湖北省應(yīng)城市第一高級中學(xué)(432400)

邢泰宇

實驗改進(jìn)

氫氧化亞鐵制備的簡單化改進(jìn)

湖北省應(yīng)城市第一高級中學(xué)(432400)

邢泰宇

1 問題的提出

人教版高中化學(xué)必修1教材中將FeSO4溶液加入到NaOH溶液中制備氫氧化亞鐵，觀察到生成的白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色。實驗中通常都會出現(xiàn)灰綠色，很難觀察到白色沉淀，不少學(xué)者對該過程開展了研究，提出了如下幾種觀點：①FeSO4溶液中含有Fe3+對實驗有影響；②溶液中溶解氧使得形成的沉淀是Fe(OH)2、Fe(OH)3等的混合物及其水合物；③Fe(OH)2沉淀吸附了過量的Fe2+而使沉淀變成灰綠色。

鑒于以上觀點，有如圖1所示的幾種常見實驗改進(jìn)裝置。(a)圖采用油封及長滴管滴加液體法，(b)圖采用在還原性氛圍中制備法，(c)圖采用油封及鐵做陽極電解法等。但實驗時(a)圖觀察到白色沉淀的時間較短，甚至有時觀察不到白色沉淀，(b)圖對裝置氣密性的要求較高，(b)(c)圖裝置略顯復(fù)雜，課堂演示時間較長，學(xué)生分組實驗操作較難。

圖1 各種氫氧化亞鐵制備改進(jìn)裝置

如上種種，亟待尋找一種滿足中學(xué)化學(xué)課堂教學(xué)現(xiàn)狀的實驗方案。

2 氫氧化亞鐵制備的簡單化改進(jìn)

2．1 實驗用品

藥品：還原鐵粉(分析純)、硫酸(分析純)、氫氧化鈉(分析純)。

儀器：錐形瓶、試管、長膠頭滴管、扎有小孔的氣球。

2．2 實驗過程

(1)新制FeSO4溶液：在潔凈的錐形瓶中加入足量還原鐵粉(分析純)，再加入適量用硫酸(分析純度)配制的稀溶液，將錐形瓶口用扎有小孔的氣球套緊，也可以不使用氣球，如圖2(a)(b)所示，靜置5～12 h待用(可在實驗前一天配制)。

圖2 氫氧化亞鐵制備的簡單化改進(jìn)裝置

(2)配制較濃的NaOH溶液：將氫氧化鈉(分析純度)溶于蒸餾水配制較濃的NaOH溶液待用，蒸餾水和較濃NaOH溶液可不用加熱煮沸處理。

(3)實驗操作：捏緊長膠頭滴管的膠頭，趕出其中空氣，用其吸取一定量的新制FeSO4溶液中的清液，然后將滴管插入過量較濃的NaOH溶液的液面下，如圖2(c)所示，擠壓膠頭滴管，滴加FeSO4溶液即可。

2．3 實驗現(xiàn)象

產(chǎn)生白色沉淀，白色沉淀持續(xù)時間為5～10 min左右。振蕩試管，可觀察到白色沉淀變成灰綠色，最后變成紅褐色。

3 實驗設(shè)計意圖

(1)藥品、儀器的使用符合中學(xué)化學(xué)實驗室的要求。還原鐵粉、硫酸、氫氧化鈉、錐形瓶、長膠頭滴管等器材中學(xué)實驗室中都有，不需要特殊藥品和儀器，并且試劑用量較少，節(jié)約藥品，尤其是FeSO4溶液每次實驗只需要幾滴，便于開展學(xué)生分組實驗。

(2)FeSO4溶液可在實驗課前5～12 h配制，NaOH溶液可在實驗課前幾分鐘配制，二者反應(yīng)時靈敏迅速，可節(jié)約教師課堂演示實驗或?qū)W生分組實驗的時間。

(3)錐形瓶口徑小，與空氣接觸面積小，加之里面有氫氣不斷溢出，減少了空氣的進(jìn)入，使得體系內(nèi)的溶解氧達(dá)到最小程度。錐形瓶瓶口用扎有小孔的氣球套緊，也可進(jìn)一步減少空氣的進(jìn)入。另外，將長膠頭滴管插入較濃的NaOH溶液的液面下滴加FeSO4溶液，這樣操作可減少滴加試劑過程中氧氣的再溶入。

(4)采用過量還原鐵粉與稀硫酸新制備FeSO4溶液，保證體系內(nèi)幾乎無Fe3+存在，排除其對實驗的干擾。

(5)將少量新制FeSO4溶液滴加到過量的較濃的NaOH溶液中(與人教版高中化學(xué)必修1教材實驗順序相反)，保證Fe2+充分反應(yīng)，避免Fe(OH)2沉淀吸附Fe2+等有色離子，排除其對實驗現(xiàn)象的干擾。

2017-08-02