优化设计“氢氧化亚铁的制备”实验

刘朝伟 曾红芬 范丹丹 李川江

摘要：在中学化学实验教学中，Fe(OH)2的制备参照了人教版高中化学1（必修）第三章第二节《几种重要的金属化合物》教学内容中制备Fe(OH)3的方法。该方法制备出的Fe(OH)2极易被空气氧化，学生难以观察到白色絮状沉淀—Fe(OH)2。本文通过对氢氧化亚铁制备的原演示实验进行了一定的改进，可以让学生观察到比较明显的实验现象。 关键词：氢氧化亚铁；创新；优化；演示实验在实验教学中，教师不仅应该重视学生对基础实验知识的掌握和理解，还应强调学生对基本实验技能的熟练运用，更应该注重对学生探究和创新能力的培养。教学活动中，中学生对必备的化学基础知识已经有了初步的了解，而教师对于实验教学的要求会逐步提高，所以应更加重视学生各方面技能的培养和完善。在当今的教学环境下，若教师仍按传统的实验方法进行教学，而没有在新课程改革理论的指导下积极开展探究，缺乏对化学实验进行灵活地创新与拓展，这都将不利于学生对实验知识的掌握以及实验兴趣的提高，更不利于学生创新能力和实践能力的培养。

铁的重要化合物是高中无机化合物的基础知识和重点内容，是高中生学习过程中的难点之一。根据教材演示实验的方法，老师演示制取Fe(OH)2的实验时，通常学生看不到白色沉淀，而只能观察到灰绿色的絮状物质—Fe(OH)3，这会让学生误以为Fe(OH)2的颜色就是灰绿色，事实上，Fe(OH)2是白色絮状沉淀，由于Fe(OH)2极易被氧化成Fe(OH)3，所以导致演示实验的失败[2]。要成功制取到白色沉淀—Fe(OH)2，一方面是在配制实验所需試剂NaOH溶液和亚铁盐溶液时，需要除去溶解氧，且亚铁盐溶液中不能混有Fe3+；另一方面是需要除去实验装置中的氧，否则不能达到实验要求。因此，能否除去所需试剂中的氧和如何使制取Fe(OH)2的整个过程在无氧环境下进行是实验成败的关键。

1实验原理

实验中巧妙运用了硫酸亚铁溶液中含有的大量硫酸与事先加入锥形瓶中的Na2CO3固体反应，产生气泡以达到除去实验装置中空气的目的。待反应完全后加入NaOH溶液与FeSO4溶液反应生成白色沉淀—Fe(OH)2。

2实验仪器与药品

实验仪器：烧杯（50mL）、试管夹、注射器(10mL)、锥形瓶（带支管口50mL）等。

实验药品：氢氧化钠固体(AR)、还原铁粉(AR)、硫酸亚铁固体(AR)、浓硫酸(AR)、碳酸钠固体(AR)、液体石蜡(AR)、去离子水等。

实验装置：（如图一）

3实验准备

新制NaOH溶液：首先新制2mol/L和6mol/LNaOH溶液各100ml。分别取2mol/L，6mol/L的NaOH溶液各20mL置于两个烧杯中加热煮沸2-3min，冷却至没有沸腾的气泡时，缓慢向溶液中加入一层液体石蜡保存备用。

新制FeSO4溶液：称取硫酸亚铁固体约3g配成100mL溶液。取FeSO4溶液50mL于烧杯中，后加入适量还原铁粉，防止Fe2+被氧化为Fe3+，并用浓硫酸调节溶液的pH至1-1.5，此时溶液中会产生气泡，产生气泡2-3min后，再向液面加入一层液体石蜡保存备用。

4实验步骤

⑴按图一安装好装置。

⑵在烧杯里加入30mL去离子水。

⑶在锥形瓶中加入0.3-0.5g碳酸钠固体，用2支注射器分别吸取配好的2mol/LNaOH溶液6mL和FeSO4溶液10mL。

⑷将注射器中FeSO4溶液缓慢挤入锥形瓶中，直至Na2CO3固体反应完并无气泡产生为止。

⑸将注射器中NaOH溶液缓慢挤入锥形瓶中，直至产生大量白色沉淀Fe(OH)2为止。

⑹用6mol/LNaOH溶液与FeSO4溶液重复上述实验。

5结论

⑴本改进实验操作相对简便，实验中所用仪器比较简易，药品相对节约。

⑵为了配制不含Fe3+的FeSO4溶液，我们直接利用FeSO4晶体配置FeSO4溶液，并加入Fe粉，Fe粉可抑制Fe2+被氧化，保证硫酸亚铁溶液中无Fe3+，加入的少量浓硫酸与铁粉反应生成氢气以排除硫酸亚铁溶液中的空气，用液体石蜡覆盖液面是为了使硫酸亚铁溶液隔绝空气。

⑶为了使整个演示实验过程不受到O2的干扰，我们巧妙利用FeSO4溶液中含有的大量硫酸，让硫酸与锥形瓶中碳酸钠粉末反应，反应可以产生CO2气体，从而除去锥形瓶中的空气，使得氢氧化亚铁生成的整个过程中没有空气的干扰，此方法制取的氢氧化亚铁也能放置较长时间，实验现象十分明显，更利于学生进行观察。

[参考文献]

[1]黄宇.中学化学需要创新优化—以“金属和金属材料实验”改进设计为例[J].广西教育,2011,10(07):57-58.

[2]文庆城.氢氧化亚铁的制备和红砖中Fe2O3成分的检验[J].化学实验教学研究,2011,(07):91-96.

[3]朱先翠.氢氧化亚铁制备的实验改进[J].科技信息,2011,(02):114-114.

[4]陈斌年.氢氧化亚铁的制备探究[J].中学生数理化（高一版）,2012,(1-2):90-91.