廣西壯族自治區(qū)橫縣橫縣中學(xué)(530300)

陳郁政

對一例制備實驗的改進(jìn)

廣西壯族自治區(qū)橫縣橫縣中學(xué)(530300)

陳郁政

1 改進(jìn)原因

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》倡導(dǎo)通過以化學(xué)實驗為主的多種探究活動，使學(xué)生體驗科學(xué)研究的過程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強化科學(xué)探究意識，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，在實踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。氫氧化亞鐵的制備是高中化學(xué)教學(xué)中的一個重要演示實驗。但是筆者在教學(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)，按照教材中的實驗操作將氫氧化鈉滴入硫酸亞鐵溶液中，并不能觀察到預(yù)期的實驗現(xiàn)象，無法驗證實驗中先生成白色的絮狀沉淀迅速變成灰綠色最后變成紅褐色的現(xiàn)象。只能看到灰綠色沉淀向紅褐色沉淀轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象，由此學(xué)生就會對氫氧化亞鐵的顏色產(chǎn)生疑惑。如果對實驗中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象加以利用，設(shè)計適當(dāng)?shù)膶嶒炞寣W(xué)生探究異?，F(xiàn)象背后的產(chǎn)生原因，這樣不僅能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，還可以培養(yǎng)他們的科學(xué)探究意識和實踐能力。

圖1 改進(jìn)后的實驗裝置

查閱相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，對氫氧化亞鐵制備實驗的改進(jìn)研究有很多，其中不乏一些很有創(chuàng)意而且原理科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灧桨?。但同時也存在實驗裝置過于復(fù)雜、實驗操作比較繁瑣，不利于實際課堂教學(xué)的缺點。筆者結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗，對氫氧化亞鐵的制備實驗方案進(jìn)行了設(shè)計，使實驗向著現(xiàn)象明顯、安全環(huán)保、反應(yīng)快速、儀器裝置微型化的方向改進(jìn)。

改進(jìn)后的實驗裝置如圖1所示。

2 實驗儀器及試劑

試管1只、50 mL燒杯1個、三腳架、石棉網(wǎng)、玻璃棒、一次性注射器(10 mL)1支、20 mm不銹鋼針頭1根、打孔橡膠塞、酒精燈、濃氨水、硫酸亞鐵晶體、蒸餾水、紅色石蕊試紙。

3 實驗原理

氫氧化鐵制備實驗的原理如下。

FeSO4+2NH3·H2O=Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4

4 改進(jìn)實驗步驟

(1)將適量蒸餾水加入50 mL燒杯中，用酒精燈加熱煮沸約5 min，以除去溶解在蒸餾水中的氧氣。待蒸餾水稍微冷卻后一邊用玻璃棒慢慢攪拌，一邊加入硫酸亞鐵晶體，直至加入的晶體無法溶解為止，制得硫酸亞鐵的飽和溶液。然后用注射器吸取10 mL硫酸亞鐵溶液密封后待用。

(2)在試管中加入約1/3體積的濃氨水，用酒精燈稍微加熱，將濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口，試紙變藍(lán)后停止加熱，用橡膠塞將試管口塞住(橡膠塞上打1個比不銹鋼針頭稍大一點的孔)。

(3)將注射器插入橡膠塞的小孔中直到注射器的針頭伸入試管中的液面以下?？焖偻苿幼⑸淦骰钊?，將硫酸亞鐵溶液注入氨水中，觀察現(xiàn)象。

(4)拔出橡膠塞，繼續(xù)觀察試管中的現(xiàn)象。

5 實驗現(xiàn)象及原因解釋

(1)通過加熱濃氨水分解出的氨氣將試管中的空氣排出，得到無氧環(huán)境用于氫氧化亞鐵的制備。

(2)將注射器中硫酸亞鐵溶液快速注入氨水，使短時間內(nèi)生成大量的氫氧化亞鐵沉淀，這樣不僅能觀察到生成的白色沉淀，并且能夠使該現(xiàn)象保持較長時間。

(3)拔出橡膠塞后，空氣慢慢進(jìn)入試管中，由于氫氧化亞鐵極易被氧化，可以觀察到白色沉淀逐漸變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色的氫氧化鐵沉淀。

6 改進(jìn)實驗的優(yōu)點

(1)查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)多數(shù)氫氧化亞鐵制備實驗的改進(jìn)是在隔絕空氣、制備無氧硫酸亞鐵溶液、無氧氫氧化鈉溶液等方面下功夫，實驗過程中所需要的儀器和試劑比較多，實驗的操作也比較繁瑣。在本實驗中，通過加熱濃氨水分解出氨氣得到反應(yīng)需要的無氧環(huán)境，簡化了實驗操作，縮短了實驗時間，適用于課堂教學(xué)。

(2)制備并保存硫酸亞鐵溶液也是本實驗的一個關(guān)鍵步驟。用加熱沸騰后的蒸餾水配制不含氧的硫酸亞鐵溶液，并用注射器吸取密封后待用，這樣能夠防止氧氣再次溶解進(jìn)溶液中影響實驗效果。

(3)本實驗方案現(xiàn)象明顯，操作方便安全，所需實驗儀器及試劑簡單，實驗裝置微型化，適合課堂演示實驗。

實驗改進(jìn)

2017-08-05