第3章 第1节 第2课时 铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物(配套课件PPT)-【步步高】2025-2026学年高一化学必修第一册学习笔记(鲁科版 山东海南专版)
2026-08-03
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教辅
山东金榜苑文化传媒有限责任公司
进店逛逛 摘要:
该高中化学课件聚焦铁单质、铁的氧化物及氢氧化物的性质,通过联系金属通性导入,从物质类别和价态双角度构建知识支架,衔接铁的还原性、氧化物反应规律及Fe(OH)₂制备等核心内容。
其亮点在于以Fe(OH)₂制备方案设计为载体,结合覆盖层法、还原性气体保护法等实验探究,培养科学探究与创新意识,通过铝热反应焊接钢轨等实例强化科学态度与社会责任。学生能掌握双角度分析物质的科学思维,教师可借助结构化资料提升教学效率。
内容正文:
第
3
章
第
1
节
铁、铁的氧化物和铁的氢氧化物
第2课时
1.掌握铁单质、铁的氧化物和铁的氢氧化物的性质,能利用物质的性质和反应,设计Fe(OH)2的制备方案,培养科学探究与创新意识。
2.能从物质类别和价态两个角度研究物质,认识含铁物质在生产和生活中的应用,建立含铁物质性质和应用间的关系,增强科学态度与社会责任。
核
心
素
养
发
展
目
标
课时对点练
内
容
索
引
一、铁单质
二、铁的氧化物和氢氧化物
< 一 >
铁单质
1.物理性质
纯铁有_____性、_____性、_____性,但其导电性不如铜和铝,能被____吸引,其熔、沸点较____,纯净的铁是光亮的_______金属。
延展
导热
导电
磁铁
高
银白色
2.化学性质
(1)从物质类别角度分析,铁单质具有金属的_____。写出下列化学方程式,是离子反应的写离子方程式。
通性
3Fe+2O2 Fe3O4
2Fe+3Cl2 2FeCl3
2Fe+2H+===Fe2++H2↑
Fe+Cu2+===Fe2++Cu
Fe+2Fe3+===3Fe2+
实验装置 实验现象 实验结论
肥皂液中有气泡产生,用火柴点燃气泡,___________ 铁和水蒸气反应生成H2,化学方程式:__________________
__________
(2)从铁元素化合价的角度分析,铁单质具有_______。
①铁单质和冷水或热水均_______。
②铁单质和水蒸气的反应
还原性
不反应
听到爆鸣声
3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2
(1)如何检验铁和水蒸气反应的固态产物中铁元素的价态?
提示 取少量固体于试管中,加入稀硫酸(不能用盐酸)溶解,将溶液分成两份,一份加入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,说明溶液中含有Fe2+;另一份加入KSCN溶液,溶液显红色,说明溶液中含有Fe3+。
(2)上述实验中湿棉花、肥皂液的作用分别是______________,________。
受热提供水蒸气
收集氢气
思考
1.判断正误
(1)常温下,生铁与H2O不反应,但在空气中的O2、CO2、H2O的共同作用下能发生反应
(2)Fe粉具有还原性,可用作抗氧化剂
(3)1 mol铁与足量稀盐酸反应,转移电子数为3NA
(4)1 mol Cl2和足量的铁反应,转移2NA个电子
(5)1 mol Fe与水蒸气在高温下反应转移 mol电子
×
√
√
(6)给定条件下,能实现转化:Fe FeCl2 Fe(OH)2
√
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×
应用体验
2.(2024·潍坊高一检测)下列关于铁的性质的叙述不正确的是
A.铁在氧气中燃烧生成的氧化物的主要成分是Fe3O4
B.铁丝不论在空气中还是在纯氧中都不会燃烧
C.因为铁在潮湿的空气中生成的氧化物非常疏松,不能保护内层的金属,
故铁制品需要涂保护层
D.铁与稀硫酸反应的离子方程式:Fe+2H+===Fe2++H2↑
√
铁丝在空气中不燃烧,呈红热状态,在纯氧中可以燃烧,生成黑色固体Fe3O4,B符合题意。
返回
应用体验
< 二 >
铁的氧化物和氢氧化物
名称 氧化亚铁 三氧化二铁 四氧化三铁
化学式 _____ _______ _______
俗名 — 铁红 磁性氧化铁
铁元素的化合价 ____ ____ ________
颜色、状态 黑色粉末 _____色粉末 ____色固体(具有磁性)
溶解性 都不溶于水
用途 用作色素 用作油漆、涂料、油墨的红色颜料 磁性材料
1.铁的氧化物的物理性质及用途
FeO
Fe2O3
Fe3O4
+2
+3
+2、+3
红棕
黑
2.铁的氧化物的化学性质
(1)从物质类别的角度分析,FeO、Fe2O3都属于____________,它们都能与酸反应生成相应的________,写出下列氧化物和稀盐酸反应的离子方程式:
①FeO:_____________________。
②Fe2O3:________________________。
③Fe3O4:Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O。
特别提醒 ①Fe3O4不属于碱性氧化物。
②Fe3O4的组成可用FeO·Fe2O3表示,但不表示Fe3O4是由FeO和Fe2O3组成的混合物,Fe3O4有固定的组成,是一种纯净物。
碱性氧化物
盐和水
FeO+2H+===Fe2++H2O
Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
(2)从元素化合价的角度分析,铁的氧化物都具有_______,其中FeO中Fe元素的化合价为+2价,化合价还可以升高,具有_______。
①FeO不稳定,在空气中受热被氧化生成_______,FeO在反应中表现___
_____。
②铁的氧化物与铝粉在高温下可发生反应,Fe2O3和Al发生反应的化学方
程式:________________________,反应放出_______,常用于________、制备金属纳米复合材料等,Fe2O3在反应中表现_______。
特别提醒 FeO、Fe2O3、Fe3O4、MnO2、WO3、V2O5等难熔金属氧化物与铝粉的反应也叫铝热反应,常用KClO3和镁条引发该反应。
氧化性
还原性
Fe3O4
还
原性
Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3
大量热
焊接钢轨
氧化性
野外焊接铁轨常利用铝粉和氧化铁反应进行,该反应称为“铝热反应”。操作步骤为①将铝粉和氧化铁充分混合;②撒上氯酸钾,插入镁条;③点燃镁条。原理如图。
(1)氯酸钾和镁条分别起什么作用?
提示 镁条燃烧放热达到反应所需要的高温条件,氯酸钾受热分解产生氧气,促进燃烧。
思考1
(2)将氧化铁换成氧化亚铁或四氧化三铁能否发生反应?若能,请写出铝粉和四氧化三铁反应的化学方程式,并标出电子转移。
提示 能。反应的化学方程式及电子转移:
。
思考1
(3)若将氧化铁换成氧化镁能否发生反应呢?若不能,说明原因。
提示 否。因为金属的活动性:Mg>Al,故Al不能和MgO发生铝热反应置换出金属Mg。
思考1
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色、状态 ___色固体 _____色固体
溶解性 ___溶于水 ___溶于水
酸碱性 弱碱性 弱碱性
稳定性 在空气中易被氧化为_______ 受热易分解:2Fe(OH)3
Fe2O3+3H2O
和非氧化性酸反应(离子方程式) _________________________ _____________________________
3.铁的氢氧化物
白
红褐
难
难
Fe(OH)3
Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O
Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
制备 Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
转化 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
现象:在空气中白色沉淀迅速变为_______,最终变为_______
灰绿色
红褐色
Fe(OH)2是一种白色沉淀,极易被氧化生成Fe(OH)3,为长时间观察到生成的Fe(OH)2沉淀,某小组设计如下两套方案。
方案一:覆盖层法
方案二:还原性气体保护法
思考2
③将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液,目的是_____________。
根据以上两种方案,回答下列问题:
(1)在方案一中,为防止Fe(OH)2被氧化,常采用以下措施。
①用新制的FeSO4溶液和经过加热煮沸的NaOH溶液制Fe(OH)2,目的是__________________________________。
②在FeSO4溶液表面覆盖一层煤油,目的是_________。
排出溶解的氧气,防止Fe(OH)2被氧化
隔绝空气
防止带入氧气
思考2
(3)将制得的含Fe(OH)2沉淀的混合液置于空气中,沉淀会发生怎样变化?_______________________________________,写出反应的化学方程式:_____________________________。
(2)方案二要制得Fe(OH)2沉淀,操作方法为__________________________________________________________________。相关反应的离子方程式为_____________________
______________________。
打开止水夹a,待A中反应生成的H2排尽装置中的空气后,再关闭止水夹a
Fe+2H+===Fe2++H2↑、
Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
思考2
制备氢氧化亚铁实验的四个关键点
(1)Fe2+极易被氧化,所以FeSO4溶液要现用现配。
(2)为了防止Fe2+被氧化,配制FeSO4溶液所用的蒸馏水和制备Fe(OH)2所用的NaOH溶液都要煮沸,尽可能除去O2。
(3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气,可将吸有NaOH溶液的长滴管伸入FeSO4溶液的液面下,再挤出NaOH溶液。
(4)为防止Fe2+被氧化,还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物(如苯),以隔绝空气。
归纳总结
1.判断正误
(1)氧化铁、氧化亚铁都是不溶于水的碱性氧化物
(2)Fe3O4中铁的化合价有+2和+3价,是一种混合物
(3)FeO在空气中加热生成Fe2O3
(4)铝粉和三氧化二铁在高温下反应的本质是铝失电子置换出了铁,并放出大量的热
(5)为防止Fe(OH)2被氧化,在制备时,常采用新制的FeSO4溶液和煮沸的NaOH溶液制备
×
×
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√
√
应用体验
2.(2025·日照高一期末)某同学用如图装置制备Fe(OH)2,装置Ⅰ中盛有过量的铁粉和稀硫酸。
下列说法错误的是
A.使用煮沸的蒸馏水配制溶液
B.实验开始时,应打开止水夹;装置Ⅰ反
应一段时间后,应关闭止水夹
C.装置Ⅰ中发生反应的离子方程式为2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑
D.装置Ⅱ中可能发生反应:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
√
应用体验
3.(2024·青岛高一检测)下列关于铁及其化合物的说法错误的是
A.FeCl3、Fe(OH)3 均可通过化合反应制得
B.Fe2O3、Fe3O4与盐酸反应均生成一种盐和水
C.Fe2O3与铝粉能发生铝热反应,可用于焊接钢轨
D.实验室保存FeSO4溶液时常加入少量铁粉
√
返回
应用体验
课时对点练
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 B C C D C C A B
题号 9 10
答案 B AD
对一对
答案
1
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11
12
11.
(1)Fe+2Fe3+===3Fe2+ Fe+2H+===Fe2++H2↑
(2)①结论二 ②改用稀硫酸溶解沉淀(或用六氰合铁酸钾溶液代替酸性高锰酸钾溶液,产生蓝色沉淀)
(3)2Fe(OH)2+H2O2===2FeO(OH)+2H2O 6.02×1023
答案
1
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12
12.
(1)隔绝空气 钠块在苯与硫酸亚铁溶液分界处上下跳动且产生气泡,最后钠块消失,下层溶液中有白色沉淀生成,且能持续一段时间不变色
(2)打开 关闭 稀硫酸与铁粉反应产生的H2排出了装置中的空气
(3)关闭活塞2,打开活塞3
(4)将产生Fe(OH)2沉淀的注射器取下,吸入空气 4Fe(OH)2+O2+2H2O
===4Fe(OH)3
答案
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题组一 铁的性质
1.(2024·北京八一中学月考)下列关于金属铁的描述不正确的是
A.纯铁是银白色金属
B.能与水蒸气反应生成氧化铁
C.工业炼铁的原理是用还原的方法把铁从铁矿石中提炼出来
D.铁能导电但其导电性不如铜和铝
√
对点训练
答案
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高温下,铁能与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气,故选B。
2.我国宋代《开宝本草》中记载了中药材铁华粉的制作方法:“取钢煅作叶如笏或团,平面磨错令光净,以盐水洒之,于醋瓮中阴处埋之一百日,铁上衣生,铁华成矣。”下列说法错误的是
A.“取钢煅作叶如笏或团”说明金属铁有较好的延展性
B.“平面磨错令光净”的目的是除去表面的铁锈
C.“铁上衣生”的原因是铁被氧气氧化
D.中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁
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答案
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答案
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把钢煅作或长或圆的叶子形状,说明金属铁有良好的延展性,故A正确;
中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁,故开始要除去铁锈,防止三价铁影响产物纯度,故B、D正确;
金属铁在醋瓮中密封保存,隔绝空气,不能与氧气反应,故C错误。
3.(2025·淄博高一期末) 实验室中利用如图装置验证铁与水蒸气的反应。下列说法错误的是
A.酒精灯点燃的顺序:先①后②
B.用火柴点燃肥皂泡检验生成的H2
C.反应为 2Fe+3H2O(g) Fe2O3+3H2
D.由此可知炽热的铁水注入模具之前, 模具须干燥
√
答案
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题组二 铁的氧化物
4.(2025·天津南开区高一期末)五千年中华文化不仅彰显民族自信、文化自信,还蕴含着许多化学知识。“司南之杓(勺),投之于地,其柢(勺柄)指南”,司南的“杓”中主要含有的物质是
A.Fe B.FeO
C.Fe2O3 D.Fe3O4
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答案
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司南的“杓”中主要含有具有磁性的Fe3O4。
5.(2025·岳阳高一阶段检测)下列关于铁的三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4)的叙述正确的是
A.铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全相同
B.都是碱性氧化物,都能与盐酸反应生成氯化铁和水
C.氧化亚铁在空气中加热可生成更稳定的四氧化三铁
D.四氧化三铁中铁元素有+2价和+3价,它是一种混合物
√
答案
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6.铝粉与氧化铁在高温条件下的反应可用来焊接钢轨。下列说法不正确的是
A.该反应放出大量的热,生成的铁呈熔融态
B.该反应的化学方程式为2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe
C.被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为1∶2
D.实验室引发该反应通常在铝热剂表面加氯酸钾,插上镁带并点燃
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答案
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答案
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该反应放出大量的热,温度较高,可以使铁熔化,A正确;
该反应为置换反应,铝置换出氧化铁中的铁,化学方程式为2Al+Fe2O3
Al2O3+2Fe,该反应中,2个铝被氧化,同时1个三氧化二铁被还原,其比值为2∶1,B正确、C错误;
该反应需要高温引发,在铝热剂表面加氯酸钾可以提供氧气,帮助镁条的燃烧,D正确。
答案
1
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题组三 铁的氢氧化物及Fe(OH)2的制备
7.(2025·固始高一期末)下列有关铁的化合物的说法错误的是
A.FeO不稳定,在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3
B.由图示操作可制取Fe(OH)2
C.Fe3O4、Fe(OH)3都可以由化合反应制得
D.Fe(OH)3胶体呈透明的红褐色,能发生丁达尔效应
√
答案
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12
FeO不稳定,在空气中加热迅速被氧化成Fe3O4,故A错误;
Fe(OH)2易被氧化,煤油可以隔绝空气,故B正确;
铁和氧气化合生成四氧化三铁,氢氧化亚铁、氧气、水化合生成氢氧化铁,故C正确。
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
8.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(已知:苯为难溶于水且密度比水小的液体)
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答案
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Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内的空气排出,可防止生成的氢氧化亚铁被氧化,故选①;
Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内的空气排出,且利用氢气的压力使硫酸亚铁溶液与NaOH溶液接触而反应,可防止生成的氢氧化亚铁被氧化,故选②;
没有隔绝空气,生成的氢氧化亚铁易被氧化,故不选③;
苯隔绝空气,可防止生成的氢氧化亚铁被氧化,故选④。
9.(2024·开封高一检测)在稀硫酸中加入适量铁粉,反应完全后再加入适量氢氧化钠溶液,放置片刻,从反应体系中观察到颜色变化是
A.无色→灰绿色→红褐色
B.无色→浅绿色→白色→灰绿色→红褐色
C.灰绿色→绿褐色→蓝色
D.无色→白色→浅绿色→灰绿色→红褐色
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答案
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综合强化
10.(2025·潍坊高一期末)某兴趣小组为测定某含铁氧化物(Fe的化合价为+2或+3或两者都有)的化学式,操作流程如下:
下列说法正确的是
A.溶液a中金属阳离子有Fe2+、Fe3+
B.操作Ⅲ的实验现象为生成的
白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色
C.灼烧需要的仪器有铁架台、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒等
D.该含铁氧化物的化学式为Fe4O5
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答案
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答案
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32 g固体d是氧化铁,物质的量为=0.2 mol,含有0.2 mol×2=
0.4 mol铁离子,质量是0.4 mol×56 g·mol-1=22.4 g,因此铁氧化物中氧元素的质量是30.4 g-22.4 g=8 g,对应氧原子的物质的量是=0.5 mol,由化合物中各元素化合价代数和为0可知,FexOy中n(Fe2+)=0.2 mol,n(Fe3+)=
0.2 mol,溶液a中的金属阳离子为Fe2+、Fe3+,A正确;
答案
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操作Ⅱ发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O,且刚好0.1 mol过氧化氢将0.2 mol二价铁完全氧化,溶液b中铁元素以Fe3+存在,滴加NaOH溶液后直接生成红褐色的Fe(OH)3沉淀,B错误;
由分析可知,铁和氧的物质的量之比是4∶5,含铁氧化物的化学式为Fe4O5,D正确。
11.(2025·滨州高一期末)Fe3O4是常用的磁性材料。用低碳铁皮(含有铁锈、碳等杂质)制备Fe3O4的流程如下。
答案
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(1)“步骤1”发生氧化还原反应的离子方程式有_________________、___________________。
Fe+2Fe3+===3Fe2+
Fe+2H+===Fe2++H2↑
答案
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(2)“沉淀B”露置在空气中易被氧化,某同学为检验其氧化情况,设计如下实验方案并得到实验结论。取少许沉淀完全溶于稀盐酸,将溶液分为两份,一份滴加几滴KSCN溶液,溶液变红色,得结论一:沉淀已被氧化;另一份滴加几滴酸性KMnO4溶液,溶液紫红色褪去,得结论二:沉淀未被完全氧化。
①以上所得结论不合理的是_______(填“结论一”或“结论二”)。
结论二
答案
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12
②改进上述实验方案:__________________________________________
__________________________________。
(3)“步骤3”生成FeO(OH)的化学方程式为_________________________
_______;反应中每消耗17 g H2O2,转移的电子数约为__________。
改用稀硫酸溶解沉淀(或用六氰合铁酸钾溶液代替酸性高锰酸钾溶液,产生蓝色沉淀)
2Fe(OH)2+H2O2===2FeO(OH)
+2H2O
6.02×1023
12.某化学兴趣小组同学设计出以下实验改进装置探究能较长时间观察到白色Fe(OH)2沉淀。
答案
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[A组实验] 已知:苯是一种密度小于钠的液体,空气不能溶解在苯中,且反应过程中苯不参加反应,装置如图1。
(1)苯的作用为_________。将钠块加入试管中,可以观察到的现象为_____________________________________
_______________________________________________________________________________。
隔绝空气
钠块在苯与硫酸亚铁溶液分界处上下跳动且产生气泡,最后钠块消失,下层溶液中有白色沉淀生成,且能持续一段时间不变色
答案
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钠的密度小于水大于苯,钠与FeSO4溶液中的水反应产生氢气会推动钠在界面处跳动,且产生气泡,最后钠块消失,下层FeSO4溶液中有Fe(OH)2白色沉淀生成,且能持续一段时间不变色。
[B组实验] 选用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液进行实验,装置如图2。
答案
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(2)实验时,先_____(填“打开”或“关闭”,下同)止水夹K,然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞,使稀硫酸与铁粉反应,一段时间后,_____止水夹K,制得白色Fe(OH)2沉淀,且沉淀能持续一段时间不变色。白色沉淀能一段时间不变色的原因是_________
___________________________________。
打开
关闭
稀硫酸与
铁粉反应产生的H2排出了装置中的空气
答案
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实验时,先打开止水夹K,铁粉和稀硫酸反应生成氢气将装置内的空气排尽,一段时间后,关闭止水夹K,利用氢气使试管内的压强增大,将FeSO4溶液压至NaOH溶液中反应制得白色Fe(OH)2沉淀。
[C组实验] 经查阅文献,该小组用如图3装置设计:将一支三通管分别连接三支50 mL的注射器,在相应的连接处加玻璃活塞,实现装置的可控与密闭,以完成“一体三管装置”。
按图连接好装置,并检查装置的气密性。向注射器A中加入适量铁粉,并吸入少许蒸馏水;注射器B中吸入煮沸后冷却的稀硫酸,确保排尽空
答案
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气;注射器C中吸入过量的新制的NaOH溶液。重新连接好装置。打开活塞1和活塞2,关闭活塞3,将注射器B中稀硫酸压入装有铁粉的A中,观察到有气泡产生。
(3)待其反应完毕后,______________________
(描述活塞开闭情况),将生成的FeSO4溶液压入注射器C中,这时就可以看到有白色沉淀生成。接着还可取下注射器A,接上注射针头,在酒精灯上点燃收集到的氢气。
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关闭活塞2,打开活塞3
待其反应完毕后,关闭活塞2,打开活塞1、活塞3,将生成的FeSO4溶液压入注射器C中,就可以看到有白色沉淀生成。
(4)对比A、B两组实验装置,C组实验装置改进后的优点除操作简单、现象更加明显、能长时间看到白色Fe(OH)2沉淀的存在外,该装置还可以演示Fe(OH)2转化成Fe(OH)3的过程,具体操作方法是____________________________
_____________,该过程发生反应的化学方程式为_____________________________。
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将产生Fe(OH)2沉淀的注射器取下,吸入空气
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
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C组实验装置改进后将产生Fe(OH)2沉淀的注射器取下,吸入空气,该过程发生反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,可以演示Fe(OH)2转化成Fe(OH)3的过程。
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