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1、高一化學(xué)必修一知識(shí)點(diǎn)及 解題技巧 鐵及其化合物 考綱定標(biāo) 1. 了解鐵的主要性質(zhì)及應(yīng)用。 2 了解鐵的重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。 熱點(diǎn)定位 1. 鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系。 2 Fe 2 、 Fe 3 的檢驗(yàn)。 3 F e (OH) 2 的制備實(shí)驗(yàn)。 4 結(jié)合鐵及其化合物，考查氧化還原反應(yīng)及相關(guān) 計(jì)算。 習(xí)要點(diǎn) 夯基礎(chǔ) 理教材 基礎(chǔ)化 對(duì)應(yīng)學(xué)生用書 P42 鐵元素位于周期表中 周期第 族，其原子結(jié)構(gòu)示意 圖為 ，其單質(zhì)為 晶體。 盤點(diǎn) 一 鐵的結(jié)構(gòu)和性質(zhì) 第四 金屬 1 與非金屬的反應(yīng) 與 O 2 的點(diǎn)燃條件下生
2、成 ，常溫下腐蝕生成鐵 銹的主要成分為 ，與 Cl 2 點(diǎn)燃生成 ，與 S 加 熱生成 。由此可以證明 Cl 2 的氧化性 S 的氧化 性。 2 與 H 2 O(g) 的反應(yīng) 化學(xué)方程式為 。 Fe 3 O 4 Fe 2 O 3 F e C l 3 F e S 強(qiáng)于 3F e 4H 2 O( g) ==== =高溫 Fe 3 O 4 4H 2 3 與酸的反應(yīng) 酸 化學(xué)方程式或現(xiàn)象 稀 H 2 SO 4 Fe H 2 SO 4 == =F e S O 4 H 2 Fe 不足 Fe 4HNO 3 == =F
3、e (N O 3 ) 3 NO 2H 2 O 稀 HNO 3 Fe 過量 3F e 8HNO 3 == =3F e (N O 3 ) 2 2NO 4H 2 O 濃 HNO 3 、 濃 H 2 SO 4 常溫下 鈍化 4. 與鹽溶液的反應(yīng) (1) 與 CuS O 4 溶液 。 (2) 與 F e Cl 3 溶液 。 Fe C uSO 4 == =F e SO 4 Cu Fe 2 F e C l 3 == =3 F e C l 2 1 由于鐵是變價(jià)金屬元素，它與氧化性不同的氧 化劑反應(yīng)時(shí)，其產(chǎn)物中鐵元
4、素的化合價(jià)不同： ( 1) F e 被弱氧化劑如 S 、 I 2 、 H 、 Fe 3 、 Cu 2 等氧化 為 Fe 2 。 ( 2) F e 被強(qiáng)氧化劑如 Cl 2 、 Br 2 、 HNO 3 、濃 H 2 SO 4 ( ) 等氧化為 Fe 3 。 ( 3) F e 與 O 2 ( 點(diǎn)燃 ) 或 H 2 O( 氣態(tài)高溫 ) 生成 Fe 3 O 4 。 2 鐵與不同量的稀硝酸反應(yīng)的實(shí)質(zhì) 實(shí)際過程可理解為：先發(fā)生 ( ) F e 4HNO 3 ( 稀 ) == = F e ( NO 3 ) 3 NO 2H 2 O ， Fe 變?yōu)?Fe 3 ，若仍然有
5、Fe ，則發(fā)生反應(yīng) ( ) 2Fe 3 Fe == =3F e 2 。另外也可發(fā)現(xiàn) 稀硝酸生成 NO 時(shí)，每 4 m ol 稀硝酸只得 3 m ol e ，生成 1 m ol NO 。而這 3 m ol e 可以由 1 m ol Fe 失去生成 1 m ol F e 3 ，結(jié)合 3 m ol NO 3 生成 1 m ol F e ( NO 3 ) 3 ；也可由 1 .5 m ol F e 失去 3 m ol e 生成 1.5 m ol Fe 2 ，結(jié)合 3 m ol NO 3 生成 1.5 m ol F e ( NO 3 ) 2 。 1 現(xiàn)有 2 m ol L 1
6、的鹽酸和 H 2 SO 4 溶液各 100 m L ， 分別加入等質(zhì)量的鐵粉，反應(yīng)結(jié)束時(shí)，所生成的氫氣 質(zhì)量比為 ，則往酸中加入的鐵粉的質(zhì)量為 ( ) A 2.8 g B 5.6 g C 8.4 g D 16.8 g 解析 雖然 HCl 和 H 2 SO 4 的物質(zhì)的量相等，但 H 2 SO 4 是二元酸，分別與等質(zhì)量的 Fe 反應(yīng)，若 Fe 足 量，則產(chǎn)生的 H 2 應(yīng)為 1 : 2 ，若 Fe 不足 ( 酸過量 ) 則產(chǎn)生的 H 2 應(yīng)為 1 : 1 。實(shí)際產(chǎn)生的 H 2 為 2 : 3 ，因此必有一反應(yīng)酸 不足，另一反應(yīng)酸足量，因 2HC l
7、 H 2 ， H 2 SO 4 H 2 ，所以 Fe 對(duì)鹽酸過量對(duì) H 2 SO 4 不足，可以通過與 H 2 SO 4 反應(yīng)放出的 H 2 的量求鐵的量。 Fe 與 0.2 m ol HCl 反應(yīng)放出 H 2 為 0.2 2 m ol 0.1 m ol ，與 H 2 SO 4 反應(yīng)放出 H 2 為： 0.1 3 2 m ol 0.15 m o l ，所以 Fe 也 為 0.15 m ol ，即 8.4 g 。 答案 C 1 鐵的氧化物 化學(xué)式 F e O Fe 2 O 3 Fe 3 O 4 俗稱 鐵紅 磁性氧化鐵 色態(tài) 黑色粉末 紅棕色固體 黑色晶體
8、 價(jià)態(tài) 2 價(jià) 3 價(jià) 1/3 2 價(jià)， 2/3 3 價(jià) 水溶性 不溶 不溶 不溶 盤點(diǎn) 二 鐵的氧化物和氫氧化物 化學(xué)式 F e O Fe 2 O 3 Fe 3 O 4 HCl F e O 2H == =F e 2 H 2 O Fe 2 O 3 6H == =2F e 3 3H 2 O Fe 3 O 4 8H == =F e 2 2F e 3 4H 2 O 與 酸 反 應(yīng) 稀 HN O 3 3F e O 10H NO 3 == = 3F e 3 NO 5H 2 O Fe 2 O 3 6H == =2F
9、 e 3 3H 2 O 3F e 3 O 4 28H NO 3 == = 9F e 3 NO 14H 2 O 化學(xué)式 F e O Fe 2 O 3 Fe 3 O 4 與酸 反應(yīng) HI F e O 2H == =F e 2 H 2 O Fe 2 O 3 6H 2I == = 2F e 2 I 2 3H 2 O Fe 3 O 4 8H 2I == = 3F e 2 I 2 4H 2 O 與 CO 的 反應(yīng) Fe x O y y CO ==== = 高溫 x Fe y CO 2 2. 鐵的氫氧化物 氫氧化物
10、氫氧化亞鐵 氫氧化鐵 化學(xué)式 F e (OH) 2 F e (OH) 3 物理性質(zhì) 白色 固體， 不溶于水 紅棕色 固體， 不溶于水 與非氧化性酸 如 HCl 反應(yīng) F e (OH) 2 2H == =F e 2 2H 2 O F e (OH) 3 3H == =F e 3 3H 2 O 氫氧化物 氫氧化亞鐵 氫氧化鐵 與氧化性酸如 HNO 3 ( 稀 ) 反應(yīng) 3F e (OH) 2 NO 3 10H == =3F e 3 NO 8H 2 O 3F e (OH) 3 3H == =F e 3 3H 2 O 制法 可溶性堿
11、與亞鐵 鹽溶液反應(yīng)： Fe 2 2 OH == = F e (OH) 2 可溶性堿與鐵鹽 溶液反應(yīng)： Fe 3 3OH == = F e (OH) 3 2 在下列各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系中， A 、 B 、 D 是三種 單質(zhì)，其中 A 、 B 是常見的兩種氣體， D 是一種常見金 屬，其他物質(zhì)均為化合物， H 是一種沉淀 ( 部分生成物 已略去 ) 。 據(jù)此填寫下列空白： (1) A 的化學(xué)式是 _____ __ ， G 的化學(xué)式是 _____ _ _ 。 (2) C 溶液和 D 反應(yīng)的離子方程式為 __________ __ __ ___________
12、 ____ ______________________________ 。 (3) F H 的離子方程式為 ________________ ___ _ _____________________________________________ 。 答案 (1) Cl 2 F e (OH) 2 (2) 2F e 3 Fe == =3Fe 2 (3) 2 F e 2 H 2 O 2 4OH == =2F e (OH) 3 1 鐵鹽 ( F e 3 ) ( 1) 水溶液顏色：呈 色 ( 濃度大時(shí)為棕黃色 ) ，如 F e Cl 3 、 Fe 2
13、( S O 4 ) 3 溶液 ( 2) 水解顯 性： Fe 3 3H 2 O F e ( OH) 3 3H 盤點(diǎn) 三 鐵鹽和亞鐵鹽 黃 酸 ( 3) 有較強(qiáng)的氧化性 能氧化 Fe ： 2Fe Cl 3 Fe == =3 F e Cl 2 能氧化 Cu ： 2F e Cl 3 Cu == =2F e Cl 2 CuCl 2 能氧化 I ： 2F e 3 2I == =2F e 2 I 2 能氧化 H 2 S ： 2F e 3 H 2 S == =2F e 2 S 2H 能氧化 SO 2 ： 2F e 3 SO 2
14、 2H 2 O == =2F e 2 SO 2 4 4H ( 4) 與堿反應(yīng)： Fe 3 3 NH 3 H 2 O == =F e ( OH) 3 3N H 4 2 亞鐵鹽 (F e 2 ) (1) 水溶液顯 色：如 F e Cl 2 、 F e S O 4 溶液 (2) 水解顯酸性： Fe 2 2H 2 O F e (OH) 2 2H (3) F e 2 的氧化性： Fe 2 Zn == =Z n 2 Fe (4) 與堿反應(yīng)： Fe 2 2 OH == =F e (OH) 2 Fe 2 既有氧化性又有還原性，而且以還原性
15、為 主： 2F e 2 Cl 2 == =2F e 3 2Cl 淺綠 3 Fe 3 的檢驗(yàn) 向 Fe 3 溶液中加入 溶液，溶液顯 色： Fe 3 3 S CN == =F e (SCN ) 3 。 K S C N 紅 3 (2013 菏澤模擬 ) 鐵是人體必需的微量元素，治 療缺鐵性貧血的常見方法是服用補(bǔ)鐵藥物。 “ 速力 菲 ” ( 主要成分：琥珀酸亞鐵，呈暗黃色 ) 是市場(chǎng)上一種 常見的補(bǔ)鐵藥物。該藥品不溶于水但能溶于人體中的 胃酸。 某同學(xué)為了檢測(cè) “ 速力菲 ” 藥片中 Fe 2 的存在， 設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)： 藥片 碾碎
16、后加入試劑 1 靜置，過濾 淡黃色溶液 試劑 2 淡紅色溶液 新制氯水 紅色溶液 一段時(shí)間后 溶液褪色 (1) 試劑 1 是 ________ ，試劑 2 是 ________ ，加入新 制氯水后溶液中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式是 ____ ____ 。 (2) 該同學(xué)猜想紅色溶液變?yōu)闊o(wú)色溶液的原因是溶 液中的 3 價(jià)鐵被還原為 2 價(jià)鐵，你認(rèn)為該同學(xué)的猜 想合理嗎？ ________ 。若你認(rèn)為合理，請(qǐng)說明理由 ( 若 你認(rèn)為不合理，該空不要作答 )____ ____ 。若你認(rèn)為不 合理請(qǐng)?zhí)岢瞿愕牟孪?，并設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn) 證 ( 若你認(rèn)為合理，該空不要作答 )____
17、 ____ 。 答案 (1) 稀鹽酸 K S CN 溶液 2F e 2 Cl 2 == =2F e 3 2Cl ， Fe 3 3S CN == =F e (SCN ) 3 (2) 不合理 我的猜想是： F e (SCN ) 3 中的 S CN 被過 量的氯水氧化而褪色；在褪色后的溶液中加入 F e Cl 3 溶 液后，溶液仍不變紅色 析考點(diǎn) 重點(diǎn)化 抓重點(diǎn) 提能力 對(duì)應(yīng)學(xué)生用書 P43 1 轉(zhuǎn)化關(guān)系 考點(diǎn)一 “ 鐵三角 ” 的轉(zhuǎn)化關(guān)系及應(yīng)用 2 重要應(yīng)用 (1) 除雜： 主要離子 雜質(zhì)離子 除雜方法 Fe 2 Fe 3 加過
18、量鐵粉后過濾 F e Cl 3 F e Cl 2 加氯水或 H 2 O 2 F e Cl 2 CuCl 2 加過量鐵粉后過濾 (2) 判斷離子共存： Fe 2 不共存 NO 3 (H ) 、 ClO 、 M n O 4 (H ) 。 Fe 3 不共存 S 2 、 I 、 SO 2 3 Fe 2 、 Fe 3 不共存 HCO 3 、 CO 2 3 等相互促進(jìn)水解 的離子 Fe 3 水解程度較大， pH 為 4 左右時(shí)幾乎全部轉(zhuǎn)化為 F e (OH) 3 沉淀，因而欲除去某溶液中的 Fe 2 ，一般先向 溶液中加入氧化劑，使之轉(zhuǎn)化 為 Fe
19、 3 ，然后再調(diào)溶液 的 pH 使之沉淀。 【例 1 】 (2013 濟(jì)寧高三質(zhì)量檢測(cè) ) 下列各組物質(zhì) 中， X 是主體物質(zhì)， Y 是少量雜質(zhì)， Z 是為除去雜質(zhì)所 要加入的試劑，其中所加試劑正確的一組是 ( ) A B C D X F e Cl 2 溶液 F e Cl 3 溶液 Fe Na 2 SO 4 溶液 Y F e Cl 3 CuCl 2 Al Na 2 CO 3 Z Cl 2 Fe NaOH 溶液 HCl 溶液 【解析】 A 項(xiàng)， 2F e Cl 2 Cl 2 == =2F e Cl 3 ，除去了 主體物質(zhì)； B 項(xiàng)， 2F e C l 3 Fe == =3
20、Fe Cl 2 ， CuC l 2 Fe == =Cu F e Cl 2 ，主體物質(zhì)和雜質(zhì)均被消耗； C 項(xiàng)， 2Al 2NaOH 2H 2 O == =2NaA lO 2 3H 2 ， NaA lO 2 易 溶，過濾即可； D 項(xiàng)， Na 2 CO 3 2HCl == =2Na Cl CO 2 H 2 O ，引入新的雜質(zhì) NaC l 。 【答案】 C 1 (2013 石家莊模擬 ) A 、 B 、 C 為中學(xué)常見單質(zhì)， 其中一種為金屬；通常情況下， A 為固體， B 為液體， C 為氣體。 D 、 E 、 F 、 G 、 H 、 X 均為化合物，其中 X 是
21、一種無(wú)氧強(qiáng)酸、 E 為黑色固體， H 在常溫下為液體。它 們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下 圖所示 ( 其中某些反應(yīng)條件和部 分反應(yīng)物已略去 ) 。 (1) 寫出化學(xué)式： A____ ____ 、 D________ 、 E ________ 、 X_______ _ 。 (2) 在反應(yīng) 中，不屬于氧化還原反應(yīng)的是 ________( 填編號(hào) ) 。 (3) 反應(yīng) 的離子方程式為： ________________ _ ； D 除了可與 F 反應(yīng)得到一種紅色溶液外，還可與某 有機(jī)物反應(yīng)生成紫色物質(zhì)，該有機(jī)物是 ( 填名 稱 )____ ____ 。 (4) 反應(yīng) 的化學(xué)方程式為
22、________________ ； 該反應(yīng)中每消耗 0.3 m ol 的 A ，可轉(zhuǎn)移電子 ___ m ol 。 (5) 寫出 D 的溶液與小蘇打溶液反應(yīng)的離子方程 式： ___________ _____ ______________ 。 解析 依據(jù)題意可知 A 應(yīng)為金屬， B 為液溴， A Br 2 D ， D A G ，說明 A 是一種變價(jià)金屬， 故為 Fe ， Fe 與 C 生成黑色固體可推出 C 為 O 2 ， E X D G H ，說明 X 為 HB r 。 答案 (1) F e Fe B r 3 Fe 3 O 4 HB r (2) (
23、3) F e 3 3 S CN == =F e ( S CN ) 3 苯酚 (4) 3 F e 4H 2 O(g) ==== = 高溫 Fe 3 O 4 4H 2 0.8 (5) F e 3 3HCO 3 == =F e ( OH ) 3 3CO 2 1 直接觀察顏色 Fe 2 溶液呈淺綠色， Fe 3 的溶液呈棕黃色。 考點(diǎn) 二 Fe 2 與 Fe 3 的鑒別方法 2 利用顯色反應(yīng) ( 形成絡(luò)離子 ) 3 利用 F e (OH) 3 沉淀的顏色 4 利用 Fe 3 的氧化性 5 利用 Fe 2 的還原性 【例
24、2 】 (2013 寶雞模擬 ) 要證明某溶液中不含 Fe 3 而可能含有 Fe 2 進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，最佳順序?yàn)?( ) 加入足量氯水 加入足量 K M n O 4 溶液 加 入少量 NH 4 S CN 溶液 A B C D 【解析】 Fe 2 遇 S CN 不變色，加入適量氯水 后， 2F e 2 Cl 2 2F e 3 2Cl ，再加入 NH 4 S C N 溶液 后會(huì)變?yōu)榧t色，故 C 正確。 【答案】 C 2 將幾滴 K S CN (SCN 是 “ 類鹵離子 ” ) 溶液加入 酸性的含有 Fe 3 的溶液中，溶
25、液變成紅色，將該紅色 溶液分為兩份， 一份中加入適量 K M n O 4 溶液，紅色 褪去； 向另一份中通入 SO 2 ，紅色也褪去。下列說法 不正確的是 ( ) A 紅色褪去的原因是 K M n O 4 將 S CN 氧化，使 F e (SCN ) 3 消失 B 紅色褪去的原因是 SO 2 將 Fe 3 還原為 Fe 2 C 紅色褪去的原因是 SO 2 將 S CN 還原 D S CN 在適當(dāng)條件下可失去電子被氧化劑氧化 為 (SCN ) 2 答案 C 悟規(guī)律 技巧化 探方法 重技巧 對(duì)應(yīng)學(xué)生用書 P45 理考基圖示 鐵及其重要化
26、合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系 背核心 要點(diǎn) 1 牢記 1 個(gè)轉(zhuǎn)化關(guān)系：鐵三角 (F e 、 Fe 2 、 Fe 3 ) 之 間的轉(zhuǎn)化。 2 熟記 2 個(gè)特殊現(xiàn)象： F e (OH) 2 F e (OH) 3 是白 色 灰綠色 紅褐色； Fe 3 遇 S CN ，溶液變紅色。 3 記住 4 種顏色： Fe 2 淺綠色， Fe 3 棕黃 色， Fe 2 O 3 紅棕色， F e (OH) 3 紅褐色。 4 掌握 8 個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式： 4F e (OH) 2 O 2 2H 2 O == =4F e (OH) 3 ， Fe 2H == =F e 2 H
27、 2 ， 2F e 3 Cu == =2F e 2 Cu 2 ， 2F e 2 Cl 2 == =2F e 3 2Cl ， Fe x O y y CO ==== = 高溫 x Fe y CO 2, 3F e x O y 2 y Al ==== = 高溫 y Al 2 O 3 3 x Fe ， 3F e 8H 2NO 3 == =3F e 2 2NO 4H 2 O ， 3F e 2 4H NO 3 == =3 F e 3 NO 2H 2 O 。 鐵與稀硝酸的反應(yīng)規(guī)律 審清兩種物質(zhì)的量，一是明確哪種物質(zhì)過量，二 是根據(jù)兩
28、種物質(zhì)的量分析討論判斷，根據(jù)反應(yīng)方程 式： HNO 3 過量： Fe 4HNO 3 == =F e (N O 3 ) 3 NO 2H 2 O ， Fe 過量時(shí)： Fe 2F e (N O 3 ) 3 == =3F e (N O 3 ) 2 ，兩 者相加得總方程式： 3F e 8HNO 3 == =3F e (N O 3 ) 2 2NO 4H 2 O ，可以用數(shù)軸表示： 解題時(shí)需要注意量的范圍， 即： n Fe n HNO 3 1 4 ，產(chǎn)物僅有 F e (N O 3 ) 3 ， HNO 3 可 能有剩余， n Fe n HNO 3 3 8 ，
29、產(chǎn)物僅有 F e (N O 3 ) 2 ， Fe 可 能有剩余。 3 8 n Fe n HNO 3 1 4 ，產(chǎn)物為 F e (N O 3 ) 3 和 F e (N O 3 ) 2 的混合物。 針對(duì)訓(xùn)練 鐵在熱的稀 HNO 3 中反應(yīng)，其主要還 原產(chǎn)物為 N 2 O ，而在冷的稀 HN O 3 中反應(yīng)，其主要還原 產(chǎn)物為 NO ，當(dāng)溶液更稀時(shí)，其主要還原產(chǎn)物是 NH 4 。 請(qǐng)分析下圖，回答有關(guān)問題。 (1) 假設(shè)在任一氣體產(chǎn)生的曲線段內(nèi)只有一種還原 產(chǎn)物，試配平由 b 點(diǎn)到 c 點(diǎn)時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式： Fe HNO 3 == = Fe (N O 3 ) 3
30、 H 2 O (2) 判斷從 O 點(diǎn)到 a 點(diǎn)時(shí)的還原產(chǎn)物，應(yīng)為 ____ ____ ______________ ______________________________ _ 。 (3) a 點(diǎn)到 b 點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生還原產(chǎn)物為 ________ ，其原因 是 ___________ ______________________________ 。 (4) 已知達(dá)到 d 點(diǎn)時(shí)反應(yīng)完全結(jié)束，此時(shí)溶液中的主 要陽(yáng)離子為 ________ 。分析投入金屬鐵的物質(zhì)的量之 比 n c Fe n d Fe ________ 。 解析 題給出的圖象可分為兩部分，其一為 H
31、 濃度隨 n (F e ) 的改變情況；其二為產(chǎn)生氣體的體積隨 n ( F e ) 的改變情況，從題給條件知鐵在冷稀 H NO 3 中生 成 NO ，在熱稀 HNO 3 中生成 N 2 O ， Fe 與 HNO 3 反應(yīng)為放 熱反應(yīng)。故圖象中： Oa 段產(chǎn)物為 NO ； ab 段產(chǎn)物為 N 2 O ； bc 段產(chǎn)物為 NH 4 ； cd 段 H 耗盡無(wú)氣體產(chǎn)生，是 Fe 與 F e (N O 3 ) 3 反應(yīng)，氣體總體積為一定值。 答案 (1) 8 30 8 3 NH 4 NO 3 9 (2) N O (3) N 2 O 反應(yīng)為放熱反應(yīng)，當(dāng)溫度升高后，則生 成 N 2 O (4
32、) F e 2 2 : 3 F e (OH) 2 的制 備 (2013 惠州質(zhì)檢 ) 用下面三種方法均可制得 F e (O H) 2 白色沉淀。 方法一 用不含 Fe 3 的 F e S O 4 溶液與不含 O 2 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 F e S O 4 溶液時(shí)還需要 加入 ________ 。 (2) 除去蒸餾水中溶解的 O 2 常采用 ________ 的方 法。 (3) 生成 F e (OH) 2 白色沉淀的操作是用長(zhǎng)滴管吸取不 含 O 2 的 NaOH 溶液，插入 F e S O 4 溶液液面下，再擠出 Na
33、OH 溶液，這樣操作的理由是 ___________ _ _____ 。 方法二 在如 圖所示的裝置中，用 NaOH 溶液、 鐵屑、稀 H 2 SO 4 等試劑制備。 (1) 在試管 里加入的試劑是 ________ 。 (2) 在試管 里加入的試劑是 ________ 。 (3) 為了制得 F e (OH) 2 白色沉淀，在試管 和 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 F e (OH) 2 沉淀能較長(zhǎng)時(shí)間保持白色， 理由是 ______________ ________________ 。 方法三 利用電 解實(shí)驗(yàn)可以制
34、得純凈的 F e (OH) 2 白 色沉淀，如 圖所示，已知兩電極的材料分別為石墨和 鐵。 (1) a 電極的材料應(yīng)為 ___ _____ ，電極反應(yīng)式為 ________ 。 (2) 電解液 c 可以是 _____ ___( 填編號(hào) ) 。 A 純水 B NaC l 溶液 C NaOH 溶液 D CuCl 2 溶液 (3) d 為苯，其作用是 __ ______ ，在加入苯之前對(duì)電 解液 c 應(yīng)作何簡(jiǎn)單處理？ ________ 。 (4) 為了在較短時(shí)間內(nèi)看到白色沉淀，可采取的措 施是 ________( 填編號(hào) ) 。 A 改用稀 H 2 SO
35、 4 作電解液 B 適當(dāng)增大電源的電壓 C 適當(dāng)減小兩極間的距離 D 適當(dāng)降低電解液的溫度 (5) 若 c 用 Na 2 SO 4 溶液，當(dāng)電解一段時(shí)間后看到白 色 F e (OH) 2 沉淀，再反接電源電解，除了電極上看到氣 泡外，另一明顯現(xiàn)象為 ________ 。 思路點(diǎn)撥 方法一 Fe 2 易水解，要加入稀 H 2 SO 4 防止其水解； Fe 2 易被空氣中的 O 2 氧化，要加鐵 粉，將被氧化的 Fe 3 還原成 Fe 2 。氣體的溶解度是隨溫 度升高而降低的，所以煮沸后的蒸餾水中溶解的 O 2 變 少。 方法二 兩支試管，試管 是開口式，無(wú)法用產(chǎn)
36、 生的氣體將試液壓入試管 中，所以制取 F e S O 4 應(yīng)放在 試管 中，而在試管 中盛不含 O 2 的 NaOH 溶液。當(dāng) Fe 與稀 H 2 SO 4 放入試管 后，產(chǎn)生的 H 2 可以從試管 內(nèi)短管處排出，從而排盡試管 內(nèi)空氣。再經(jīng)過止水 夾通入試管 中，排盡試管 內(nèi)空氣。然后關(guān)閉止水 夾，試管 內(nèi)產(chǎn)生的 H 2 無(wú)法逸出，造成管內(nèi)壓強(qiáng)增 大，將試管 內(nèi) F e S O 4 溶液通過長(zhǎng)導(dǎo)管壓入試管 內(nèi)， 在此過程中，液體都處于 H 2 環(huán)境，從而避免了被空氣 中 O 2 的氧化，使得 F e (OH) 2 能保存更長(zhǎng)時(shí)間。 方法三 電解時(shí)陽(yáng)極 Fe 2e
37、== =F e 2 ，陰極上 2H 2 O 2e == =H 2 2 OH ，或電解質(zhì)溶液能直接提 供 OH 。當(dāng) Fe 2 與 OH 接觸時(shí) Fe 2 2OH == = F e (OH) 2 ，當(dāng)電解液選用 NaO H 溶液時(shí)，在陽(yáng)極處立 即產(chǎn)生白色沉淀，當(dāng)選其他溶液時(shí)，只有遷移后兩者 相遇時(shí)才能產(chǎn)生沉淀 ( 大約在電池中部 ) ；當(dāng)反接電源 后，陽(yáng)極 4OH 4e == =2H 2 O O 2 ，產(chǎn)生的 O 2 立即 把 F e (OH) 2 氧化為 F e (O H) 3 。 參考答案 方法一 ( 1) 稀 H 2 SO 4 、鐵屑 (2) 煮沸 (3) 避免生成的 F e (OH) 2 沉淀接觸 O 2 而被氧化 方法二 (1) 稀 H 2 SO 4 和鐵屑 (2) NaOH 溶液 (3) 檢驗(yàn)試管 出口處排出的 H 2 的純度，當(dāng)排出的 H 2 已經(jīng) 純凈時(shí)再夾緊止水夾 (4) 試管 中反應(yīng)生成的 H 2 充滿 了試管 和試管 ，且外界 O 2 不易進(jìn)入 方法三 (1) Fe Fe 2e == =F e 2 (2) B C (3) 隔 絕空氣，防止生成的 F e (OH) 2 被氧化 加熱煮沸，排出 溶解的 O 2 (4) B C (5) 白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成紅 褐色
高一化學(xué)必修一鐵及其化合物.ppt
