3.1.3氢氧化亚铁制备实验及改进 同步练习 2024-2025学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

3.1.3氢氧化亚铁制备实验及改进 过关练 选择题只有1个选项符合题意 1.关于Fe(OH)2的实验室制备，下列说法不正确的是() NaOH 溶液 溶液 A.常用煮沸的方法除去NaOH溶液中的O2 B将苯换成四氯化碳同样可以达到隔绝空气的作用 C.氢氧化钠与硫酸亚铁反应的离子方程式为Fe2+十2OH=Fe(OD2↓ D若生成的沉淀暴露于空气中，现象为：白色→灰绿→红褐色 2.下列实验操作能够制取F(OH)2并能较长时间观察到白色沉淀的是() NaOH NaOH NaOH 氨水 溶液 溶液 溶液 植物油 FeCL, 里cc 写溶液 图FcC B溶液 寻装 邑溶液 0 3.有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与FSO4溶液反应的方法以验证其反应 实质。实验时，往100mL的大试管中先加40mL煤油，取3粒米粒大小的金属 钠放入大试管后塞上橡胶塞，通过长颈漏斗加入FSO4溶液使煤油的液面上升至 橡胶塞，并夹紧弹簧夹（如图所示）。仔细观察，回答下列问题： 弹簧夹 煤油 钠 -FeSO,溶液 (①)大试管的下层溶液中出现的现象为 (2)装置中长颈漏斗内液面 (填“下降”或“上升”)。 (3)写出钠与FeSO4溶液反应的化学方程式： 4.如下图所示装置，可用以制取和观察F(OD2在空气中被氧化时颜色的变化。 下列说法不正确的是() 铁屑、 NaOH 稀HSO,号 溶液 A实验前，应事先煮沸溶液除去溶解氧 B.装置I可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气 C.止水夹在实验过程中应该先关后开 D.取下装置Ⅱ的橡皮塞可观察沉淀颜色变化 5.某小组利用如图装置较长时间观察到了白色F©(OD2沉淀。下列说法不正确的 是() 稀 NaOH 硫 溶液 FeSO 铁粉 A连接好装置后，需检查装置的气密性 B.小烧杯中水的作用是液封，防止空气进入试管 C.铁粉的主要作用是将可能生成的Fe3+还原为Fe2+ D.实现较长时间观察到白色F(OH)2沉淀要做到排除O2干扰 6.如下图所示装置可用来制取和观察F(OHD2在空气中被氧化时颜色的变化。实 验时必须使用铁屑和6moL一1的硫酸，其他试剂任选。 填写下列空白： (I)B中盛一定量的NaOH溶液，A中应预先加入的试剂是 ,A中反应的 离子方程式是 (2)实验开始时先将止水夹E (填“打开”或“关闭”)，C中收集到气体 的主要成分是 (3)简述生成Fe(OD2的操作过程： (4)拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，写出有关反应的化学方程式： 培优练 7.用下面两种方法可以制得白色的Fe(OD2沉淀。 方法一：用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制 备。 (I)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时，除加硫酸防止生成Fe(OHD2外，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(O)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入 FeSO4溶液的液面以下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是 方法二：在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀HSO4等试剂制备。 (4)在试管I里加入的试剂是 (5)在试管Ⅱ里加入的试剂是 (6)为了制得白色的F©(OD2沉淀，在试管I和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧 塞子后的实验步骤是 (7)这样生成的F(OD2沉淀能较长时间保持白色，其理由是 8.某同学设计如图装置（气密性已检查）制备F(OHD2白色沉淀。 稀疏酸 蒸馏水 铁屑 NaOH溶液蒸馏水 请回答： (1)仪器1的名称 。 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 9.某化学学习小组设计了下列方法探究氢氧化亚铁的制备等相关问题。 (I)用NaOH溶液和FeSO4溶液直接反应，方法如图。该方法能观察到白色的Fe (O2沉淀，但沉淀颜色快速发生变化。请分析沉淀颜色变化的原因： (用化学方程式表示)。 NaOH 溶液 FeSO. (2)该小组为探究反应物浓度对Fe(OHDz制备效果的影响，以Fe(OHD2沉淀白色持 续时间()为指标，1越大，实验效果越好。部分实验数据如表(0代表质量分数)： 实验 序号 w(FeSO)% (NaOH tis NaOH i 2.5 15 149 擦液 ii 5 15 138 战 10 15 93 iv 5 25 142 5 35 180 ①实验i、ⅱ、i的目的是 ②该小组同学通过实验推断：其他条件不变时，所用NaOH溶液的浓度越大，实 验效果越好。推断的证据是 ③由绿矾晶体FeSO47HO)配制250mL0.10molL-1FeSO4溶液，需要用到的仪 器有药匙、玻璃棒、烧杯、托盘天平、250mL容量瓶、 。以下操作会导 致所配溶液浓度偏低的是 A容量瓶中原有少量蒸馏水 B.洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转入容量瓶中 C.定容时俯视刻度线 D.定容摇匀后发现溶液体积低于刻度线，再补加少量蒸馏水至刻度线 (3)若向FeSO4溶液中加入足量NaO2,观察到的现象是 参考答案 1.B[A项，煮沸除去氧气，防止氧气氧化氢氧化亚铁：B项，四氯化碳的密度大于水。 不能达到隔绝空气的作用：C项，氢氧化钠与硫酸亚铁反应生成氢氧化亚铁沉淀和 硫酸钠，故离子方程式为Fe2+2OH一Fe(OHD2↓：D项，白色的氢氧化亚铁在空气 中易被氧化为氢氧化铁红褐色沉淀，故现象为白色→灰绿→红褐色。] 2.DB项，CCL密度大，应在下层，不能起到隔离空气作用，因此不能长时间观察到 白色沉淀：D项，操作可防止氧气氧化F(OH2,能较长时间观察到白色沉淀。] 3.(1)产生白色絮状沉淀(2)上升 (3)2Na+FeSO4+2HO一Fe(OHD2↓+Na2SO4+H2t 解析(1)由于金属Na的密度比H2O的小，比煤油的大，故钠粒应位于两种液体的 交界处，Na与FeSO4溶液接触的部分与HO发生反应生成NaOH和H2.NaOH与 FeSO4发生反应生成白色絮状沉淀Fe(OD2.因隔绝了空气，制得的白色Fe(OD2可 以保存较长时间。(2)由于大试管内产生H2,大试管内压强增大，把大试管内的液体 压入长颈漏斗中，故长颈漏斗内的液面上升。(3)反应的化学方程式为2Na+2HO 一2NaOH+H2↑、2NaOH+FeSO4一Fe(OHD2↓+Na2SO4,将两个化学方程式相加 得2Na+FeSO4+2H2O一Fe(OH2↓+Na2SO4+H2↑。 4.C【A项，溶液中会溶解少量的氧气，氧气能氧化氢氧化亚铁，所以实验前，应事先 煮沸溶液除去溶解氧：B项，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，氢气能排尽装置 中的空气，所以装置I可制取FSO4溶液并排尽装置内空气：C项，止水夹开始时打 开，产生的氢气将装置中的空气排尽，再关闭止水夹，I中压强增大，硫酸亚铁溶液被 压入Ⅱ中D项，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 铁取下装置Ⅱ的橡皮塞空气进入试管，氢氧化亚铁被氧气氧化，可观察沉淀颜色变 化。】 5.C[根据装置图可知：连接好装置后，先检查装置的气密性。左侧试管内利用铁与 稀硫酸反应生成氢气，用氢气作保护气，导管口用水液封，再滴加氢氧化钠溶液与生 成的疏酸亚铁溶液反应，在氢气作保护气的条件下保证了新制的氢氧化亚铁不被 氧化。】 6.(1)铁屑Fe+2Ht一Fe2+H2↑ (2)打开H2 (3)关闭止水夹E,使F©SO4溶液压入B瓶中进行反应 (4)4Fe(OH)2+O2+2H2O-4Fe(OH)3 解析实验开始时先打开E,让H2把A、B装置中的空气排出，让F(OD2在H2气 氛中生成，以便较长时间观察Fe(OH)2的颜色。H2充满B后关闭E,A中的FSO4 溶液沿竖直长导管进入B瓶，与NaO反应。 7.(1)铁屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2转化成Fe(OHD3沉淀 (4)稀H2SO4、铁屑(5)NaOH溶液 (6)检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹(7) 试管I中反应生成的H2充满了试管I和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入 解析方法一：(1)根据FSO4溶液中亚铁离子易被氧化为三价铁离子的特点，在配 制其溶液时还需加入铁屑防止疏酸亚铁被氧化，发生反应的离子方程式为F +2Fe3+一3Fe2+:(2)蒸馏水中若溶有O2,则会加速Fe(O2氧化，由于氧气的溶解度 随温度的升高而减小，因此可采用加热煮沸的方法除去：(3)为避免生成的F(OH2 沉淀接触O2,可用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FSO4溶液液面下，再挤 出NaOH溶液方可达到目的 方法二：(4)铁与疏酸反应Fe+HSO4一FeSO4+H2↑，生成氢气，关闭止水夹，会使装 置I中压强变大，使I中生成的FSO4溶液进入Ⅱ中，与Ⅱ中的NaOH反应得到氢 氧化亚铁：(5)硫酸亚铁进入试管Ⅱ中与一种试剂反应生成氢氧化亚铁，所以试管Ⅱ 中放入的是氢氧化钠溶液：(6)F(OD2在空气中很容易被氧化，为了制得白色Fe (O2沉淀，应在操作过程中隔绝氧气，故在试管I和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞 紧塞子后的实验步骤是待反应一段时间后，在Ⅱ处对氢气验纯（目的是验证是否还 存在氧气)，当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹：(7)F©(OHD2易被氧化而变质，试管I 中反应生成的H2充满了试管I和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入。 8.(1)滴液漏斗（分液漏斗）液封，防止空气进入装置4 (2)在装置2、3之间添加控制开关 (3)装置4内的空气没有排尽 解析该装置制备F(OH2白色沉淀的思路是在排尽空气的气氛中，先将铁屑和稀 硫酸反应得到FeSO4,再利用气体产生的气压把FeSO4溶液压至装置4中与NaOH 反应，得到F(ODz,注意所需试剂也需要加热除掉溶解氧。(I)观察仪器1特征可知 是分液漏斗或者滴液漏斗，该反应需要置于无氧环境，注意这里跟防倒吸无关，可知 装置5的作用是液封，防止空气进入装置4。(2)实验开始时，关闭K2,打开K,反应 一段时间后，再打开K2,关闭K,发现3中溶液不能进入4中。如此操作，不行的原 因在于装置3产生的H2从左侧导管溢出，没有足够的压强不能将FSO4溶液挤出， 因而在装置2、3之间添加控制开关即可。(3)灰绿色沉淀产生的原因是F©(OH2 被空气氧化，原因为装置4中空气没有完全排尽。 9.(1)4Fe(OH)2+O2+2H2O-4Fe(OH)3 (2)①探究其他条件相同时，F©SO,溶液浓度对F©(OD2制备效果的影响②沉淀持 续时间t:v>iv>ⅱ③胶头滴管BD(3)有红褐色沉淀生成，有无色无味气体放 出 解析(I)FeSO4和NaOH发生复分解反应生成Fe(ODz,Fe(OHD2被空气中的氧气 氧化生成Fe(OHD3,化学方程式为4Fe(OH2+O2+2H2O一4Fe(OH3;(2)①实验i、 iⅱ、ⅲi的变量是FeSO4溶液浓度，目的是：探究其他条件相同时.FeSO4溶液浓度对 F(OD2制备效果的影响：②实验v、iv、ii的变量是NaOH溶液浓度，其他条件不 变时，所用NaOH溶液的浓度越大，沉淀持续时间越长，实验效果越好，则证据是沉淀 持续时间tV>v>ⅱ：③配制一定物质的量浓度溶液的步骤：计算、称量、溶解、移 液、洗涤、定容等，用到的仪器：药匙、玻璃棒、烧杯、托盘天平、250L容量瓶、 胶头滴管：定容时还需要加入蒸馏水，容量瓶中原有少量蒸馏水对所配溶液浓度无 影响，A不选：洗涤烧杯和玻璃棒的溶液未转入容量瓶中，则残留在杯壁上的溶质没 有完全转移到容量瓶，导致所配溶液浓度偏低，B选：定容时俯视刻度线导致溶液体 积偏小，依据号可知溶液浓度偏高，C不选：定容摇匀后发现溶液凹面低于刻度线， 再补加少量蒸馏水至刻度线，导致加入水的体积增大，溶液浓度偏低，D选：故选BD: (3)Na2O2和水反应生成NaOH和O2,NaOH再和FeSO4溶液反应生成Fe(OH)2,由 于Na2O2过量，则Fe(OD2被氧化为Fe(O)3,观察到的现象是有红褐色沉淀生成，有 无色无味气体放出。