对一例制备实验的改进

广西壮族自治区横县横县中学(530300)

陈郁政

对一例制备实验的改进

广西壮族自治区横县横县中学(530300)

陈郁政

1 改进原因

《普通高中化学课程标准》倡导通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学生学习化学的兴趣，强化科学探究意识，促进学生学习方式的转变，在实践中培养学生的创新精神和实践能力。氢氧化亚铁的制备是高中化学教学中的一个重要演示实验。但是笔者在教学实践中发现，按照教材中的实验操作将氢氧化钠滴入硫酸亚铁溶液中，并不能观察到预期的实验现象，无法验证实验中先生成白色的絮状沉淀迅速变成灰绿色最后变成红褐色的现象。只能看到灰绿色沉淀向红褐色沉淀转化的现象，由此学生就会对氢氧化亚铁的颜色产生疑惑。如果对实验中出现的异常现象加以利用，设计适当的实验让学生探究异常现象背后的产生原因，这样不仅能激发学生学习化学的兴趣，还可以培养他们的科学探究意识和实践能力。

图1 改进后的实验装置

查阅相关文献发现，对氢氧化亚铁制备实验的改进研究有很多，其中不乏一些很有创意而且原理科学严谨的实验方案。但同时也存在实验装置过于复杂、实验操作比较繁琐，不利于实际课堂教学的缺点。笔者结合自己的教学经验，对氢氧化亚铁的制备实验方案进行了设计，使实验向着现象明显、安全环保、反应快速、仪器装置微型化的方向改进。

改进后的实验装置如图1所示。

2 实验仪器及试剂

试管1只、50 mL烧杯1个、三脚架、石棉网、玻璃棒、一次性注射器(10 mL)1支、20 mm不锈钢针头1根、打孔橡胶塞、酒精灯、浓氨水、硫酸亚铁晶体、蒸馏水、红色石蕊试纸。

3 实验原理

氢氧化铁制备实验的原理如下。

FeSO4+2NH3·H2O=Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4

4 改进实验步骤

(1)将适量蒸馏水加入50 mL烧杯中，用酒精灯加热煮沸约5 min，以除去溶解在蒸馏水中的氧气。待蒸馏水稍微冷却后一边用玻璃棒慢慢搅拌，一边加入硫酸亚铁晶体，直至加入的晶体无法溶解为止，制得硫酸亚铁的饱和溶液。然后用注射器吸取10 mL硫酸亚铁溶液密封后待用。

(2)在试管中加入约1/3体积的浓氨水，用酒精灯稍微加热，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝后停止加热，用橡胶塞将试管口塞住(橡胶塞上打1个比不锈钢针头稍大一点的孔)。

(3)将注射器插入橡胶塞的小孔中直到注射器的针头伸入试管中的液面以下。快速推动注射器活塞，将硫酸亚铁溶液注入氨水中，观察现象。

(4)拔出橡胶塞，继续观察试管中的现象。

5 实验现象及原因解释

(1)通过加热浓氨水分解出的氨气将试管中的空气排出，得到无氧环境用于氢氧化亚铁的制备。

(2)将注射器中硫酸亚铁溶液快速注入氨水，使短时间内生成大量的氢氧化亚铁沉淀，这样不仅能观察到生成的白色沉淀，并且能够使该现象保持较长时间。

(3)拔出橡胶塞后，空气慢慢进入试管中，由于氢氧化亚铁极易被氧化，可以观察到白色沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色的氢氧化铁沉淀。

6 改进实验的优点

(1)查阅文献发现多数氢氧化亚铁制备实验的改进是在隔绝空气、制备无氧硫酸亚铁溶液、无氧氢氧化钠溶液等方面下功夫，实验过程中所需要的仪器和试剂比较多，实验的操作也比较繁琐。在本实验中，通过加热浓氨水分解出氨气得到反应需要的无氧环境，简化了实验操作，缩短了实验时间，适用于课堂教学。

(2)制备并保存硫酸亚铁溶液也是本实验的一个关键步骤。用加热沸腾后的蒸馏水配制不含氧的硫酸亚铁溶液，并用注射器吸取密封后待用，这样能够防止氧气再次溶解进溶液中影响实验效果。

(3)本实验方案现象明显，操作方便安全，所需实验仪器及试剂简单，实验装置微型化，适合课堂演示实验。

实验改进

2017-08-05