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3.3 Fe(OH)₂与Fe(OH)₃的比较

铁及其重要化合物 · 高一
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 对比二价铁与三价铁氢氧化物在颜色、溶解性、稳定性及氧化还原性质上的差异。

从哪来 基于3.1 氢氧化钠(NaOH)的制备原理,结合5.1 概念与原理中的氧化还原反应规律进行推导。

为什么 Fe²⁺与Fe³⁺电子层结构不同,导致离子半径、极化能力差异,进而影响晶格能及颜色(d-d跃迁能级差不同)。 关键在于还原性:Fe²⁺易失电子被氧化,故Fe(OH)₂极不稳定,遇空气迅速氧化;Fe³⁺处于最高价态,无还原性,故Fe(OH)₃相对稳定。 颜色差异源于离子对光吸收频率不同:白色Fe(OH)₂迅速变灰绿(中间产物)最后变红褐Fe(OH)₃,是氧化过程的颜色演变。

实验演示法
强调“白色沉淀→灰绿色→红褐色”的连续变化。
适合:形象思维强、对实验现象敏感、喜欢直观观察的学生。 操作:现场演示制备Fe(OH)₂,重点讲解如何排除氧气干扰(煮沸蒸馏水、液面覆盖苯/油),让学生亲眼看到“白色”的存在及其短暂性,建立“不稳定”的直观印象。
价态分析法
从化合价角度切入。
适合:逻辑推理能力强、擅长抽象思维、喜欢找规律的学生。 操作:画出铁元素价态图(Fe → Fe²⁺ → Fe³⁺)。指出Fe²⁺处于中间价态,既有氧化性又有还原性,但在碱性环境中主要表现还原性,易被O₂氧化为Fe³⁺。通过价态升降判断反应方向,解释为何Fe(OH)₂不能长期存在。
生活类比法
用“铁生锈”类比。
适合:抽象概念理解困难、需要生活经验辅助记忆的学生。 操作:类比铁钉生锈。铁钉(Fe)生锈最终变成红褐色铁锈(主要成分Fe₂O₃·xH₂O,类似Fe(OH)₃脱水产物)。Fe(OH)₂就像“刚生锈的浅层”,非常活泼,一接触空气(氧气)就迅速变成“老锈”(红褐色)。强调“白色”是瞬间状态,“红褐色”是最终稳定状态。
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练一道
基础题
写出向FeCl₂溶液中滴加NaOH溶液,并暴露在空气中的现象及化学方程式。
变式
某同学欲制备纯净的Fe(OH)₂,下列操作不正确的是( ) A. 使用新制的FeSO₄溶液 B. 使用煮沸后冷却的蒸馏水配制NaOH溶液 C. 将吸有NaOH溶液的长滴管插入FeSO₄液面下 D. 在反应液面上滴加一层苯以隔绝空气
看解答过程
A、C未隔绝空气,Fe(OH)₂会被氧化;D中FeSO₄已部分氧化为Fe³⁺,会生成Fe(OH)₃杂质。B通过煮沸除氧、苯层隔绝空气、长滴管插入液下,有效防止氧化。
试试手自己判
检测题
在试管中滴加FeSO₄溶液和NaOH溶液,观察到沉淀颜色变化为:白色→灰绿色→红褐色。请写出导致颜色最终变为红褐色的化学方程式,并解释为什么不能直接观察到稳定的白色沉淀。
看答案和判分标准
答案:方程式:4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃ 解释:Fe(OH)₂具有强还原性,极易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)₃,因此白色沉淀只能瞬间存在,迅速转化为红褐色。
判对标准:
1. 方程式正确(3分):化学式正确1分,配平正确1分,条件/状态符号(若要求)1分。
2. 解释正确(2分):提到“Fe(OH)₂被氧化”或“Fe²⁺被氧化”得1分,提到“氧气”或“空气”参与得1分。
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