氢氧化亚铁制备装置的改进

氢氧化亚铁制备装置的改进

吴美兰

广东省清远市第三中学    511500

摘 要： 氢氧化亚铁的制备是中学化学重点实验之一，由于氢氧化亚铁有比较强的还原性，极易被引入的氧气氧化生成红褐色的氢氧化铁，所以在制备氢氧化亚铁的过程对隔离氧气有较为严格的要求，本设计是针对这一要求对传统实验装置进行改进。

关键字：氢氧化亚铁；实验装置；改进

一、教材分析

本设计是针对人教版普通高中课程标准化学1（必修）第三章第二节《几种重要的金属化合物》中的一个重要实验Fe(0H)2的制备。设计一个安全、高效的化学实验不仅能够让学生亲自动手操作，增加学生探究实验的学习兴趣，还可以巩固复习Fe2+与Fe3+之间的转化关系等知识，体会Fe(0H)2制备过程中的注意事项及产生误差可能的原因，熟练掌握相关实验操作技能。

二、问题提出

教材中氢氧化亚铁的制备原理是硫酸亚铁与氢氧化钠反应，用试管作为反应器，此操作方法往往存在以下不足：由于Fe(0H)2有较强的还原性，很容易被反应物带入的空气氧化，从而导致无法长时间的观察到生成的氢氧化亚铁。针对上述问题，则需对该实验进行技术上的改进。需改进的主要问题是隔绝空气，防止空气中氧气对实验造成干扰。

三、实验装置对比

图1 教材中Fe(0H)2制备方法                     图2 改进后的实验装置

四、改进实验所需仪器和药品

仪器：铁架台、具支试管、分液漏斗、弹簧夹、试管夹、带乳胶管的导管、试管、火柴

药品：还原性铁粉、稀硫酸、NaOH溶液、煤油

五、实验步骤

1.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，采用蒸馏水配制较浓NaOH溶液可不用加热煮沸。

2.新制硫酸亚铁溶液：安装实验装置（如图2），具支试管中加入过量的还原性铁粉，接着具支试管中加入稀硫酸和煤油，最后塞上带有分液漏斗的胶塞（分液漏斗装事先准备的NaOH溶液）。

3.制备氢氧化亚铁：打开弹簧夹，待稀硫酸与还原性铁芬反应一段时间后，通过生成H2将反应器中的空气排出，最后往具支试管中加入适量的NaOH溶液，便可观察到试管中有白色絮状物生成。

六、实验原理

六、实验改进的有点及注意事项

（一）实验改进后的优点

1.改进后所需仪器及药品为常见的仪器、药品，不需特殊准备便可开展，且试剂用量较少，可节约药品且环保。

2.整个实验装置都设计在密闭容器中进行，避免了溶液与空气接触。

3.配制新制硫酸亚铁：采用的是稀硫酸与过量的还原性铁粉，利用氢气将反应器中的空气排出，且氢气具有还原性，更好地避免硫酸亚铁与氧气接触被氧化。

4.用蒸馏水配置较浓的NaOH溶液，减少了加热煮沸装置，提高了实验操作的安全性。

5.采用带弹簧夹的导管，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。

6.反应生成的气体经过导管可以用向下排空气法进行收集，通过检验H2的纯度来判断反应容器中的空气是否排干净，从而达到隔绝空气，防止空气中氧气对实验的干扰，通过实践证明三天后仍可观察白色絮状物，取得了很好的实验效果。

（二）注意事项

1.进行实验时，注意检查装置的气密性。

2.本设计采用新制的硫酸亚铁溶液，久置硫酸亚铁一般会被空气氧化成 Fe3+ (4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O ==== 4Fe(OH)₃),为保证溶液中的Fe2+ 不被氧化成Fe3+,应该将新制硫酸亚铁再加点铁粉来避免Fe2+离子被氧化 (Fe +2Fe3+ =3Fe2+ )。

3.待稀硫酸与还原性铁粉反应一段时间后再滴加NaOH溶液（确保装置的空气完全排出），同时生成的氢气有还原性，为反应创造了有利的环境。

结束语

实验的改进与创新，不仅能提升教师的实验技能和创新研学精神，还可以激发学生学习热情、培养学生学科核心素养，更能实现从课堂走向课外，再从课外回归课堂的目的。

参 考 文 献

【1】赵云. 巧用具支试管改进化学实验. 化学教育2015年 第21期

【2】邢 泰 .氢氧化亚铁制备的简单化改进.中小学实验与装备2017年 第5期