高中化学课堂氢氧化钠亚铁的制备方法的改进

仪陇中学

打开文本图片集

氢氧化亚铁是铁的无机化合物，化学式为Fe（OH）2 。从物理特性来看，氢氧化亚铁是白色固体，极微溶于水，密度为3.4g/cm 。从化学的角度来看，氢氧化亚铁很容易受热分解，为中强碱，在酸中可溶，在碱中难溶，而且非常容易被氧化。一般情况下，可以用亚铁溶液和强碱溶液相互反应制取氢氧化亚铁。氢氧化亚铁本身极不稳定，在工业上和生活中具有着较为广泛的应用，一般有着以下几个方面的用途：（1）可以用氢氧化亚铁所制得的胶体来净水；（2）可以用于氢氧化铁的制备；（2）可以用于还原水和硝酸；（4）可以用作原料的制备，药物的提取，在必要的条件下，可以用作催化剂等。

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 .

在此分析的基础上提出以下适合高中课堂上制备氢氧化亚铁的改进：

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.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） .

（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 .

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 .

4.该实验设计的优点

（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 .

*本文暂不支持打印功能