馬艷清

摘 要：文章探討了用氧氣傳感器和pH傳感器檢測(cè)維生素C對(duì)Fe2+的保護(hù)機(jī)制。該實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)便，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象較為明顯，可用作學(xué)生分組探究或教師課堂演示實(shí)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：維生素C;硫酸亞鐵;氧氣傳感器;pH傳感器

一、問(wèn)題的提出

Fe2+和Fe3+之間的相互轉(zhuǎn)化是蘇教版高中化學(xué)必修一專題三第二單元的重難點(diǎn)內(nèi)容。教師在備課時(shí)創(chuàng)造情境講解常常會(huì)選擇“補(bǔ)鐵片”作為載體?！把a(bǔ)鐵片”的說(shuō)明書(shū)中一般有“維生素C與本品同服，有利于本品吸收”的介紹說(shuō)明。眾所周知，維生素C（Vitamin C，簡(jiǎn)稱Vc）分子式為C6H8O6，是一種很強(qiáng)的抗氧化劑，即還原劑，其分子中的烯二醇基在弱酸性介質(zhì)中可以將Fe3+還原成Fe2+，反應(yīng)式為：2 Fe3+ + C6H8O6 = 2 Fe2+ + C6H6O6 +2H+

而補(bǔ)鐵片中的鐵元素是以亞鐵形式存在的，在溶液中易氧化水解，反應(yīng)式為：4Fe2+ + O2 + 10H2O = 4 Fe（OH）3 +8H+

那么Vc與之同服利于吸收的原因究竟是Vc用于和氧化劑反應(yīng)還是用于還原三價(jià)鐵呢？

二、實(shí)驗(yàn)過(guò)程

（一）儀器與試劑

儀器：威尼爾數(shù)據(jù)采集器（LabQuest2），氧氣傳感器，pH傳感器，250mL四頸燒瓶，燒杯，量筒（50mL、100mL），電子天平，膠頭滴管、單孔橡膠塞，鐵架臺(tái)，磁力攪拌器，洗瓶，藥匙，止水夾，研缽

試劑：蒸餾水，F(xiàn)eSO4·7H2O，維生素C片（東北制藥集團(tuán)沈陽(yáng)第一制藥有限公司，100mg/片）

（二）實(shí)驗(yàn)裝置及步驟

由于該實(shí)驗(yàn)最終擬用于高中課堂實(shí)驗(yàn)，因此本實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行均在室溫下進(jìn)行，同時(shí)維生素C片也使用了日常藥店隨手可以買到的。

實(shí)驗(yàn)一：硫酸亞鐵溶于水

（1）稱量2.0g FeSO4·7H2O裝好待用。

（2）組裝實(shí)驗(yàn)儀器（如圖1）并檢查裝置氣密性。

（3）將氧氣傳感器、pH傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連，打開(kāi)軟件。

（4）量取150mL蒸餾水倒入四頸燒瓶中，啟動(dòng)軟件開(kāi)始收集數(shù)據(jù)。

（5）將FeSO4·7H2O迅速倒入四頸燒瓶中，同時(shí)打開(kāi)磁力攪拌器調(diào)整轉(zhuǎn)速為10，加快晶體溶解。觀察并記錄現(xiàn)象，收集數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)二：Vc片溶于水

取10片Vc藥品稱量，記錄總質(zhì)量。將其研磨成粉末，取兩片質(zhì)量的Vc粉末裝好待用。剩余步驟同實(shí)驗(yàn)一

實(shí)驗(yàn)三：硫酸亞鐵、Vc片共同溶于水

（1）稱量2.0g FeSO4·7H2O裝好待用。取10片Vc藥品稱量，記錄總質(zhì)量。將其研磨成粉末，取兩片質(zhì)量的Vc粉末裝好待用。

（2）剩余步驟同實(shí)驗(yàn)一。

（3）約15s后Vc粉末完全溶解，繼續(xù)將FeSO4·7H2O迅速倒入四頸燒瓶中，觀察并記錄現(xiàn)象，繼續(xù)收集數(shù)據(jù)。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

（一）實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)二和實(shí)驗(yàn)三結(jié)果

根據(jù)實(shí)驗(yàn)一、二的圖像可以發(fā)現(xiàn)，硫酸亞鐵溶液、Vc溶液在不斷消耗四頸燒瓶中的氧氣，pH在不斷下降。且在實(shí)驗(yàn)一中，加入FeSO4·7H2O后，大約5s溶液逐漸開(kāi)始淡黃色，隨著時(shí)間的推移淡黃色逐漸加深。而根據(jù)實(shí)驗(yàn)三的圖像發(fā)現(xiàn)，在加入FeSO4·7H2O后，根據(jù)斜率觀察到氧氣含量減少的速率稍有下降，同時(shí)溶液顏色和pH值沒(méi)有任何變化。

根據(jù)以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以得出：Vc與Fe2+共同存在時(shí)，會(huì)與氧氣發(fā)生反應(yīng)起到保護(hù)Fe2+，但與此同時(shí)，仍會(huì)有部分Fe2+被氧化為Fe3+，Vc也會(huì)將這部分被氧化的Fe2+還原。

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)論與展望

Vc與補(bǔ)鐵片同服利于吸收的原因是Vc用于和氧化劑反應(yīng)并且同時(shí)用于還原三價(jià)鐵，不單純是其中任何一個(gè)原因。本實(shí)驗(yàn)原理較為簡(jiǎn)單，反應(yīng)快速且操作便捷，利于高中生在學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容時(shí)更加易于掌握知識(shí)和基本技能，同時(shí)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

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