氢氧化亚铁制备的实验改进探究

宋 玥

(山东省青岛第二中学 266000)

氢氧化亚铁制备的实验改进探究

宋 玥

(山东省青岛第二中学 266000)

采用液体混合法、电解法和固体混合法分别进行实验，并择优对固体混合法进行改进探究，探索稳定制取氢氧化亚铁的方法.实验发现，按4∶1的比例将七水合硫酸亚铁晶体与氢氧化钠固体加入蒸馏水中进行反应，可制取纯净的氢氧化亚铁.

氢氧化亚铁；制备；实验改进

氢氧化亚铁是一种常用的还原剂，但因其易被氧化，实验室中往往不能稳定制取与保存.本研究根据化学教材提供的方法结合已有研究，进行多种方法实验探究与对比分析，并对其中成功率较高的固体混合法进行方法改进，通过多次重复试验，探究氢氧化亚铁制备的有效方案.

一、实验方法

采用液体混合法、电解法和固体混合法分别进行实验，探究每种方法制备氢氧化亚铁的优缺点，并择优进行改进探究，通过重复实验确定其可行性.

二、实验结果与讨论

1.液体混合法实验过程与结果

按2∶1的比例分别配置好硫酸亚铁和氢氧化钠溶液.将硫酸亚铁溶液加入试管并立即倒入少量煤油以隔离氧气，用长滴管吸入氢氧化钠溶液并伸入煤油层以下将之缓慢挤压加入.经多次实验，发现此法的氢氧化钠分散不及时，而且不能有效避免氧化问题，因而无法得到纯净的白色氢氧化亚铁.

2.电解法实验过程与结果

首先向配置的氯化钠溶液迅速倒入煤油，形成保护层.然后，将磨好的铁钉和碳棒用导线一端与电源的正负极相连，另一端伸入氯化钠溶液中，接通电源如图1.负极的铁钉失电子变成亚铁离子，正极附近水得电子，生成氢气和氢氧根离子.氢氧根离子和亚铁离子结合，生成氢氧化亚铁絮状沉淀.需注意磨铁钉时一定要磨干净，切勿留有铁锈，防止发生副反应.多次实验发现，若有铁锈无法得到纯净的氢氧化亚铁，从铁钉末端一直电解出黄色物质.

3.固体混合法实验过程与结果

首先，打开细口瓶(滴瓶)迅速加入适量七水合硫酸亚铁晶体和氢氧化钠固体，立即迅速加入蒸馏水至溢出，盖上瓶塞，静置，直至观察到出现白色粒状沉淀.然后，在乳胶管中灌满水，制成虹吸管，打开瓶塞后迅速插入并开始虹吸，直至绿色、黄色、红色物质全部被吸出，液体变无色，同时，向瓶中持续加入蒸馏水至溢出，迅速盖上瓶塞.需注意的事项有：

(1)将两种固体加入细口瓶之后立即倒入蒸馏水.

(2)蒸馏水加至溢出以隔绝空气.

(3)静置过程中不能打开瓶塞.

本实验在第一次实验较为成功的基础上，多次重复并进行改进.由张婉佳等通过控制反应体系的pH值与反应溶液密度得到的启发，考虑加入不同比例的七水合硫酸亚铁与氢氧化钠进行实验改进探究.

(1)第一次：以1∶1的比例加入两种固体物质，最初观察到无明显反应现象，经振荡后出现大量黄色絮状物质，瓶底附着一些白色粒状沉淀，如图2(a)，且在空气中很快被氧化成绿色，分析认为应是氢氧化亚铁.

(2)第二次：按1.25∶1的比例加入七水合硫酸亚铁和氢氧化钠固体.如图2(b)所示，实验结果出现了白色沉淀物，但混有绿色絮状沉淀物，用滤纸过滤后得到绿色粉末状物质，一天后变成了红褐色，说明实验得到了氢氧化亚铁，但纯度不够.

(3)第三次：2∶1的比例加入硫酸亚铁和氢氧化钠固体，反应生成了灰绿色絮状物质，随后变为深绿色，上层液体变为黄色，如图2(c).静置一段时间后，瓶底产生了白色粒状固体，判断应是氢氧化亚铁，但不排除存在未反应完全的氢氧化钠固体.为排除这一问题，决定进行第四次实验.

(4)第四次：实验有三个目的，一是通过重复实验，观察能否稳定制取氢氧化亚铁；二是证明白色粒状固体不含有氢氧化钠；三是探究硫酸亚铁和氢氧化钠固体混合的合适比例.

实验按4∶1的比例加入硫酸亚铁与氢氧化钠固体.观察到氢氧化钠固体完全溶解后，瓶中产生大量绿色絮状物质，均匀地分布在整瓶溶液中，其颜色更浅，分布更均匀.静置一段时间，瓶底产生了较多的白色粒状固体.通过虹吸除去绿色、黄色絮状物质，使白色沉淀完全显露出来，如图2(d)所示.为了验证这些固体是氢氧化亚铁，将其倒入滤纸，用玻璃棒蘸取少量固体静置，发现玻璃棒上的白色固体表面迅速变为绿色，如图2(e).一天后，滤纸和玻璃棒上固体变红褐色.观察到这些固体成球形颗粒状，用硬物敲击发现其为空心.分析认为，白色固体先变灰绿色，又变红褐色，这一反应特征说明其为氢氧化亚铁.关于这些固体成薄层的球形的原因，推测是氢氧化亚铁先在瓶中生成，并附着在瓶底未溶解的七水合硫酸亚铁晶体上，后硫酸亚铁逐渐溶解，球状固体变为空心.

用同样的方法再次重复实验，得到了同样的结果.至此，可以发现，加入过量的硫酸亚铁和相对少量的氢氧化钠，有利于氢氧化钠固体完全溶解并充分反应，采用该法可以成功制备纯净的呈白色球状固体形状的氢氧化亚铁.

三、结论

1.采用改进后的固体混合法可制备出氢氧化亚铁，改进的要点为：加入的七水合硫酸亚铁固体量应成倍大于氢氧化钠固体量.

2.实验室条件下，用改进的固体混合法成功制备氢氧化亚铁的步骤：(1)准备好实验所需的仪器和药品；(2)打开细口瓶瓶塞，迅速按4∶1的比例加入七水合氢氧化亚铁晶体和氢氧化钠固体；(3)快速倒入煮沸并冷却的蒸馏水至溢出，迅速塞上瓶塞，静置一段时间；(4)注意观察，一段时间后瓶底未溶解的七水合硫酸亚铁绿色固体上附着了一些白色固体，白色固体越来越多，最终形成了白色球形固体，即制得纯净的氢氧化亚铁.

[1]穆新巧. 制备氢氧化亚铁实验的改进[J].教学仪器与实验，2007，23(10): 17.

[2]梁俊峰.氢氧化亚铁制备实验的再改进[J]. 化学教育，2010，31(9)：82.

[3]张婉佳，董洪霞，黄监民. 制备氢氧化亚铁的理论探讨及实验研究 [J]. 化学世界, 2014, 55(8): 468-471.

[4]朱先翠. 氢氧化亚铁制备的实验改进 [J]. 科技信息, 2011(2): 114-114.

G632

A

1008-0333(2017)31-0095-02

2017-07-01

宋玥(2000.11- )，女，青岛人，山东省青岛第二中学，高中在读.

闫久毅]