氢氧化亚铁制备实验的探究
氢氧化亚铁的制备探析
创新意识
改进: 稀硫酸
铁粉
氢氧化钠溶液
思维拓展
方法三:电解法
用铁作阳极,电解NaCl(或NaOH)溶液,并 在液面上覆盖苯(或煤油)。
变化观念
质疑
在制备氢氧化亚铁的过程中,纵然 在无氧环境下也很难长时间看到白色絮 状沉淀,对灰绿色沉淀形成的“氧化理 论”(认为氢氧化亚铁被氧化所致)之 说提出质疑。
实验注意事项 1.小组合作,1-2人操作,有观察者和记录者。 2.规范实验操作,节约药品,每次取2-3ml溶液。
实验探究
方法一:有机物覆盖法
创新意识
改进:利用医用注射器——吸 取溶液排除空气
实验探究
方法二:气体保护法 用H2将装置内的空气排尽后,再将亚铁盐
与NaOH溶液混合,这样可长时间观察到白色 沉淀。
总结分析
制备关键: 无Fe3+的环境,无O2环境 解决方法: 1. 排除溶液中的Fe3+ 2. 驱逐溶液中的溶解氧 3. 隔绝空气
实验探究
根据提供的实验仪器和药品设计方案并实施实验 仪器:试管、胶头滴管、注射器、烧杯、具支 试管、单孔塞、导管、止水夹 药品:NaOH溶液、FeSO4溶液、植物油、Fe 粉、稀硫酸
五大连池药泉水
苹果汁
宏观辨识
铁的氢氧化物
颜色 状态
溶解 性
Fe(OH)2 白色固体
不溶与水
制备
Fe2++ 2OH- = Fe(OH)2↓
Fe(OH)3 红褐色固体
不溶与水
Fe3++3OH- = Fe(OH)3 ↓
实验探究
现象:
白色沉淀迅速变灰绿 色最后呈红褐色
分析原因: Fe(OH)2不稳定,强还原性,在空气中易被氧化。
氢氧化亚铁制备实验的再探究
氢氧化亚铁 制备实验 的再 探 究
杨 晓 东
( 张家港市教育局教研 室张 家港 市塘 桥 高级 中学 ,江 苏张家港 2 1 5 6 1 0 )
摘要 : 氢 氧化亚铁制备 过程中产生的绿色物质是水合氢氧化亚铁或是绿锈, 争议 颇多。 在参 阅相关文献基础上 , 将氢氧化 亚铁 的制备设计在密封性能好 的注射器 中进行, 探究绿 色物质的成分 以及能较长时间保存氢氧化亚铁 的制备方法。 关键 词 : 氢氧化亚铁 ; 绿锈 ; 水合物 ; 实验探究
射器制作 了如 图 1 所示 的密封反应装 置来制备氢
氧化亚铁 。
硅胶 塞 ( 封 口)
方法 1 得到的沉淀 a 方法 2得到的沉淀 b 初始颜色 灰 白色( 存 在 时间比方 灰 白色( 存 在时间很短) 法 2的 长) 放置 2 0秒 后 表 面 有 少 许 灰 绿 色 固 的颜色变化 体 颜 色加深至灰绿色 放 置 一 天 后 表 面 呈 灰 绿 色,内部 的颜色变化 仍为灰 白色 内外基 本为灰绿色
2 两种沉淀成分的探究 两种方 法得 到的沉淀放 置后的颜色变化如下
表:
表 1 两 种 方 法所 得 沉 淀颜 色变 化
使 之长久保存? 笔者利用注射器 的密封性 能好 的 氧化钠 溶液 l mL , 得沉淀 a 。
1 氢氧化亚铁 的制备
为防止空气中的氧气的干扰 , 同时能较长 时间 地保存 沉淀并观察 沉淀 的变化 , 笔 者利用两支注
颇多, 如上海虹 口区鲁迅 中学张旭曼老师和重庆 巴 ( 2 ) 防F e 被氧化 的处 理。 配制硫酸 亚铁溶
有时灰绿 色, 有时墨绿色 。 专家对绿色物质的争议 液 加 入 v c ( 1 0 0 m L溶 液 中加 入半片 、 , c ) 防止 被 氧化 , 加人稀硫 酸抑 制 F e 水 解 。 实 验 前 用
探究制备氢氧化亚铁的实验方法
表 1 探 究 溶 解 氧 对 沉 淀颜 色 的 影 响
实验编号
实验操作
现 象
取 FS e O4溶 液 2 mL 于 试 管 中 , 入 lmL油 脂 , 长 滴 管 生 成 墨 绿 色 沉 淀 , 加 用 观 吸 2 mL 饱 和 氧 水 配 制 的 察 不 到 白 色 沉 淀 , 2 Na OH 溶 液 伸 到 液 面 下 滴 加 。 小 时 后 也 没 有 明 显 红 重 复 3次
。
褐色出现。
沉淀 出现 红褐 色 至少要 1 O多小 时 。究 其原 因 , 多数
教师认 为 是空 气 中的 氧 、 液 中 的溶 解 氧在 作怪 , 溶 为 此不 少教 师设 计 了改 进方 法 。如 : 吸有 Na 将 OH 溶
取 F S 4溶 液 2 mL 于 试 管 eO 中, 加人 1mL油脂 , 用长滴 管 生成 灰 白色 沉 淀 , 后 2 吸 2mL低 氧 水 配 制 的 Na OH 稍 加 深 , 比 实 验 1 但 溶 液 伸 到 液 面 下 滴 加 。重 复 3 浅 。2小 时 后 也 没 有 次 明显红褐色出现。
2 2 2种溶 液的 滴加顺 序 .
气 2  ̄3 钟 , 将 蒸 馏 水 持续 搅 拌 l 时 , 得 0 0分 或 小 即 饱 和氧水 , 用溶解 氧 传感 器测 量 , 含氧 量 为 2 / 0mg L
左右 。
氢氧 化 亚铁 沉淀 的最 佳方 法 。 关 键 词 氢氧 化 亚铁 溶 解氧 溶液 浓度 硫 酸亚 铁 沉 淀颜 色
l 问题 的提 出
在 利用 Na OH 溶液 和 F S 溶 液 制备 氢 氧 化 eO
亚 铁 的实验 中 , 一般 难 以观 察 到 白色 的氢 氧化 亚 铁 沉 淀 , 往 观察 到灰 白 、 往 灰绿 色 沉 淀 , 而后 颜 色 逐 渐 加深 , 变成 墨绿色 , 接触 空气 的试 管壁 上 出现 红褐 在 色沉 淀 ( 2分钟 ) 而 溶 液 中的沉 淀 长 时 间处 于 深 约 , 绿 色状态 ( 振荡 时 , 不 可保 持 2小 时 以上 ) 溶液 中的 ,
电解法制氢氧化亚铁制备的实验探究
电解法制氢氧化亚铁制备的实验探究方案一:由于Fe(OH)2极易被氧化,实验室很难用亚铁盐溶液与烧碱溶液反应制得纯净的白色Fe (OH)2沉淀。
为制得纯净的Fe(OH)2沉淀,可采用电解实验。
1.电极材料:石墨碳棒和铁片,(注:铁片表面氧化膜要去掉)将铁片与直流电源的正极连接,石墨棒与直流电源的负极连接。
2.电解液:可选择Na2SO4溶液或NaOH溶液。
3.方法:①在进行电解前反应对电解液进行简单处理:加热一段时间驱赶溶液中氧气。
然后再向电解液中加入苯,隔绝空气,防止Fe(OH)2被氧化。
②进行电解实验,当电解一段时间可看到有白色Fe(OH)2沉淀产生。
装置如附图所示。
如果要进一步观察,可反接电源电解,除了电极上看到气泡外,混合物中另一明显现象就是白色沉淀转化为灰绿色沉淀,最终转化为红褐色沉淀。
电解法制氢氧化亚铁方案二:在高中化学题目经常涉及Fe(OH)2,但实验往往得不到理想的白色絮状沉淀,对此实验曾有很多改进措施,但其操作方法繁琐或者实验条件过于苛刻而难以推广。
在教学中,我们通过多次探索,采用电解法制备Fe(OH)2,方法简便,现象明显。
一、实验用品:Na2SO4溶液、稀盐酸、蒸馏水、铁电极(两支)导线、低压电源、试管(25mm×100mm)、铁架台、三孔橡皮塞。
二、实验装置(如图)三、实验原理:用铁作电极,Na2SO4溶液作电解液,电极反应式为:阴极:2H2O + 2e === H2↑ + 2OH -阳极:Fe -2e === Fe2+阴极附近产生的OH-与阳极溶解产生的Fe2+结合生成Fe(OH)2。
Fe2+ + 2OH-=== Fe(OH)2由于阴极产生的H2是还原性气体并且阻止了空气中的氧气进入溶液,所以,可以较长时间地保留Fe(OH)2白色絮状沉淀。
四、实验步骤:1.取Na2SO4溶液30mL,加热煮沸去除溶液中的溶解氧。
2.将两铁电极浸入稀盐酸中,除去电极表面的氧化层,然后用蒸馏水冲洗干净。
氢氧化亚铁制备评价与反思
氢氧化亚铁制备评价与反思摘要:一、氢氧化亚铁的制备方法及评价二、氢氧化亚铁的反思与优化三、总结与展望正文:氢氧化亚铁作为一种重要的化学物质,在科研、工业等领域具有广泛的应用。
本文将对氢氧化亚铁的制备方法、评价进行探讨,并对制备过程中存在的问题进行反思与优化。
最后,对氢氧化亚铁的发展前景进行展望。
一、氢氧化亚铁的制备方法及评价1.制备方法氢氧化亚铁的制备方法有多种,其中较为常见的方法有以下几种:(1)硫酸亚铁与氢氧化钠反应法:将硫酸亚铁与氢氧化钠按一定比例混合,经过反应生成氢氧化亚铁。
(2)氧化亚铁与氢氧化钠反应法:将氧化亚铁与氢氧化钠混合,加热反应得到氢氧化亚铁。
(3)铁屑与氢氧化钠溶液反应法:将铁屑与氢氧化钠溶液混合,通过反应制得氢氧化亚铁。
2.评价氢氧化亚铁的制备方法评价主要从制备过程的简便性、成本、纯度等方面进行。
一般来说,硫酸亚铁与氢氧化钠反应法具有较高的纯度,但成本较高;氧化亚铁与氢氧化钠反应法成本较低,但纯度略逊于硫酸亚铁与氢氧化钠反应法;铁屑与氢氧化钠溶液反应法成本较低,但制备过程中可能引入其他杂质。
二、氢氧化亚铁的反思与优化1.制备过程中的问题在氢氧化亚铁的制备过程中,存在以下问题:(1)纯度较低:部分制备方法得到的氢氧化亚铁纯度不高,影响其在应用领域的性能。
(2)成本较高:部分制备方法所需的原料价格较高,导致制备成本上升。
(3)环境污染:部分制备方法产生的废弃物对环境造成污染。
2.优化措施针对上述问题,可以采取以下优化措施:(1)选用高效催化剂:提高氢氧化亚铁制备反应的速率,缩短反应时间,提高纯度。
(2)优化原料配比:合理调整硫酸亚铁、氧化亚铁等原料的配比,降低成本。
(3)采用循环经济理念:实现废弃物的资源化利用,减少环境污染。
三、总结与展望氢氧化亚铁作为一种重要的化学物质,在科研、工业等领域具有广泛的应用。
通过对氢氧化亚铁制备方法及评价的探讨,以及对制备过程中存在的问题进行反思与优化,有助于提高氢氧化亚铁的制备纯度和降低成本。
微题型29 氢氧化亚铁、高铁酸钾制备实验探究(解析版)
微题型29 氢氧化亚铁、高铁酸钾制备实验探究时间:30分钟1.Fe(OH)2的制备实验是实验研究的热点,某化学学习小组设计了下列方法制备氢氧化亚铁。
方法一:用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。
实验步骤如下:I.检查装置气密性后,关闭K2、K5,打开K1、K3、K4,使装置A中产生的气体进入装置B中,排尽B中空气。
II.待B中空气排尽后,关闭K3,打开K2,将A中溶液压入B中并观察现象。
III.关闭K1、K2,打开K5,使C中气体通入B中并观察现象。
回答下列问题:(1)仪器a的名称是___________,B中长玻璃管的作用___________。
(2)H2O2的电子式___________。
(3)装置A中金属离子的检验方法___________。
(4)步骤III装置B中的现象是___________,其发生反应的化学方程式为___________。
方法二:用铁和石墨作电极材料,通过电解法制备氢氧化亚铁,装置如图所示。
(1)铁与电源的___________(填“正”或“负”)极相连。
(2)阴极发生的电极反应方程式___________。
(3)在标准状况下,当阴极产生11.2L 气体时,理论上生成___________g Fe(OH)2。
【答案】方法一:(1)恒压分液漏斗平衡气压或辅助排除装置B中的空气(2)(3)取少量装置A烧瓶中的液体于洁净试管中,滴加几滴KSCN溶液,无血红色出现,再滴加H2O2溶液变为血红色,则证明存在Fe2+(4)白色沉淀逐渐变为灰绿色,最后变为红褐色;4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3方法二:(1)正极(2)2H2O+2e-=H2↑+2OH-(3)45【分析】本实验制备氢氧化亚铁,方法一:因为氢氧化亚铁容易被氧气氧化,因此先用装置A产生的H2排除装置B中的空气,然后关闭K3,打开K2,将A中FeSO4压入装置B中,发生Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓,观察现象;方法二:利用电解原理产生氢氧化亚铁,根据电解原理,铁单质应作阳极,阳极反应式为Fe-2e-=Fe2+,阴极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,总电极反应式为Fe+2H2O通电Fe(OH)2↓+H2↑,据此分析解答。
探究氢氧化亚铁的制备 教案 高一上学期人教版高中化学(2019)必修第一册
探究氢氧化亚铁的制备教案教学目标1、知道Fe(OH)2具有强还原性,易被氧气氧化成Fe(OH)32、理解制备Fe(OH)2的原理及关键因素。
教学重难点重点:1、掌握氢氧化亚铁的还原性。
2、改进制备氢氧化亚铁方案的要点及具体措施。
难点:改进制备氢氧化亚铁方案的要点及具体措施,设计创新实验装置教学过程活动一: 1.【学生分组实验1】Fe(OH)3制备(教材实验3-1)制备原理:FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaClFe3+ + 3OH-= Fe(OH)3↓操作:在试管中分别加入少量FeCl3溶液,然后滴入NaOH溶液。
现象:生成红褐色沉淀过渡:引导学生分析得出Fe(OH)2制备原理FeSO4+ 2NaOH = Fe(OH)2↓+ Na2SO42.【学生分组实验2】Fe(OH)2制备操作:在试管中分别加入少量FeSO4溶液,然后滴入NaOH溶液拍照投影:展示学生实验成果!归纳现象:结论:没能制得预期物质:Fe(OH)2活动二:思考1:是哪些因素导致最终生成Fe(OH)3?引导学生探究原因:a. 对比宏观实验现象的氢氧化铁、Fe(OH)2颜色。
b. 运用元素价态、氧化还原知识进行表征分析,得出:Fe(OH)2被氧气氧化了。
老师点评归纳:透过现象看本质(投影)思考2:如何制取纯净的Fe(OH)2?内因很难改变,外因可以控制!学生分组讨论!归纳:投影关键:无O2的环境措施:活动三: 1.引导学生围绕“防止氧气的干扰”进行讨论、改进装置。
先“内除”:加热除NaOH溶液中O2;后“外防”:油封综合学生结果,展示改进后装置:(投影)2.学生分组探究:验证改进后装置的效果。
投影展示学生实验结果3.老师点评、总结a.油封b.气体(H2、CO2)保护保护法c. 其它密闭装置归纳内容,找出核心问题如图所示装置可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时颜色的变化。
实验时必须使用铁屑和6 mol·L-1的硫酸,其他试剂任选。
高中化学氢氧化亚铁的制备实验
高中化学氢氧化亚铁的制备实验氢氧化亚铁的制备实验一在于减少溶液中氧气的含量,要隔绝溶液与空气的接触,尽可能减少中间过程,减少和溶液中溶解氧气的机会,达到充分减少溶液氧气含量的目的;二在于减少溶液中高铁离子Fe3+存在的机会,除去高铁离子Fe3+,又不引入新的杂质,一般选用还原铁粉来还原高铁离子Fe3+,一般在实验中采用新制的硫酸亚铁与NaOH溶液反应,来制取Fe(OH)2沉淀。
方法探究:1.隔绝空气的复分解反应法思路:配制FeSO4溶液所用的蒸馏水及NaOH溶液均临时煮沸再冷却使用;在盛FeSO4溶液的试管中加盖一层油脂或苯等等密度比水小的有机物,以防溶液与空气直接接触。
操作过程:⑴新制6mL左右的FeSO4溶液。
⑵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),轻轻振荡(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。
2.氢气氛中复分解反应法实验装置:试管I中装有Fe粉及稀硫酸;试管II中装有煮沸过的NaOH溶液。
思路:打开止水夹,利用铁粉与稀硫酸反应生成的氢气,将试管I和试管II中的空气排尽,这样可得到无氧气的一个封闭体系,关闭止水夹,这样产生的氢气,使试管I中压强增大,这样,可使试管I中产生的新制的硫酸亚铁进入试管II中,从而制得纯净的氢氧化亚铁沉淀。
操作过程:⑴将该装置固定在铁架台上,在试管II中加入煮沸过的NaOH 溶液,并使之没过试管II中的长玻璃导管口。
⑵在试管中I加入铁粉,再加入稀硫酸溶液,并使液面没过试管I中长玻璃导管口。
⑶打开止水夹,这样产生的氢气得以顺利进入试管II中,并可在试管II的导气口收集氢气,通过检验氢气的纯度来检验氢气是否收集满。
⑷如果氢气的验纯时,发出“噗”的响声,可关闭止水夹,这样不断产生的氢气使试管I中的压强增大,从而使试管I 的新制的硫酸亚铁进入试管II中,这样在试管II中长玻璃导管口可观察到白色氢氧化亚铁沉淀。
氢氧化亚铁制备实验的改进与探究
氢氧化亚铁制备实验的改进与探究摘要:中学化学教学中,氢氧化亚铁沉淀制备实验的演示过程对学生理解不同价态铁的化合物相关知识点是非常重要的。
为了制备白色的Fe(OH)2沉淀并能持久观察,让学生能够一睹氢氧化亚铁“真容”,并探究白色絮状沉淀迅速转化为灰绿色的原因,对Fe(OH)2的制备实验进行了改进和探究。
通过实验的改进与探究培养学生“宏观辨识与微观探析”、“变化观念与平衡思想”、“科学探究与创新意识”的化学核心素养。
关键词:氢氧化亚铁制备实验灰绿色改进方案一、教材实验分析现行高中化学教材人教版中,是“在2支试管里分别加入少量FeCl2和FeSO4溶液,然后滴入NaOH溶液”来制备Fe(OH)2。
对于实验现象的描述是“生成的白色絮状沉淀迅速变为灰绿色,最后变成红褐色”。
鲁教版中描述是“硫酸亚铁与NaOH溶液反应生成的氢氧化亚铁沉淀,在空气中迅速变成灰绿色,最后变成红褐色”。
两种教材都没有实验装置图,都只有生成的Fe(OH)2、Fe(OH)3的图。
在实际的实验操作中几乎观察不到白色沉淀,而是很快就出现了灰绿色。
因此,制备白色的Fe(OH)2沉淀成为了高中化学教学中的疑难实验之一。
对于这个问题,许多资料给出了解决方案,比较常见的是吴名胜[1]与严宣申[2]采取加热等方法去除溶液中溶解氧、使用长胶头滴管伸入一种溶液液面以下再挤出另一种溶液、在溶液表面滴加一层煤油或植物油进行液封的方法等(如图1)。
这种做法,能够短时间观察到白色沉淀,但是存在不足:(1)由于植物油的液封作用,不能明显观察到红褐色沉淀;(2)长滴管伸入溶液中,有悖于中学化学实验基本操作,学生不易接受。
图1二、改进实验1.实验原理用硫酸亚铁溶液与氢氧化钠溶液进行反应制备Fe(OH)2。
化学方程式为:FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+NaSO42.实验方案2.1实验仪器及药品仪器:U型管(1支)、医用注射器(2支)、橡胶塞(2个)、酒精灯药品:9.0mol/L NaOH溶液、1.0mol/L FeSO4溶液、0.1mol/L FeSO4溶液2.2实验装置如图2所示连接实验仪器图2实验装置图2.3实验准备2.3.1新制硫酸亚铁溶液称取27.8g FeSO4•7H2O晶体,用煮沸冷却过的蒸馏水配制至100mL,配制浓度为1.0mol/L的硫酸亚铁溶液,加入两三滴2mol/L的稀硫酸和少量还原性铁粉,密封后待用。
氢氧化亚铁的制备
3. 称取固体氯化铵置于洁净的烧杯 4. 中,再加入浓氨水,搅拌,溶解后, 5. 移至50mL的容量瓶中,加入经煮沸过的、 6. 冷却的蒸馏水稀释到刻度备用。
3. 待反应完全后,停止加热,静置冷却,在 试管Ⅰ中获得浅绿色的硫酸亚铁溶液。 此时整个实验系统处于还原性气氛中。
4. 打开a处止水夹,用洗耳球从b处鼓气,使 试管Ⅱ中的氢氧化钠溶液被轻轻压入试管 Ⅰ中,即可在试管Ⅰ中看到白色絮状沉淀 生成。白色可在相当长的时间内不改变。
5. 从a处用洗耳球向试管Ⅰ中鼓入空气,振 荡,可看到白色絮状沉淀变成灰
将盛有白色絮状沉淀的针 胶帽去掉,抽入少量空气, 不断振荡,可看到白色沉 淀逐渐变成灰绿色,经多 次抽气、排气、振荡后, 沉淀变为红褐色。
图7-30II
改进Ⅲ
1. 如图7-31所示, 在试管Ⅰ中加入
酸亚铁溶液、2g 还原铁粉、5mL 3mol/L硫酸溶液; 在试管Ⅱ中加入 20mL 20%的氢氧 化钠溶液,将Ⅰ、 Ⅱ连结起来。
注意:做该 实验时,在 滴入硫酸亚 铁溶液之前, 滴液漏斗颈 中应充满不 含空气的硫 酸亚铁溶液。
图7-35 制取Fe(OH)2的实验装置
谢谢!
氢氧化亚铁的制备
【实验原理】
+2价铁离子与碱反应,生成白色絮状的氢氧化 亚铁沉淀,氢氧化亚铁在空气中不稳定,又迅 速变成灰绿色,最后变成红褐色的氢氧化铁沉 淀。反应的离子方程式及化学方程式为:
Fe2++2OH- = Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3
探究制备氢氧化亚铁的实验方法
探究制备氢氧化亚铁的实验方法摘要着重探讨影响生成氢氧化亚铁沉淀的颜色的因素,探讨了溶解氧、溶液的滴加顺序、溶液滴加速率、溶液的浓度、生成沉淀的紧密程度、温度等因素对沉淀颜色的影响,在此基础上寻求制备氢氧化亚铁沉淀的最佳方法。
关键词氢氧化亚铁溶解氧溶液浓度硫酸亚铁沉淀颜色1 问题的提出在利用NaOH溶液和FeSO4溶液制备氢氧化亚铁的实验中,一般难以观察到白色的氢氧化亚铁沉淀,往往观察到灰白、灰绿色沉淀,而后颜色逐渐加深,变成墨绿色,在接触空气的试管壁上出现红褐色沉淀(约2分钟),而溶液中的沉淀长时间处于深绿色状态(不振荡时,可保持2小时以上),溶液中的沉淀出现红褐色至少要10多小时。
究其原因,多数教师认为是空气中的氧、溶液中的溶解氧在作怪,为此不少教师设计了改进方法。
如:将吸有NaOH溶液的滴管伸到硫酸亚铁溶液的液面下再挤出溶液;在亚铁溶液表面加一层油脂,以隔绝空气;将配制溶液的蒸馏水煮沸。
这些改进方法使沉淀的颜色稍微白一些,但保存时间很短(大约2~3秒钟)。
为什么利用复分解反应很难得到纯白色的氢氧化亚铁沉淀?制得的氢氧化亚铁的颜色深浅与哪些因素有关?如何才能制得白色的氢氧化亚铁沉淀?笔者对上述问题作了深入的研究,现将有关思考与各位交流,希望得到更好的结果。
2 探究影响氢氧化亚铁沉淀的颜色的因素2.1 NaOH溶液和FeSO4溶液中的溶解氧自然放置的蒸馏水:用溶解氧传感器测量,含氧量为5 mg/L左右。
制饱和氧水:用空气充气泵向蒸馏水中通入空气20~30分钟,或将蒸馏水持续搅拌1小时,即得饱和氧水,用溶解氧传感器测量,含氧量为20 mg/L左右。
制低氧水:将蒸馏水持续煮沸30分钟,即得低氧水,用溶解氧传感器测量,含氧量为2 mg/L左右。
分别用饱和氧水和低氧水配制2份1 mol/L的NaOH溶液,用低氧水配制1份0.5 mol/L FeSO4溶液(应加入过量还原铁粉),用KSCN溶液检验,无血红色,证明无Fe3+存在。
氢氧化亚铁制备实验的再探究
氢氧化亚铁制备实验的再探究作者:杨晓东来源:《化学教学》2015年第02期摘要:氢氧化亚铁制备过程中产生的绿色物质是水合氢氧化亚铁或是绿锈,争议颇多。
在参阅相关文献基础上,将氢氧化亚铁的制备设计在密封性能好的注射器中进行,探究绿色物质的成分以及能较长时间保存氢氧化亚铁的制备方法。
关键词:氢氧化亚铁;绿锈;水合物;实验探究文章编号:1005–6629(2015)2–0056–03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B氢氧化亚铁制备实验是高中化学中的重要演示实验之一。
为制得白色的氢氧化亚铁,专家作了大量研究,取得很大进展。
由于实验条件难以控制,制备氢氧化亚铁时产生的沉淀有时呈现白色,有时灰绿色,有时墨绿色。
专家对绿色物质的争议颇多,如上海虹口区鲁迅中学张旭旻老师和重庆巴蜀中学的朱华英老师认为绿色物质是水合氢氧化亚铁[1];河北秦皇岛市第一中学的李俊生老师[2]、张英锋老师[3],邢台学院化学系孟哲[4]等老师则认为是绿锈。
绿色物质究竟为何种物质?它是如何形成的?有没有更好的方法制得氢氧化亚铁,并使之长久保存?笔者利用注射器的密封性能好的优点改进氢氧化亚铁的制备,并探究“绿色物质”的成分,寻求能较长时间保存氢氧化亚铁的制备方法。
1 氢氧化亚铁的制备为防止空气中的氧气的干扰,同时能较长时间地保存沉淀并观察沉淀的变化,笔者利用两支注射器制作了如图1所示的密封反应装置来制备氢氧化亚铁。
注射器A吸入反应液后用硅胶塞封口,再用注射器B将另一反应液缓慢推入到注射器A 中,使两溶液混合反应。
为保证实验的顺利进行,笔者对反应液进行了如下处理:(1)溶液除氧处理。
配制氢氧化钠溶液和硫酸亚铁溶液所用蒸馏水先煮沸再冷却以除去水中的溶解氧。
氢氧化钠溶液在反应前再进行一次除氧处理。
(2)防Fe2+被氧化的处理。
配制硫酸亚铁溶液加入Vc(100mL溶液中加入半片Vc)防止Fe2+被氧化,加入稀硫酸抑制Fe2+水解。
实验前用KSCN溶液检测无Fe3+方可实验。
氢氧化亚铁的制备解读
实验改进的优点:
1、本实验的关键是如何配制不含三价Fe3+ 的亚铁溶液。 因此,我直接利用硫酸亚铁氨晶体进行配制,并利用稀 硫酸和铁粉反应生成的氢气赶走溶解的氧气,成功解决 了亚铁离子被氧化的问题。 2、如何配制和保存不含氧气的氢氧化钠溶液,也是实验 成功的关键因素。一般的实验是利用给溶液加热煮沸的方 法除去氧气,在这里我使用了氢氧化钠固体进行实验,简 化了实验操作,缩短了实验时间。 3、实验仪器简单易得,操作简便快捷,现象清晰明显, 成功率高,特别适合于学生实验。氢氧化亚铁的制备源自桐庐富春中学邵春明
实验的步骤:
1. 取约2.0g硫酸亚铁氨晶体,用适量蒸馏水溶解, 加少量稀硫酸和稍过量的还原性铁粉。静置使其充 分反应。 2.取一只干燥洁净的小试管,向试管中添加适量的 氢氧化钠固体。 3. 加少量由步骤1得到的不含三价铁离子的硫酸亚铁 氨溶液,然后用适量石蜡油液封 ,稍加热使之溶解。
二、现象解释: 1、浓度较稀的硫酸亚铁氨溶液和石蜡油 分为上下两层。
2、固体氢氧化钠沉在试管底部,为了加速氢氧化钠固体 的溶解和氢氧化亚铁的生成,可以给试管底部稍微加热。 可以观察到试管底部的氢氧化钠固体迅速减少,同时下 层清夜中有大量的白色氢氧化亚铁生成,能保持较长时 间不变色。 3、若将试管上层的石蜡油倾倒出去,试管中的白色 物质迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。
氢氧化亚铁的制备
氢氧化亚铁的制备:因Fe(OH)2在空气中易被氧化,4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,故Fe(OH)2在水中不能稳定存在,在实验室制取Fe(OH)2时,一定要用新制的亚铁盐和先加热驱赶掉O2的NaOH 溶液,且滴管末端要插入试管内的液面以下,再滴加NaOH溶液,也可以在反应液面上滴加植物油或苯等物质进行液封,以减少Fe(OH)2与O2的接触。
关于Fe(OH)2制备的方法很多,核心问题有两点,一是溶液中溶解的氧必须除去,二是反应过程必须与O2隔绝。
1、操作方法:在试管里注入少量新制备的硫酸亚铁溶液,再向其中滴入几滴煤油,用胶头滴管吸取氢氧化钠溶液,将滴管尖端插入试管里溶液液面下,逐滴滴入氢氧化钠溶液,观察现象。
另外,为使氢氧化亚铁的制备成功,先将硫酸亚铁溶液加热,除去溶解的氧气。
实验现象:滴入溶液到硫酸亚铁溶液中有白色絮状沉淀生成。
白色沉淀放置一段时间,振荡后迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
注:白色沉淀:Fe(OH)2;灰绿色沉淀:Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物;红褐色沉淀:Fe(OH)3方法的改进:可在液面上滴加苯或者油进行液封,可有效防止氧的溶解。
【典例】Ⅰ.用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。
(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液,这样操作的理由是___________________________________________________________Ⅱ.在如图所示的装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
(1)在试管Ⅰ中加入的试剂是________。
(2)在试管Ⅱ中加入的试剂是________。
2022年高考化学总复习:氢氧化亚铁制备实验探究
2022年高考化学总复习:氢氧化亚铁制备实验探究1.制备原理(1)制备原理:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓。
(2)成功关键:溶液中不含O2等氧化性物质;制备过程中,保证生成的Fe(OH)2在密闭的、隔绝空气的体系中。
2.常用方法(1)有机层隔离法①反应在试管底部进行(这是唯一一种把胶头滴管插入反应溶液的实验)。
②加隔氧剂,如加入汽油、苯等比水轻的有机溶剂[如图,由于苯的液封作用,可防止生成的Fe(OH)2被氧化,因而可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀]。
(2)还原性气体保护法该方法是先在装置Ⅰ中生成FeSO4溶液,并利用生成的H2排尽整个装置中的空气,待检验H2的纯度后,再关闭止水夹K,利用生成的H2把FeSO4溶液压入装置Ⅱ中与NaOH溶液进行反应。
1.用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀:用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。
(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液。
这样操作的理由是______________________________________。
答案(1)稀硫酸、铁屑(2)加热煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2与氧气接触而被氧化解析(1)稀硫酸抑制Fe2+水解,铁屑防止Fe2+被氧化。
(3)Fe(OH)2很容易被氧化,实验过程中要确保在无氧条件下生成。
2.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序号)。
答案①②③⑤解析因为Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,即4Fe(OH)2+O2+2H2O ===4Fe(OH)3,因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀,就要排除装置中的氧气或空气。
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亚 铁 与 氢 氧化 钠溶 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
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 。 [ 法 三】隔 绝空 气 电解 法 方
实 验过程 :
()在一 个 电解 池 ( 小 烧杯 ) 1 或 中倒 入一 定 量 的
以隔绝空气 。
实 验特 点 :试 管A中反 应 生成 的H 充满 了试 管
A和试 管B, 外 界 空气 不 容 易 进 人 , 且 生成 的F (H eO )
沉 淀能较 长 时间保 持 白色 。 方案 二 : 实验 过程 : ()取 一 支洁净 的试管 ,加 入 约2g 1 硫酸亚 铁铵
极 ( 图4 示 ) 如 所 ;
() 酸亚 铁 铵 中 的F 稳 定 ,有 利 于F ( H 1硫 e‘ 很 eO ) 的制 备 。 f 2 1苯 层 的液 封抑 制 了氢 氧 化 亚铁 向氢 氧 化铁 转化 , 在H 的氛 围 中生成 的F ( H)空 气 隔绝 ,白 使 。 eO :
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
()在 上 述 试 管 中 用 特 制 3 的长 滴管 迅 速 直 接将 已经 煮沸 处 理 的N O a H溶 液 伸 人F S e O 溶 液 下层滴加 ( 直 接加 N O 苯 或 aH 固体 2 3 ) ~ 粒 ,振 荡 ( 意不 要 注
1 4
化 学教 学
21 0 0年 , 5期 第
氢氧化亚铁制备实验 的探究
唐 悦
( 宁 市遂 宁 中学 东校 区, 遂 四川 遂 宁
69 0 ) 2 00
文 章编 号 :10 -6 2 ( 1)5 0 1 -0 0 5 6 92 00 - 0 4 2 0
中 图分 类号 :G 3 . 6 38
色难 溶物 的产 生 。
实验 特点 :
经 煮沸 除去溶 解 氧 的新 ¥ N O J I a H溶液 ; 再缓 缓在 滴加
1 L 物油 ( 封 ) 0m 植 液 : ()在 电解 池 中捅 入两 个 电极 :小铁 棒 和石 黑 2 棒 ,其 中小铁 棒 接 电源 的正 极 ,石 墨棒接 电 源的负
见 图 1 )
()打开 止水 夹a 2 ,塞紧 塞子 后 ,检 验试 管B出
口处排 出H 的纯 度 。
思路 :配制F S a H溶 液所 用 的蒸馏 水要 e O 和N O 临 时 煮沸 再冷 却后 使 用 ,在 盛 F S 液 的试 管 中 eO溶
加 盖一层油脂 或苯 等密 度 比水 小 的有机 物 ,以防溶
充 分减少溶 液 中氧气含 量 的 目的 。
实验 探究 :
图 2 实 验 装 置
实验 过程 :
()在 试 管A中加 入 F 屑 和适 量 的稀 Hs 1 e 2O ,在
试 管B 中加人 过量 的N O a H溶 液 。( : 注 两种溶液 均为
煮沸除 去溶解 氧 的 ) 。
【 方法一] 隔绝空气 的 复分解 反应 法 。( 验装 置 实
()当排 出H 纯净 时 ,再 夹紧止水 夹a 3 ,产 生 的 H 的压 力 将 F 的溶 液 由A压 人 B中 的N O e a H溶 液 。
产 生 白色 沉淀 。
液 与空气直 接接触 。
实验过 程 : ()新 配6 m 左 右 的含 少量 铁 屑 的 F S 液 1 L eO溶 ( 注意 :F S e O 溶液不 能直 接加 热 ) 。 ()取F S 液 2mL 2 eO溶 ,立 即 加 入 苯 约 1m L,
氧 化亚铁很 快就 被氧化 成氢 氧化 铁 .甚 至 观察不 到
破 坏油膜 ) ,可 观 察 到 F ( H eO )
的 白色沉 淀 生成 。
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
实 验特 点 :操 作 简便 ,现象 明显 , F ( H eO ) 可
保 存较 长时 间。
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
[ 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
氯 氧 化 钠 溶 液
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
21 0 0年 , 5期 第
实 验 与 创 新 思 维
晶体【N F (O )・H O , 加 入5mL ( H ) eS 6 ] 再 除去溶 解
氧的蒸馏 水, 成 的溶液 。 制 ()向试管 中慢慢 滴 加2m 苯 ( 2 L 液封 ) 。 f)切取 黄 豆粒 大 小 的钠 粒 ,吸 净 煤 油后 沿 管 3 壁 滑人试 管 内。 ()待钠 粒 消失 后 ,用 胶 塞 塞 紧 管 口 ,观 察 白 4