版高中化學必修第一冊第三章鐵金屬材料微專題5氫氧化亞鐵制備實驗的改進課件

微專題5氫氧化亞鐵制備實驗的改進【必備知識】1.Fe(OH)2的制備方法已知:苯是一種有機溶劑,難溶于水,密度比水小。2.氫氧化亞鐵制取實驗的四個關鍵點(1)Fe2+極易被空氣中氧氣氧化,所以FeSO4溶液要現用現配。(2)為了防止Fe2+被氧化,配制FeSO4溶液所用的蒸餾水和制備Fe(OH)2所用的NaOH溶液都要煮沸,盡可能除去O2。(3)為了防止滴加NaOH溶液時帶入空氣,可將吸有NaOH溶液的長滴管伸入FeSO4溶液的液面下,再擠出NaOH溶液。(4)為防止Fe2+被氧化,還可以向盛有FeSO4溶液的試管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有機物(如苯),以隔絕空氣。【典例示范】[典例]如圖所示某實驗小組設計的制備Fe(OH)2的一種裝置,使用的試劑有Fe、稀硫酸、NaOH溶液。下列說法正確的是(

)A.實驗前裝置a中裝有氫氧化鈉溶液,裝置c中是稀硫酸B.實驗時先關閉K2打開K1,一段時間后再關閉K1打開K2C.裝置d的作用是液封,防止外界空氣進入裝置c中D.反應一段時間后,可在裝置b中觀察到白色沉淀√【圖示析題】【解析】選C。裝置a中盛裝稀硫酸,裝置c中盛裝氫氧化鈉溶液,A錯誤;制備Fe(OH)2時應該先排出裝置的空氣,則實驗時先關閉K1打開K2,一段時間后再關閉K2打開K1,使生成的硫酸亞鐵壓入c中,B錯誤;氫氧化亞鐵易被氧氣氧化,所以裝置d的作用是液封,防止外界空氣進入裝置c中,C正確;硫酸亞鐵和裝置c中氫氧化鈉溶液反應生成氫氧化亞鐵白色沉淀,所以應該在裝置c中觀察到白色沉淀,D錯誤。【對點演練】1.(2026·深圳高一檢測)下列各圖示裝置中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的是(

)A.①②③ B.②③④C.①②③④ D.①②④√【審題指導】Fe(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3沉淀,即發生反應:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,想要較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀,就要排出裝置中的氧氣或空氣。【解析】選D。①Fe與稀硫酸反應生成的氫氣將裝置內空氣排出,可防止生成的氫氧化亞鐵被氧化,故①選;②Fe與稀硫酸反應生成的氫氣將裝置內空氣排出,且利用氫氣的壓力使硫酸亞鐵與NaOH接觸而反應,可防止生成的氫氧化亞鐵被氧化,故②選;③沒有隔絕空氣,生成的氫氧化亞鐵易被氧化,故③不選;④苯隔絕空氣,可防止生成的氫氧化亞鐵被氧化,故④選;綜上所述,①②④均符合題意。2.化學小組設計如圖所示裝置用來制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化時顏色的變化。實驗時必須使用鐵屑和6mol·L-1的硫酸,其他試劑任選。填寫下列空白:(1)B中盛一定量的NaOH溶液,A中應預先加入的試劑是____________,A中反應的離子方程式是________________。

(2)實驗開始時先將止水夾E______(填“打開”或“關閉”),C中收集到氣體的主要成分是________。

(3)簡述生成Fe(OH)2的操作過程:______________________________。

(4)拔去裝置B中的橡皮塞,使空氣進入,寫出有關反應的化學方程式:_____________________________________。

【信息解讀】提取信息(1)制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化時顏色的變化;(2)必須使用鐵屑和6mol·L-1的硫酸;(3)使空氣進入轉化信息(1)制取Fe(OH)2需用Fe2+;(2)鐵屑和硫酸反應生成FeSO4與H2;(3)空氣進入,制備的氫氧化亞鐵會被氧氣氧化【解析】實驗開始時先打開止水夾E,讓生成的H2把A、B裝置中的空氣排出,讓Fe(OH)2在H2氣氛中生成,以便較長時間觀察Fe(OH)2的顏色。H2充滿B后關閉止水夾E,A中的FeSO4溶液沿豎直長導管進入B瓶,與NaOH反應。答案:(1)鐵屑Fe+2H+===Fe2++H2↑(2)打開H2(3)關閉止水夾E,A中壓強增大,把FeSO4溶液壓入B瓶中進行反應(4)4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)33.(2026·寧波高一檢測)某同學設計如圖裝置(氣密性已檢查)制備Fe(OH)2白色沉淀。請回答:(1)儀器1的名稱:____________。裝置5的作用:

_________________________________________________。

(2)實驗開始時,關閉K2,打開K1,反應一段時間后,再打開K2,關閉K1,發現3中溶液不能進入4中。請為裝置做一處改進,使溶液能進入4中:__________________________________。

(3)裝置改進后,將3中反應后溶液壓入4中,在4中析出了灰綠色沉淀。從實驗操作過程分析沒有產生白色沉淀的原因:_______________________。

【解析】(1)儀器1的名稱為分液漏斗。由于Fe(OH)2易被氧氣氧化,裝置5的作用是通過液封,防止空氣進入裝置4。(2)3中溶液不能進入4的原因是生成的氫氣沿著導管通過2逸出,三頸燒瓶中無法形成高壓,故需在2、3之間加一個控制開關。(3)生成灰綠色沉淀說明氫氧化亞鐵被氧氣氧化,分析原因應該是裝置4中的空氣未排盡。答案:(1)分液漏斗液封,防止空氣進入裝置4(2)在裝置2、3之間添加控制開關(3)裝置4內的空氣沒有排盡4.某課外活動小組設計了如圖所示的實驗裝置進行實驗,回答下列問題:(1)開始實驗時夾子e是打開的,錐形瓶A中發生反應的離子方程式為__________,

試劑瓶B中可以觀察到的現象是__________________。

【解析】(1)鐵和稀硫酸之間反應生成硫酸亞鐵和氫氣,Fe+2H+===Fe2++H2↑,夾子e是打開的,產生氣體會沿著e處導管進入B中;(2)A中氣壓增加,會將生成的硫酸亞鐵以及剩余的硫酸壓入B中和氫氧化鈉混合反應:OH-+H+===H2O,Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓,立即產生白色沉淀;(3)氫氧化亞鐵不穩定,容易被氧氣氧化為氫氧化鐵,4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,看到沉淀逐漸變為灰綠色,最后變為紅褐色。答案:(1