2020年高三化学一轮复习：制取氢氧化铁、氢氧化亚铁易错点解读

2020年高三化学一轮复习：制取氢氧化铁、氢氧化亚铁易错点解读【精确解读】铁的两种氢氧化物对比：【精细剖析】2Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为 Fe(OH)3。

在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成功的关键有以下两点：①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质；②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。

【典例剖析】如图所示装置可用来制取Fe (OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化．实验提供的试剂：铁屑、6mol/L硫酸溶液、NaOH溶液．下列说法错误的是( )A．B中盛有一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是铁屑B．实验开始时应先将活塞E关闭C．生成Fe(OH)2的操作为：关闭E，使A中溶液压入B瓶中D．取下装置B中的橡皮塞，使空气进入，有关反应的化学方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O═4Fe(OH)3【解析】A．制取硫酸亚铁需要铁屑，所以在烧瓶中应该先加入铁屑，所以A中应预先加入的试剂是铁屑，故A正确；B．稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气，因为有气体生成，如果不打开活塞E，会造成安全事故，所以要打开活塞E，故B错误；C．铁和硫酸反应有氢气生成，关闭活塞E，导致A装置中氢气所产生的压强逐渐增大使FeSO4溶液被压入B瓶中进行反应生成氢氧化亚铁，所以操作为：关闭活塞E，使FeSO4溶液被压入B瓶中进行反应，故C正确；D．氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁，反应方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故D正确；故答案为B。

【答案】B【变式训练】利用如图所示装置制取Fe(OH)2，通电后溶液中产生的白色沉淀能保持较长时间不变色．下列说法错误的是( )A．只能用铁作甲电极和乙电极B．甲电极上有氢气逸出C．烧碱溶液注入容器前，需先煮沸D．可用食盐水代替烧碱溶液根离子浓度增大，与亚铁离子结合成Fe(OH)2沉淀；A．阳极应该用铁电极，阴极可以是铁也可以是其他惰性电极，故A错误；B．甲为阴极，是溶液中的阳离子氢离子放电，方程式为：2H++2e-=H2↑，故B正确；C．氢氧化亚铁不稳定，容易被空气中的氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁，反应方程式为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，所以，烧碱溶液注入容器前，需先煮沸除尽氧气，故C正确；D．电解池中阳极是铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，阴极是溶液中的氢离子得电子发生还原反应，所以电解质溶液中的阴离子不会再阳极失电子，所以选用NaCl溶液不影响实验，故D正确；故答案为A。

【答案】A【实战演练】1．制取Fe(OH)2并使之能久存，可采取的操作有：①加入一些植物油；②溶解FeSO4配成溶液；③把蒸馏水加热煮沸，并密封冷却；④加入少量铁屑；⑤向FeSO4溶液中滴加足量氨水；⑥把盛有氨水的胶头滴管伸入FeSO4溶液中后再挤出氨水．进行操作的正确顺序是( )A．③②⑤④ B．③②④①⑥C．③②④⑥D．②④①⑥【答案】B2．下图为Fe(OH)2制备实验的改进装置，使用该装置将能在较长时间内观察到白色絮状沉淀．关于此实验，下列说法正确的是( )A．装入药品后应关闭铁夹，等反应完成后再打开铁夹B．此装置是通过H2的排出使A中压强减小，从而将B中的烧碱吸入A中产生Fe(OH)2 C．H2的作用是排尽装置内的空气和将A中溶液压人B中D．在药品用量上硫酸应过量，使铁粉能充分反应完【答案】C3．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序号)。

【解析】因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。

①、②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③的原理为铁作阳极产生Fe2＋，与电解水产生的OH－结合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；⑤中液面加苯阻止了空气进入；④由于胶头滴管能带入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。

【答案】①②③⑤4．用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：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______________。

【解析】(1)稀硫酸抑制Fe2＋水解，铁屑防止Fe2＋被氧化。

(3)Fe(OH)2很容易被氧化，实验过程中要确保在无氧条件下生成。

【答案】(1)稀硫酸、铁屑(2)加热煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2与氧气接触而被氧化5．Fe(OH)2由于在空气中易被氧化，制取时很难观察到白色沉淀现象，只能看到灰绿色，采用如图装置使用Fe，H2SO4(稀)，NaOH溶液可在还原性气氛中制取Fe(OH)2白色沉淀，且较长时间内不变色，其中C为弹簧夹．(提示：还原性气氛如氢气环境)（1）则锥形瓶A中应加入的药品为_________________________________；（2）锥形瓶B中应加入的药品为______________________；（3）容器A中的反应开始后，请简单写出完成制备Fe(OH)2的后续操作步骤．①______________________；②______________________；（4）若在反应开始之前先关闭弹簧夹C，则实验现象为：______________________；请写出此时B瓶中发生的化学反应的离子方程式：______________________；______________________。

【答案】（1）铁和稀硫酸（2）氢氧化钠溶液（3）打开弹簧夹C；反应一段时间后关闭弹簧夹C （4）A中液体被压入到B瓶，B瓶内生成白色絮状沉淀，白色沉淀迅速变灰绿，最后变为红褐色Fe2++2OH-=Fe(OH)2、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)36．(1)下列各图示中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是________。

(2)用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：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________________________。

【答案】(1)①②③⑤(2)①稀硫酸、铁屑②煮沸③避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O27.某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。

回答下列问题：(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol ·L －1的溶液。

在FeCl 2溶液中需加入少量铁屑，其目的是____________________。

(2)甲组同学取2 mL FeCl 2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN 溶液，溶液变红，说明Cl 2可将Fe2＋氧化。

FeCl 2溶液与氯水反应的离子方程式为_________。

(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl 2溶液中先加入0.5 mL 煤油，再向液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN 溶液，溶液变红，煤油的作用是_______________________________。

(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol ·L －1KI 溶液，加入6 mL 0.1 mol ·L －1FeCl 3溶液混合。

分别取2 mL 此溶液于3支试管中进行如下实验：①第一支试管中加入1 mL CCl 4充分振荡、静置，CCl 4层显紫色； ②第二支试管中加入1滴K 3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀； ③第三支试管中加入1滴KSCN 溶液，溶液变红。

实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③说明：在I －过量的情况下，溶液中仍含有________(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为________。

(5)分别写出Fe 与H 2O(g)、足量稀HNO 3反应的化学方程式______________、 __________________________________________。

(6)写出Fe(OH)2表现强还原性的现象为______________________， 其化学方程式为________________________。

(7)分别写出Fe 3＋与SO 2(H 2O)、Cu 反应的离子方程式____________。

(8)检验Fe 3O 4中含有Fe 2＋、Fe 3＋的试剂为_____________________________， 操作方法为_______________________。

【答案】(1)防止Fe 2＋被空气氧化 (2)2Fe 2＋＋Cl 2===2Fe 3＋＋2Cl －(3)隔绝空气，防止空气中的氧气将Fe 2＋氧化，产生干扰 (4)Fe 2＋ Fe 3＋可逆反应 (5)3Fe ＋4H 2O(g)=====高温Fe 3O 4＋4H 2 Fe ＋4HNO 3===Fe(NO 3)3＋NO ↑＋2H 2O(6)白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3(7)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO2－4＋4H＋2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(8)稀H2SO4、KMnO4溶液、KSCN溶液取样品少许溶解于稀H2SO4中，在两支试管中，分别加入KMnO4溶液和KSCN溶液几滴，KMnO4溶液紫色褪色，KSCN溶液呈红色，则说明含有Fe2＋和Fe3＋。