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高中二年级化学

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首页 高中二年级化学知识 氢氧化亚铁 亚铁盐（二价铁离子） 原电池电极反应式的书写 试题正文
  • 填空题
    烧过菜的铁锅未及时洗去含有NaCl的残液，过一段时间便出现红棕色的铁锈斑点，已知该锈斑为
    Fe(OH)3失水的产物。
    （1）请你表示此时Fe被腐蚀的电极反应式：
    负极_________________，正极_________________
    （2）Fe2+和NaOH溶液反应生成Fe(OH)2的离子方程式：_________________
    （3）Fe(OH)2与O2和水反应转化为Fe(OH)3的化学方程式：_________________
    本题信息：2011年0104期中题化学填空题难度一般 来源:于丽娜
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本试题 “烧过菜的铁锅未及时洗去含有NaCl的残液，过一段时间便出现红棕色的铁锈斑点，已知该锈斑为Fe(OH)3失水的产物。（1）请你表示此时Fe被腐蚀的电极反应式：负极_...” 主要考查您对

氢氧化亚铁

亚铁盐（二价铁离子）

原电池电极反应式的书写

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  • 氢氧化亚铁
  • 亚铁盐（二价铁离子）
  • 原电池电极反应式的书写

氢氧化亚铁：

化学式为Fe(OH)2，白色固体，难溶于水，碱性较弱，可与常见酸反应；在空气中易被氧化，白色→灰绿色→红褐色。反应方程式如下：
(1)
(2)
(3)


氢氧化亚铁的性质：

氢氧化亚铁极易被氧化，水中的溶解氧就可以把它氧化。
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 　　
4Fe(OH)2+O2=△=2Fe2O3+4H2O


铁的氢氧化物：

Fe(OH)2 Fe(OH)3
色态 白色固体 红褐色固体
与盐酸反应 Fe(OH)2+2H+==Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+==Fe3++3H2O
热稳定性 在空气中加热迅速生成Fe3O4 2Fe(OH)3=(加热)=Fe2O3+3H2O
二者的关系 　　　在空气中Fe(OH)2能够非常迅速地被氧化成Fe(OH)3，现象是：白色迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。反应方程式为：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

氢氧化亚铁的制备：

因Fe(OH)2在空气中易被氧化，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，故Fe(OH)2在水中不能稳定存在，在实验室制取Fe(OH)2时，一定要用新制的亚铁盐和先加热驱赶掉O2的NaOH溶液，且滴管末端要插入试管内的液面以下，再滴加NaOH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，以减少Fe(OH)2与O2的接触。关于Fe(OH)2制备的方法很多，核心问题有两点，一是溶液中溶解的氧必须除去，二是反应过程必须与O2隔绝。

1、操作方法：在试管里注入少量新制备的硫酸亚铁溶液，再向其中滴入几滴煤油，用胶头滴管吸取氢氧化钠溶液，将滴管尖端插入试管里溶液液面下，逐滴滴入氢氧化钠溶液，观察现象。另外，为使氢氧化亚铁的制备成功，先将硫酸亚铁溶液加热，除去溶解的氧气。 　　
实验现象：滴入溶液到硫酸亚铁溶液中有白色絮状沉淀生成。白色沉淀放置一段时间，振荡后迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。 　　
注：白色沉淀：Fe(OH)2；灰绿色沉淀：Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物；红褐色沉淀：Fe(OH)3
方法的改进：可在液面上滴加苯或者油进行液封，可有效防止氧的溶解。

【典例】　Ⅰ.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。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。
(3)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__________________________________________________________ ________________________________________________________
Ⅱ.在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。

(1)在试管Ⅰ中加入的试剂是________。
(2)在试管Ⅱ中加入的试剂是________。
(3)为了制得Fe(OH)2白色沉淀，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，理由是_________________________________________________________________。
【答案】：Ⅰ.(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 Ⅱ.(1)稀H2SO4和铁屑　(2)NaOH溶液　(3)检验试管Ⅱ出口处排出的H2的纯度，当排出的H2已经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O2不易进入

2、电化学制备
【典例】　由于Fe(OH)2极易被氧化，所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。若用下图所法实验装置可制得纯净的Fe(OH)2沉淀。两极材料分别为石墨和铁。
①a电极材料为_______，其电极反应式为_______________。
②电解液d可以是_______，则白色沉淀在电极上生成；也可以是_______，则白色沉淀在两极之间的溶液中生成。
A.纯水 B.NaCl溶液 C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液
③液体c为苯，其作用是______________，在加入苯之前，对d溶液进行加热处理的目的是___________。
④为了在短时间内看到白色沉淀，可以采取的措施是____________________。
A.改用稀硫酸做电解液 B.适当增大电源电压 C.适当缩小两电极间距离 D.适当降低电解液温度
⑤若d改为Na2SO4溶液，当电解一段时间，看到白色沉淀后，再反接电源，继续电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为___________。
【答案】：①Fe；Fe-2e-=Fe2+ ②C；B ③隔绝空气防止Fe(OH)2被空气氧化；排尽溶液中的氧气，防止生成的Fe(OH)2在溶液中氧化 ④B、C ⑤白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色


浅绿色溶液，既有氧化性性又具有还原性，主要表现还原性
(1)与氧化剂反应生成三价铁

(2)与碱反应

(3)Fe2+易被氧化，水溶液中易水解。亚铁盐溶液(FeCl2)在保存时加入少量铁屑以防止Fe2+被氧化，滴入少量相应的酸溶液(HCl)，防止Fe2+水解。

原电池电极反应式的书写：

(1)以铜锌原电池为例：
负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+
正极（Cu）：2H++2e-=H2↑
(2)正负极反应式的书写技巧：
①先确定原电池的正负极，在两极的反应物上标出相同数目的电子得失。
②根据物质放电后生成物的组成和电解质溶液中存在的离子，找到电极反应中还需要的其它离子。此时要注意溶液的酸碱性，从而判断应该是H+、OH-还是H2O参与了反应。因Zn反应后生成了Zn(OH)2，而KOH为电解质，可知负极上OH-参与了反应。MnO2生成了MnO(OH)，即增加了氢元素，可知正极上有水参与了反应。
③根据电子守恒和电荷守恒写出电极反应式，即要注意配平和物质的正确书写形式，应按照离子方程式的书写要求进行。②中反应的电极反应式为：
负极：Zn+2OH--2e-＝Zn(OH)2 正极：2MnO2+2H2O+2e-＝2MnO(OH)+2OH-
（若只要求写正极的反应式，也可以写成MnO2+H2O+e-＝MnO(OH)+OH-）
原电池总反应式的书写：将正负电极反应相加，即为原电池总反应式。

原电池正、负极的判断方法：

原电池有两个电极，一个是正极，一个是负极，判断正极和负极的方法有以下几种。
1．由组成原电池的两极材料判断一般相对较活泼的金属为负极，相对不活泼的金属或能导电的非金属为正极。
2．根据电流方向或电子流动方向判断在外电路，电流由正檄流向负极；电子由负极流向正极
3．根据原电池里电解质溶液中离子的定向移动方向判断在原电池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
4．根据原电池两极发生的变化来判断原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。
5．X极增重或减轻工作后，X极质量增加，说明X极有物质析出，X 极为正极：反之，X极质量减少，说明X极金属溶解，X 极为负极
6．X极有气泡冒出工作后，x极上有气泡冒出，一般是发生了析出H，的电极反应，说明x极为正极。
7．X极附近pH的变化析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而工作后，X极附近pH增大了，说明X极为正极。
8．特例在判断金属活泼性的规律中，有一条为“当两种金属构成原电池时，活泼金属作负极，不活泼金属作正极”，但这条规律也有例外情况，如Mg和Al为原电池的两极，KOH为电解质溶液时，虽然Mg比Al活泼，但因Mg不和KOH反应，所以Mg作原电池的正极等。


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