現(xiàn)行高中化學(xué)教材第二冊(cè)[實(shí)驗(yàn)—40]是利用硫酸亞鐵溶液和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化亞鐵的典型實(shí)驗(yàn)方法(如圖1所示)。但筆者通過(guò)多年教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn),按照教材中的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),很難得到白色絮狀的氫氧化亞鐵沉淀,給教學(xué)帶來(lái)了極大的不便。究其原因,不外乎以下三個(gè)原因:其一,整個(gè)裝置不是一個(gè)完整的封閉系統(tǒng),即使產(chǎn)生氫氧化亞鐵,必然會(huì)被試管內(nèi)的空氣中的氧氣氧化成氫氧化鐵;其二,由于氫氧化鈉長(zhǎng)期放置在空氣中必然有一部分空氣溶解在其中,這部分空氣中的氧氣必然對(duì)生成的白色絮狀氫氧化亞鐵有一定的負(fù)面影響;其三,雖然硫酸亞鐵溶液是新制備的,但用來(lái)制備硫酸亞鐵的稀硫酸長(zhǎng)期放置在空氣中也一定溶解了一部分空氣,那么用稀硫酸制備的硫酸亞鐵也必然溶解了一部分空氣,這部分空氣中的氧氣同樣對(duì)生成白色絮狀氫氧化亞鐵也是不利的。針對(duì)教材中實(shí)驗(yàn)的不足,我們對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了認(rèn)真的研究和改進(jìn)。
一、實(shí)驗(yàn)用品
一次性注射器(20mL)2支,注射器針頭1個(gè),3號(hào)橡膠塞1個(gè),試管(2×20em)2支,酒精燈1盞,玻璃棒1根,試管夾1個(gè),火柴1盒,鋼鋸條1把。
0.5M的稀硫酸,細(xì)鐵絲團(tuán),0.5M的氫氧化鈉溶液。
二、注射器的加工
取一支注射器,用鋼鋸條將注射器的尖端鋸掉(如圖2所示)。
三、溶液的處理與生成
1.氫氧化鈉溶液的處理
在試管中加人大約5mL的氫氧化鈉溶液,用試管夾夾住在酒精燈火焰上加熱至沸騰,以趕盡氫氧化鈉溶液中的空氣。
2.稀硫酸溶液的處理
在另一試管中加入/2mL的稀硫酸,用試管夾夾住在酒精燈火焰上加熱至沸騰,以趕盡稀硫酸溶液中的空氣。
3.硫酸亞鐵的生成
2.中試管內(nèi)的液體冷卻后,將細(xì)鐵絲團(tuán)插入稀硫酸溶液中(如圖3所示),此時(shí)鐵絲與稀硫酸溶液發(fā)生反應(yīng)生成硫酸亞鐵,待溶液變成淺綠色時(shí)取出鐵絲團(tuán)。
四、實(shí)驗(yàn)方法及其現(xiàn)象
1.將加工好的注射器的注射栓調(diào)節(jié)到刻度為5mL處,向注射器中注入2mL的新制備的硫酸亞鐵溶液后,將3號(hào)橡膠塞塞緊在注射管的管口處,并保證注射管內(nèi)無(wú)空氣氣泡(如圖4所示)。
2.用帶有針頭的注射器吸入5mL的已經(jīng)處理過(guò)的氫氧化鈉溶液并趕盡注射管內(nèi)部的空氣泡。然后,將注射器的針頭從圖4所示的橡膠塞的中央插透,向盛有硫酸亞鐵溶液的注射管注入氫氧化鈉溶液,隨著氫氧化鈉的不斷注入,注射栓不斷下移,直到產(chǎn)生大量白色絮狀的氫氧化亞鐵為止。
3.從橡膠塞上拔出注射器的針頭,此時(shí)制備的氫氧化亞鐵完全被密封在注射管內(nèi)(如圖5所示),并可保存2天以上的時(shí)間。
4.取下注射管上的橡膠塞,白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色,說(shuō)明氫氧化亞鐵已被空氣中的氧氣氧化生成了氫氧化鐵。
(見(jiàn)習(xí)編輯 郭振