专题9 第2单元 第2课时 反应条件的控制(Word教参)-【精讲精练】2025-2026学年高中化学必修第二册(苏教版)河北专版
第2课时 反应条件的控制
课程目标 | 核心素养 |
1.通过实验探究了解铁的氢氧化物的主要性质。 2.能依据教材给出的问题,设计简单的实验方案制备Fe(OH)2。 3.能运用变量控制法设计转化的实验方案,根据实验现象进行推理。 | 1.微观探析 能从物质类别和铁元素化合价的角度认识铁的氢氧化物的性质。 2.科学探究 能用简单实验探究铁与水的反应产物,制备Fe(OH)2。 |
[对应学生用书P100]
知识点一 铁的氢氧化物的性质
Fe(OH)2和Fe(OH)3性质的比较
化学式 | __Fe(OH)2__ | __Fe(OH)3__ |
物质类别 | 二元弱碱 | 三元弱碱 |
颜色、状态 | __白色固体__ | __红褐色固体__ |
溶解性 | __不溶于水__ | __不溶于水__ |
与非氧化性 强酸反应 | __Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O__ | __Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O__ |
稳定性 | Fe(OH)2 | __2Fe(OH)3 |
1.Fe(OH)3在空气中灼烧得到Fe2O3固体,Fe(OH)2在空气中灼烧能得到FeO固体吗?
提示 不能,Fe(OH)2易被氧化,最终得到的是Fe2O3。
2.Fe(OH)3胶体和Fe(OH)3沉淀的本质区别是什么?
提示 二者的本质区别在于分散后粒子的直径大小不同,Fe(OH)3胶体中胶粒直径介于1~100 nm之间,而Fe(OH)3沉淀的微粒直径大于100 nm。
1.Fe(OH)2是一种强还原性二元弱碱,不稳定,极易转化为Fe(OH)3。
2.Fe(OH)3是三元弱碱,不具有强氧化性和还原性,相对稳定,但易分解。
学科网(北京)股份有限公司
1.铁屑溶于过量稀硫酸,过滤后向滤液中加入过量氨水,有白色沉淀生成,过滤,在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止,得到红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是( )
A.Fe(OH)3 Fe2O3 B.Fe(OH)2 Fe2O3
C.Fe(OH)2 Fe(OH)3 D.Fe(OH)2 Fe3O4
解析 铁与稀硫酸反应生成FeSO4,再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2,在空气中加热Fe(OH)2,铁元素被氧化为+3价,最后所得红棕色残渣为Fe2O3。
答案 B
2.已知Fe3+中滴加KSCN溶液会变血红色,而Fe2+遇KSCN溶液无明显变化。现有13.6 g Fe和Fe2O3的混合物,加入150 mL足量的稀硫酸,在标准状况下收集到1.12 L H2,向反应后的溶液中滴加KSCN溶液不变红。为中和过量的H2SO4,并使铁元素全部转化为Fe(OH)2沉淀,恰好消耗了200 mL 3 mol·L-1的NaOH溶液,则该稀硫酸的物质的量浓度为( )
A.2.25 mol·L-1 B.2 mol·L-1
C.3 mol·L-1 D.0.6 mol·L-1
解析 Fe和Fe2O3的混合物与稀硫酸反应,Fe和Fe2O3均无剩余,且有H2生成,说明反应生成FeSO4,为了中和过量的硫酸,并且使FeSO4完全转化成Fe(OH)2,共消耗3 mol·L-1的NaOH溶液200 mL,说明反应后的溶液中溶质只有Na2SO4,根据硫酸根守恒,则n(H2SO4)=n(Na2SO4),根据钠离子守恒,则n(Na2SO4)=n(NaOH),则有:n(H2SO4)=n(Na2SO4)=
n(NaOH)=
×3 mol·L-1×0.2 L=0.3 mol,故该硫酸的物质的量浓度为c(H2SO4)=
=2 mol·L-1。
答案 B
知识点二 Fe(OH)2的制备——反应条件的控制
铁的氢氧化物制备对比
实验室制备氢氧化铁和氢氧化亚铁如下图所示:
(1)图甲实验中观察到的现象是__有红褐色沉淀生成__,反应的离子方程式是__Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓__。
学科网(北京)股份有限公司
(2)图乙实验中先观察到有__白色沉淀__生成,在空气中迅速变成__灰绿__色,最后变成__红褐__色,有关反应的离子方程式是__Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓(白色)__;__4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3__。
(3)氢氧化亚铁制备注意事项
在实验室制备氢氧化亚铁时,一定要用__新制__的亚铁盐和先加热驱赶__氧气__后的__氢氧化钠__溶液,且滴管末端插入试管内的液面下,再滴加__氢氧化钠__溶液,也可以在反应液面上滴加植物油或苯等物质进行液封,以防止氢氧化亚铁与氧气接触。
1.氢氧化亚铁不稳定,通常被氧化为氢氧化铁,氢氧化铁为棕色或红褐色粉末或深棕色絮状沉淀或胶体,用来制颜料、药物,用作净水剂(胶体时),也可用来作砷的解毒药等。
右面是某同学用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2白色沉淀的方案。请回答下列问题:
(1)分析硫酸亚铁、氢氧化亚铁易被氧化的原因。
(2)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入固体,该固体是什么?
(3)除去蒸馏水中溶解的O2常采用什么方法?
(4)生成Fe(OH)2白色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。这样操作的理由是什么?
提示 (1)硫酸亚铁、氢氧化亚铁中铁为+2价,可以升高到+3价,具有还原性,易被氧化;(2)Fe2+易被空气中的O2氧化,要加铁粉,将被氧化的Fe3+还原成Fe2+;(3)气体的溶解度随着温度升高而降低,所以煮沸后的蒸馏水中溶解的O2变少;(4)Fe(OH)2沉淀很容易被氧气氧化,长滴管插入溶液液面下,可防止Fe(OH)2与氧气接触而被氧化。
2.怎样实现对反应条件的控制?
提示 化学反应都是在一定条件下发生的,反应条件对化学反应的方向、速率和限度都会有不同程度的影响,在研究物质的性质和制备时,应根据化学反应的规律和反应物、生成物的特点,合理选择并控制好反应条件,才能达到预期效果。
Fe(OH)2的常用制备方法问题分析
因为Fe(OH)2易被氧化,为了能较长时间观察到Fe(OH)2的颜色,在实验时常采用以下方法:
学科网(北京)股份有限公司