硫酸亚铁溶液的保存探究

徐路遥

摘要：中学化学教材及习题中出现的硫酸亚铁溶液的保存方法，在加稀硫酸或加还原铁粉，或是二者均加的问题上，出现不一致的结论。通过实验验证，在不加稀硫酸的条件下，还原铁粉不能将铁离子还原成亚铁离子。因此在保存过程中需同时加还原铁粉和稀硫酸，且通过稀硫酸直接和还原铁粉反应得到硫酸亚铁溶液的方式，保存的时间更长。

关键词：硫酸亚铁；保存；稀硫酸；还原铁粉

文章编号：1008-0546（2016）08-0093-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.08.031

亚铁离子的性质是高中化学教学中的重要内容。其中性质之一为在硫酸亚铁溶液中滴加KSCN溶液，硫酸亚铁溶液不变颜色，说明亚铁离子不能与KSCN作用显血红色。但在演示该实验过程中，硫酸亚铁溶液如果保存不当，只要有微量的亚铁离子被氧化，滴加KSCN，就会显血红色。因此，对于如何保存硫酸亚铁溶液，根据目前正在使用的教材的思路与相关流行试题对其中描述的保存方式，出现的争议，本文探索同时加稀硫酸与还原铁粉的保存方式，试图消除溶液保存不当，致亚铁离子微量氧化带来的影响。

一、硫酸亚铁溶液保存方法的争议

硫酸亚铁溶液的保存，应加还原铁粉防止氧化，或加硫酸抑制氧化，或两种试剂同时添加？根据目前所使用的教材和流行试题分析，不能得到明确答案。

1.教材中的两种保存方法并存

（3）在化学选修4教材中，提及盐类的水解，根据盐类的水解原理分析，由于亚铁容易水解，因此在保存时，应加入稀硫酸抑制其水解。

2. 流行试题中出现了不同的保存方法

从上述教材内容和试题不难看出，保存硫酸亚铁溶液，加还原铁粉目的是防止亚铁离子被氧化，加稀硫酸的目的，是抑制亚铁离子水解。抑制水解和防止氧化，需要优先考虑哪种情况，或铁粉和稀硫酸确实均需添加？在教学工作实践中笔者对如何解决保存硫酸亚铁溶液所出现的问题进行深入的研究，解决了保存硫酸亚铁溶液的问题，使在硫酸亚铁溶液中滴加KSCN溶液，硫酸亚铁溶液不变颜色，实验现象明显、成功率达95%以上。

二、硫酸亚铁溶液保存方法的实验探究

1. 实验设计原理分析

Eθ（碱性）>Eθ（酸性），因此，在碱性环境中，亚铁离子更容易被氧化[3]。

通过数据计算可以得出，矛盾主要集中在硫酸亚铁溶液的保存，关键是控制溶液的酸性，还是还原铁粉。在酸性环境中，铁粉更易将铁离子还原；同时，亚铁离子不易被氧化，但铁粉可直接与酸反应生成亚铁盐。我们即通过设计实验来验证硫酸亚铁的保存条件。

2.实验设计及操作

（1）实验试剂。

Fe2SO4·7H2O晶体、2mol/L H2SO4溶液、0.1mol/L KSCN溶液，还原铁粉

（2）实验1：只加还原铁粉保存。

在60mL的细口瓶中，加入硫酸亚铁晶体和去氧水，配成约2mol/L FeSO4溶液，先滴加20滴KSCN溶液，再加入10g还原铁粉，并塞好瓶塞，实验结果如表1所示。

（3）实验2：只加稀硫酸保存

在60mL的细口瓶中，加入硫酸亚铁晶体，用稀硫酸溶解后，再加入等体积的去氧水，配成2mol/L FeSO4和1mol/L 硫酸混合溶液，摇匀后，加入20滴KSCN溶液，并塞好瓶塞，实验结果如表2所示。

（4）实验3：同时加稀硫酸和铁粉保存

在60mL的细口瓶中，加入硫酸亚铁晶体，用稀硫酸溶解后，再加入等体积的去氧水，配成2mol/L FeSO4和1mol/L 硫酸混合溶液，摇匀后，加入20滴KSCN溶液，再加入10g还原铁粉，并塞好瓶塞，实验结果如表2所示。

（5）实验4：用稀硫酸与还原铁粉反应制取硫酸亚铁

在60mL的细口瓶中，加入稍过量的还原铁粉与2mol/L的稀硫酸进行反应，然后滴加20滴KSCN溶液，并塞好瓶塞，实验结果如表4所示。

三、实验结果讨论

从实验看出，保存硫酸亚铁溶液的关键，在控制溶液的酸度，在不加稀硫酸的情况下，即使加了还原铁粉，也无法将铁离子还原，而且还原铁粉本身也会被氧化成氧化铁。但如果不加还原铁粉，又无法还原硫酸亚铁晶体在存放过程中被氧成的铁离子。在保存亚铁溶液的过程中，必须同时加入稀硫酸和还原铁粉，才能较好的防止亚铁离子被氧化。同时，稀硫酸与铁粉反应产生的氢气对溶液起到搅拌作用，有利于Fe3+与还原铁粉的充分接触[4]，也带走了溶液中的溶解氧气。稀硫酸与还原铁粉反应，达到平衡时，剩余的稀硫酸可使溶液保持一定的酸度，抑制亚铁离子被氧化。根据实验结果分析，直接用稀硫酸和铁粉得到硫酸亚铁，保存时间更长。

四、总结与思考

从实验结果来看，必须要同时加稀硫酸和还原铁粉，才能较好地防止硫酸亚铁溶液被氧化。直接用稀硫酸和铁粉得到硫酸亚铁，保存时间更长。

在实际教学中，由于高一阶段未学过水解的概念，因此题目中往往只要求加入还原铁粉，当高二学习水解后，涉及到亚铁离子水解问题，有些题目除了加入还原铁粉保存外，还要求加入稀硫酸抑制亚铁离子的水解。但在高一的教材中，硫酸亚铁中滴加氢氧化钠溶液后出现的一系列现象，让同学们已经意识到了“亚铁在碱性环境中更容易被氧化”。因此，笔者认为，在高一教学中，完全可以引入保存硫酸亚铁除了加还原铁粉外，尚需加入稀硫酸保存，其原因为稀硫酸可使溶液保持一定的酸性，抑制亚铁离子的氧化，同时，生成的氢气可带走溶液中溶解的氧气。

参考文献

[1] 翟丽萍，酸度对硫酸亚铁/硫酸亚铁铵溶液稳定性影响[J]. 精细与专用化学品，2010，（12）：29-30

[2] 许立.硫酸亚铁溶液的配制、存放及有关实验[J].中学化学教学参考，1985，（1）：44-45