决胜高考之【教材热点实验】04 Fe(OH)2与Fe(OH)3胶体的制备

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【教材实验热点】04 Fe(OH)2与Fe(OH)3胶体的制备
【教材实验梳理】
1.Fe(OH)2的制备
Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化，生成Fe(OH)3，所以在制备Fe(OH)2时：
(1)要确保Fe2+溶液中无Fe3+，故需加Fe粉，把Fe3+转化为Fe2+。
(2)要尽量减少与O2的接触，故采取加热的方法赶走所需溶液中溶解的O2，冷却后再反应；同时应防止空气中的O2再溶于溶液，常用的方法有三种：
①反应在试管底部进行。
如图甲，这是中学阶段唯一把胶头滴管插入反应溶液的实验。

②加隔氧剂，如加入汽油、苯等比水轻的有机溶剂。
如图乙，由于苯的液封作用，防止了生成的Fe(OH)2被氧化，因而可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀。
③利用反应产生非氧化性气体(或通入非氧化性气体)赶走空气的方法。
如方案一、方案二，此方法可以长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀。
方案一：

该方法是先用非氧化性气体排尽溶液和装置内的空气，再把试管Ⅱ中的NaOH溶液压入试管Ⅰ中反应。
方案二：

该方法是先在装置Ⅰ中产生FeSO4溶液，并利用产生的H2排尽两溶液和装置内的空气，再关闭止水夹K，利用产生的H2把FeSO4溶液压入装置Ⅱ的NaOH溶液中。
2.胶体的制备
(1)物理方法：研磨法。如制豆浆。
(2)化学方法：利用水解反应、复分解反应等。

注意：
①制备氢氧化铁胶体时，不能搅拌也不能加热时间过长，否则会导致胶体聚沉。
②书写制备胶体的化学方程式时，用“=”，不用“”，而且不能写“↓”符号。
3.检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法
(1)根据溶液颜色：含有Fe2＋的溶液显浅绿色，含有Fe3＋的溶液显棕黄色。
(2)用KSCN溶液和氯水
①流程：

(3)用NaOH溶液
①流程：

②有关反应：Fe3＋＋3OH-=Fe(OH)3↓(红褐色沉淀)
Fe2＋＋2OH-=Fe(OH)2↓(白色沉淀)
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3
【答题技巧】
氢氧化铁胶体的制备：向沸水中逐滴加入FeCl3饱和溶液，继续煮沸至液体呈红褐色，停止加热，即制得Fe(OH)3胶体，化学方程式为FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl。
【典例讲解】
1．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)。


【及时巩固】
2．实验室用FeCl2和烧碱制备Fe（OH）2，为了生成的产物不容易被氧化，下列说法不正确的是
A．配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸
B．可在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气
C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入到试管内
D．产生Fe（OH）2沉淀后，不能振荡试管
3．下列实验操作能达到实验目的的是

实验目的
实验操作
A
制备Fe(OH)3胶体
将NaOH浓溶液滴加到饱和的FeCl3溶液中
B
由MgCl2溶液制备无水MgCl2
将MgCl2溶液加热蒸干
C
除去Cu粉中混有的CuO
加入稀硝酸溶液，过滤、洗涤、干燥
D
比较水和乙醇中氢的活泼性
分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中

A．A B．B C．C D．D
4．有关铁的化合物的说法中，错误的是（    ）
A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色
B．如图所示操作可制取Fe(OH)2

C．Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得
D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能发生丁达尔效应
5．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是（    ）

A．①② B．①③ C．②③ D．①②③
6．下列说法错误的是

A．用如图所示装置可以制备Fe(OH)2
B．检验红砖中的氧化铁：向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加2~3滴KSCN溶液
C．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加少量稀HNO3后溶液显红色，此现象不能确定原溶液中含有Fe2+
D．向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe2+被氧化
7．下列中学常见实验的现象或表述正确的是(　　)
A．过量的铁投入到一定量的稀硝酸中，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液显血红色
B．制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁
C．检验红砖中的氧化铁成分，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴即可
D．向CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后，将混合液体倒入蒸发皿中加热煮沸一会，然后冷却、过滤，滤纸上的物体为“蓝色固体”
8．通过对实验现象的观察、分析、推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列实验事实的解释正确的是(　　)

操作、现象
解释
A
向KI­淀粉溶液中加入FeCl3溶液，溶液变蓝
Fe3＋能与淀粉发生显色反应
B
把生铁放置于潮湿的空气中，铁表面有一层红棕色的斑点
铁在潮湿的空气中易生成Fe(OH)3
C
向稀硝酸中加入少量铁粉，有气泡产生
说明Fe置换出溶液中的氢，生成了氢气
D
新制Fe(OH)2露置于空气中一段时间，白色物质变成了红褐色
说明Fe(OH)2易被O2氧化成Fe(OH)3

A．A B．B C．C D．D
9．下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、6 mol/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
10．用下面两种方法可以制得白色沉淀。
方法一：用溶液与不含的蒸馏水配制的溶液反应制备。
(1)除去蒸馏水中溶解的常采用_____________________的方法。
(2)生成白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含的溶液，插入溶液液面以下，再挤出溶液。这样操作的理由是______________________。
方法二：在如图所示装置中，用不含的溶液、铁屑和稀硫酸制备。

(3)在试管Ⅰ中加入的试剂是________________________________________________。
(4)在试管Ⅱ中加入的试剂是________________________________________________。
(5)为了制得白色沉淀，在试管Ⅰ和试管Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是________________________________________________________________________。
(6)这样生成的沉淀能较长时间保持白色，其理由是_____________________________________________________________________。
11．某同学设计如图所示装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。

请回答：
(1)装置5的作用_____________。
(2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中__________。
(3)装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因__________。
12．已知制备胶体的反应原理为： FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl，现有甲、乙、丙三名同学分别进行制备Fe(OH)3胶体的实验。
Ⅰ．甲同学直接加热饱和FeCl3溶液；
Ⅱ．乙同学向25 mL沸水中逐滴加入FeCl3饱和溶液；煮沸至液体呈红褐色，停止加热；
Ⅲ．丙同学和乙同学一样，但是溶液出现红褐色后忘记停止，继续加热较长时间。
试回答下列问题：
(1)判断胶体制备是否成功，可利用胶体的__________________________，其中操作方法及现象是_________________________________________________。
(2)Fe(OH)3胶体是不是电解质：__________(填“是”或“不是”)。
(3)丁同学检查实验结果发现___________(填乙或丙)的烧杯底部有沉淀。
(4)丁同学利用所制得的Fe(OH)3胶体进行下列实验：
①取部分胶体将其装入U形管内，用石墨作电极，接通直流电，通电一段时间后发现阴极附近的颜色逐渐变深，这表明Fe(OH)3胶体的胶粒带___________电荷。
②取部分胶体向其中逐滴滴加硫酸溶液，开始产生红褐色沉淀，这是因为___________________；继续滴加，沉淀减少最终消失，写出化学反应方程式__________________________________。
13．某化学课外小组在制备Fe(OH)2实验过程中观察到生成的白色沉淀迅速变为灰绿色，一段时间后变为红褐色。该小组同学对产生灰绿色沉淀的原因，进行了实验探究。
I．甲同学猜测灰绿色沉淀是Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物，设计并完成了实验1和实验2。
编号
实验操作
实验现象
实验1
向2mL0.1mol·L－1FeSO4溶液中滴加0.1mol·L－1NaOH溶液(两溶液中均先加几滴维生C溶液)
液面上方出现白色沉淀，一段时间后变为灰绿色，长时间后变为红褐色
实验2
取实验1中少量灰绿色沉淀，洗净后加盐酸溶解，分成两份。①中加入试剂a，②中加入试剂b
①中出现蓝色沉淀，②中溶液未变成红色

（1）实验中产生红褐色沉淀的化学方程式为_________________________
（2）实验1中加入维生素C溶液是利用了该物质的 ___ 性   
（3）实验2中加入的试剂a为 ___溶液，试剂b为____溶液。实验2的现象说明甲同学的猜测 _____（填“正确”或“不正确”）。
Ⅱ.乙同学查阅资料得知，Fe(OH)2沉淀具有较强的吸附性，猜测灰绿色可能是Fe(OH)2吸附Fe2+引起的，设计并完成了实验3—实验5。
编号
实验操作
实验现象
实验3
向10mL4mol·L－1NaOH溶液中逐滴加入0.1mol·L－1FeSO4溶液(两溶液中均先加几滴维生素C溶液)
液面上方产生白色沉淀(带有较多灰绿色)。沉淀下沉后，部分灰绿色沉淀变为白色
实验4
向10mL8mol·L－1NaOH溶液中逐滴加入0.1mol·L－1FeSO4溶液(两溶液中均先加几滴维生素C溶液)
液面上方产生白色沉淀（无灰绿色）。沉淀下沉后，仍为白色
实验5
取实验4中白色沉淀，洗净后放在潮湿的空气中
______________

（4）依据乙同学的猜测，实验4中沉淀无灰绿色的原因为_____。
（5）该小组同学依据实验5的实验现象，间接证明了乙同学猜测的正确性，则实验5的实验现象可能为____。
Ⅲ.该小组同学再次查阅资料得知当沉淀形成时，若得到的沉淀单一，则沉淀结构均匀，也紧密；若有杂质固体存在时，得到的沉淀便不够紧密，与溶液的接触面积会更大。
（6）当溶液中存在Fe3+或溶解较多O2时，白色沉淀更容易变成灰绿色的原因为______。
（7）该小组同学根据上述实验得出结论：制备Fe(OH)2时能较长时间观察到白色沉淀的适宜的条件和操作有________、____。
14．绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题：
（1）在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。由此可知：______________、_______________。
（2）为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管（带两端开关K1和K2）（设为装置A）称重，记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为 m2 g。按下图连接好装置进行实验。

①仪器B的名称是____________________。
②将下列实验操作步骤正确排序___________________（填标号）；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3 g。
a．点燃酒精灯，加热    b．熄灭酒精灯    c．关闭K1和K2
d．打开K1和K2，缓缓通入N2    e．称量A    f．冷却到室温
③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x=________________（列式表示）。若实验时按a、d次序操作，则使x__________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
（3）为探究硫酸亚铁的分解产物，将（2）中已恒重的装置A接入下图所示的装置中，打开K1和K2，缓缓通入N2，加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。

①C、D中的溶液依次为_________（填标号）。C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为_______________。
a．品红    b．NaOH c．BaCl2 d．Ba(NO3)2    e．浓H2SO4
②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式_____________________。
15．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0.1mol/L的溶液．在FeCl2液中需加入少量铁屑，其目的是________。
（2）甲组同学取2mlFeCl2溶液．加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2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2mLFeCl2溶液中先加入0.5ml煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和l滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是______。
（4）丙组同学取10 mL0.1mol/LKI溶液，加入6mL0.1mol/LFeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3 支试管中进行如下实验：
① 第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置，CCl4层呈紫色；
② 第二只试管中加入1滴K3[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）丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液·变成棕黄色，发生反应的离子方程式为________；一段时间后．溶液中有气泡出现，并放热．随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是______；生成沉淀的原因是______（用平衡移动原理解释）。