探究Fe（OH）2的制备，突破二价铁的还原性

刘亮

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）21-0-01

基于学科核心素养的考查会是今后高考考查的重点内容，本文试图通过分析Fe（OH）2的四个制备案例给同学们提供一个深入理解二价铁还原性的契机，同时由于Fe（OH）2具有很强的还原性，在空气中易被氧化为Fe（OH）3，因此对改进Fe（OH）2

制备方案的探究更能体现“科学探究和创新意识”的学科素养考查，这也是Fe（OH）2

成为物质制备实验考查热点的重要原因。

【案例1】用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe（OH）2。

（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入___________________。

（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用____________________的方法。

（3）生成白色Fe（OH）2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是______________________。

【解析】用硫酸亚铁晶体配制FeSO4溶液时，为防止Fe2+水解应在溶液中加入稀硫酸，为保证Fe2+不被氧化为Fe3+应在所配溶液中加入铁屑。温度升高，气体的溶解度减小，故为除去蒸馏水中溶解的O2，常采用煮沸的方法。为了防止生成的Fe（OH）2

接触O2生成Fe（OH）3，应将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到FeSO4溶液液面以下。

【答案】（1）稀H2SO4、铁屑

（2）煮沸

（3）避免生成的Fe（OH）2沉淀接触O2而被氧化

【案例2】在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备Fe（OH）2。

（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是________________________________________。

（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是________________________________________。

（3）为了制得白色Fe（OH）2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___________________________________________。

（4）这样生成的Fe（OH）2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_____________________。

【解析】根据制备Fe（OH）2的装置特点，并结合所给试剂，可判断试管Ⅱ中加入NaOH溶液，试管Ⅰ中加入铁屑和稀H2SO4，利用试管Ⅰ中产生的H2排尽试管Ⅱ中的空气，然后关闭止水夹，使试管Ⅰ中产生的FeSO4溶液被H2压入到试管Ⅱ中与NaOH溶液反应，在H2还原气氛中Fe（OH）2能保存较长时间。

【答案】（1）稀H2SO4和铁屑

（2）NaOH溶液

（3）检验试管Ⅱ出口处排出氢气的纯度，当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹

（4）试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，故外界空气不容易进入

【案例3】利用电解实验可以制得纯净的Fe（OH）2白色沉淀。如下图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。

（1）a电极材料应为______________，

电极反应式为_____________________________。

（2）电解液c可以是________。

A.纯净水 B.NaCl溶液 C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液

（3）d为苯，其作用是___________________________________，在加入苯之前对电解液c应作怎样的简单处理？______________。

（4）为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是____。

A.改用稀硫酸作电解液

B.适当增大电源的电压

C.适当减小两电极间距离

D.适当降低电解液的温度

（5）若电解液c改用Na2SO4溶液，当电解一段时间看到白色Fe（OH）2沉淀后，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，混合物中另一明显现象为。

【解析】（1）用电解法制备Fe（OH）2，应采用铁作阳极，制得Fe2+，在碱性条件下生成Fe（OH）2。（2）为了提高导电性，电解液往往不用纯水，电解NaCl溶液或NaOH溶液，在阴极均能产生H2，溶液呈碱性，能产生Fe（OH）2沉淀，电解液若为CuCl2溶液，在阴极产生Cu，不能生成Fe（OH）2沉淀。（3）电解液c在电解前应加热煮沸，排尽溶液中溶解的O2，为了隔绝空气，防止制得的Fe（OH）2被氧化，在电解液c上面加苯。（4）短时间内看到白色沉淀，适当增大电源电压、适当缩小两电极间距离可增大反应的速率，而改用稀硫酸不能生成沉淀，降低温度反应速率减慢。（5）制得Fe（OH）2沉淀后反接电源，电解Na2SO4溶液在阳极产生O2会将Fe（OH）2

氧化为Fe（OH）3。

【答案】（1）铁;Fe-2e-==Fe2+

（2）B、C

（3）隔绝空气，防止Fe（OH）2被氧化;加热煮沸

（4）B、C

（5）白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色

综上可以看出，要使Fe（OH）2能长时间保持白色沉淀状态要解决的核心问题有两个：一是溶液中溶解的O2必须除去，二是反应过程中必须与O2隔绝。前者可以利用加热煮沸的方法除去溶解O2，后者可以采取油封的办法与O2隔絕。