氢氧化亚铁制备的简单化改进

湖北省应城市第一高级中学(432400)

邢泰宇

实验改进

氢氧化亚铁制备的简单化改进

湖北省应城市第一高级中学(432400)

邢泰宇

1 问题的提出

人教版高中化学必修1教材中将FeSO4溶液加入到NaOH溶液中制备氢氧化亚铁，观察到生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。实验中通常都会出现灰绿色，很难观察到白色沉淀，不少学者对该过程开展了研究，提出了如下几种观点：①FeSO4溶液中含有Fe3+对实验有影响；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沉淀吸附了过量的Fe2+而使沉淀变成灰绿色。

鉴于以上观点，有如图1所示的几种常见实验改进装置。(a)图采用油封及长滴管滴加液体法，(b)图采用在还原性氛围中制备法，(c)图采用油封及铁做阳极电解法等。但实验时(a)图观察到白色沉淀的时间较短，甚至有时观察不到白色沉淀，(b)图对装置气密性的要求较高，(b)(c)图装置略显复杂，课堂演示时间较长，学生分组实验操作较难。

图1 各种氢氧化亚铁制备改进装置

如上种种，亟待寻找一种满足中学化学课堂教学现状的实验方案。

2 氢氧化亚铁制备的简单化改进

2．1 实验用品

药品：还原铁粉(分析纯)、硫酸(分析纯)、氢氧化钠(分析纯)。

仪器：锥形瓶、试管、长胶头滴管、扎有小孔的气球。

2．2 实验过程

(1)新制FeSO4溶液：在洁净的锥形瓶中加入足量还原铁粉(分析纯)，再加入适量用硫酸(分析纯度)配制的稀溶液，将锥形瓶口用扎有小孔的气球套紧，也可以不使用气球，如图2(a)(b)所示，静置5～12 h待用(可在实验前一天配制)。

图2 氢氧化亚铁制备的简单化改进装置

(2)配制较浓的NaOH溶液：将氢氧化钠(分析纯度)溶于蒸馏水配制较浓的NaOH溶液待用，蒸馏水和较浓NaOH溶液可不用加热煮沸处理。

(3)实验操作：捏紧长胶头滴管的胶头，赶出其中空气，用其吸取一定量的新制FeSO4溶液中的清液，然后将滴管插入过量较浓的NaOH溶液的液面下，如图2(c)所示，挤压胶头滴管，滴加FeSO4溶液即可。

2．3 实验现象

产生白色沉淀，白色沉淀持续时间为5～10 min左右。振荡试管，可观察到白色沉淀变成灰绿色，最后变成红褐色。

3 实验设计意图

(1)药品、仪器的使用符合中学化学实验室的要求。还原铁粉、硫酸、氢氧化钠、锥形瓶、长胶头滴管等器材中学实验室中都有，不需要特殊药品和仪器，并且试剂用量较少，节约药品，尤其是FeSO4溶液每次实验只需要几滴，便于开展学生分组实验。

(2)FeSO4溶液可在实验课前5～12 h配制，NaOH溶液可在实验课前几分钟配制，二者反应时灵敏迅速，可节约教师课堂演示实验或学生分组实验的时间。

(3)锥形瓶口径小，与空气接触面积小，加之里面有氢气不断溢出，减少了空气的进入，使得体系内的溶解氧达到最小程度。锥形瓶瓶口用扎有小孔的气球套紧，也可进一步减少空气的进入。另外，将长胶头滴管插入较浓的NaOH溶液的液面下滴加FeSO4溶液，这样操作可减少滴加试剂过程中氧气的再溶入。

(4)采用过量还原铁粉与稀硫酸新制备FeSO4溶液，保证体系内几乎无Fe3+存在，排除其对实验的干扰。

(5)将少量新制FeSO4溶液滴加到过量的较浓的NaOH溶液中(与人教版高中化学必修1教材实验顺序相反)，保证Fe2+充分反应，避免Fe(OH)2沉淀吸附Fe2+等有色离子，排除其对实验现象的干扰。

2017-08-02