[氢氧化亚铁制备实验的探究]氢氧化亚铁的制备
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文章编号:1005-6629(2010)05-0014-02 中图分类号:G633.8 文献标识码:C 传统的氢氧化亚铁的制取方法是用新制的硫酸亚铁与氢氧化钠溶液反应。虽然硫酸亚铁是新制的,氢氧化钠就算是沸腾的,但是由于溶液中或多或少还是溶解了部分氧气,而且由于反应体系是一个开放性的体系,与外界存在着物质交换与能量交换,不断会有氧气溶解到溶液中,所以新生成的氢氧化亚铁很快就被氧化成氢氧化铁,甚至观察不到有白色絮状的氢氧化亚铁沉淀。因为沉淀在生成过程中,还没有凝聚起来就已经被氧化了,所以根本看不到白色的氢氧化亚铁沉淀,只看到了被氧化了的氢氧化亚铁与刚生成的氢氧化亚铁组成的混合物:一些暗绿色的絮状沉淀。
要制得白色的氢氧化亚铁沉淀,并使氢氧化亚铁沉淀能较长时间保持白色沉淀的状态,关键在于减少影响氢氧化亚铁沉淀生成的各种因素。首要的因素就是溶液中氧气的含量,只有减少溶液中氧气的含量,才有可能制得白色的氢氧化亚铁沉淀;其次就是隔绝溶液与空气的接触,以免刚生成的氢氧化亚铁又被新溶进溶液里的氧气所氧化;再次是尽可能减少中间过程,这样有利于减少反应物与空气接触,也就是减少了溶液中溶解氧气的机会,达到充分减少溶液中氧气含量的目的。
实验探究:
[方法一]隔绝空气的复分解反应法。(实验装置见图1)
思路:配制FeSO4和NaOH溶液所用的蒸馏水要临时煮沸再冷却后使用,在盛FeSO4溶液的试管中加盖一层油脂或苯等密度比水小的有机物,以防溶液与空气直接接触。
实验过程:
(1)新配6 mL左右的含少量铁屑的FeSO4溶液(注意:FeSO4溶液不能直接加热)。
(2)取FeSO4溶液2 mL,立即加入苯约1 mL,以隔绝空气。
(3)在上述试管中用特制的长滴管迅速直接将已经煮沸处理的NaOH溶液伸入FeSO4溶液下层滴加(或直接加NaOH固体2~3粒), 振荡(注意不要破坏油膜), 可观察到Fe(OH)2的白色沉淀生成。
实验特点:操作简便,现象明显,Fe(OH)2 可保存较长时间。
[方法二]还原性氛围中的复分解反应法。
方案一:实验装置见图2
实验过程:
(1)在试管A中加入Fe屑和适量的稀H2SO4,在试管B中加入过量的NaOH溶液。(注:两种溶液均为煮沸除去溶解氧的)。
(2)打开止水夹a,塞紧塞子后,检验试管B出口处排出H2的纯度。
(3)当排出H2纯净时,再夹紧止水夹a,产生的H2的压力将Fe2+的溶液由A压入B中的NaOH溶液,产生白色沉淀。
实验特点:试管A中反应生成的H2充满了试管A和试管B,且外界空气不容易进入,生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色。
方案二:
实验过程:
(1)取一支洁净的试管,加入约2 g硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2 Fe(SO4)2・6H2O], 再加入5 mL除去溶解氧的蒸馏水, 制成的溶液。
(2)向试管中慢慢滴加2 mL苯(液封)。
(3)切取黄豆粒大小的钠粒,吸净煤油后沿管壁滑入试管内。
(4)待钠粒消失后,用胶塞塞紧管口,观察白色难溶物的产生。
实验特点:
(1)硫酸亚铁铵中的Fe2+很稳定, 有利于Fe(OH)2的制备。
(2)苯层的液封抑制了氢氧化亚铁向氢氧化铁转化,使在H2的氛围中生成的Fe(OH)2 空气隔绝, 白色的Fe(OH)2可以较长时间保存。
方案三(装置见图3所示)
(1)取出一支大试管,在试管中加入一定量的铁粉。
(2)向试管中加入几毫升的稀盐酸,振荡让其充分反应。
(3)再次振荡一下溶液,等铁粉都沉淀下去了,加入2 mL左右的煤油。
(4)将带有小孔的塑料填片用玻璃棒送到下层的溶液的中部。
(5)取出一块钠,用滤纸把它表面的煤油吸干净,然后切取一小块的钠,再用带有小孔的锡纸,把钠跟几块铜片包起来,包好后就把其投到溶液中,让其与氯化亚铁溶液反应。
实验特点:此法制得的氢氧化亚铁絮状沉淀能保持白色达一个星期,效果十分明显。
[方法三]隔绝空气电解法
实验过程:
(1)在一个电解池(或小烧杯)中倒入一定量的经煮沸除去溶解氧的新制NaOH溶液;再缓缓在滴加10 mL植物油(液封);
(2)在电解池中插入两个电极:小铁棒和石黑棒,其中小铁棒接电源的正极,石墨棒接电源的负极(如图4所示);
(3)接通电源,不久便可观察到小铁棒附近溶液中产生白色胶状沉淀。(注:如果电解液为经煮沸除去溶解氧的新制NaCl溶液,白色沉淀在两极之间的溶液中生成。)
(4)电解一段时间后,将电源的两极反接,又观察到白色胶状沉淀逐渐变为灰绿色,最后变红褐色。
实验特点: 操作简单,现象明显且还能说明Fe(OH)2 的氧化原理。
参考文献:
[1]周红杰,李立芬.2005年高中新教材同步特种导学(化学.高二上)[M],P149―150.北京:世界图书出版公司北京公司,2005.
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