氢氧化亚铁制备方法的探究
氢氧化亚铁制备实验的探究
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
氢氧化亚铁的制备及氧化实验的改进
氢氧化亚铁的制备及氧化实验的改进
氢氧化亚铁的制备：可以用硫酸亚铁溶液和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀和硫酸钠，过滤便得氢氧化亚铁。
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。
因为溶液中溶解有氧气且反应体系与外界存在着物质交换与能量交换，不断有空气中的氧气溶解到溶液中，新生成的氢氧化亚铁很快就被氧化成氢氧化铁。
所以在实验过程中很难观测至存有白色的氢氧化亚铁结晶分解成，就可以看见氢氧化亚铁转变为氢氧化铁的中间产物：一些灰绿色的絮状结晶，然后转变为红色的氢氧化铁结晶。
灰绿色实际上为氢氧化亚铁吸附了溶液中的亚铁离子所致。
氢氧化亚铁熔化时水解，不溶碱溶液，容易溶水，溶氯化铵。
在稀酸中快速熔化分解成亚铁盐，在碱性溶液中就是强还原剂。
氢氧化亚铁细粉喷气于空气中，则立即冷却收到火花。
制备氢氧化亚铁的方法
制备氢氧化亚铁的方法氢氧化亚铁是一种重要的化工原料，广泛应用于陶瓷、橡胶、制药等行业。
本文将详细介绍制备氢氧化亚铁的几种常见方法，供读者参考。
一、化学沉淀法化学沉淀法是制备氢氧化亚铁最常用的方法之一。
该方法的原理是利用亚铁盐与氢氧化物反应生成氢氧化亚铁沉淀。
具体步骤如下：1.准备亚铁盐溶液：将适量的亚铁盐（如硫酸亚铁、氯化亚铁等）溶解在水中，搅拌均匀。
2.沉淀反应：向亚铁盐溶液中加入适量的氢氧化钠或氢氧化钾溶液，同时保持反应温度在30-40℃之间。
此时，亚铁离子与氢氧化物离子反应生成氢氧化亚铁沉淀。
3.过滤、洗涤：将生成的氢氧化亚铁沉淀通过过滤、洗涤，去除杂质，得到纯净的氢氧化亚铁。
4.干燥：将洗涤后的氢氧化亚铁沉淀在低温下干燥，得到氢氧化亚铁粉末。
二、电解法电解法也是一种常见的制备氢氧化亚铁的方法。
该方法通过电解亚铁盐溶液，使亚铁离子在阴极上还原生成氢氧化亚铁。
具体步骤如下：1.配制亚铁盐溶液：选择适当的亚铁盐（如硫酸亚铁、氯化亚铁等），将其溶解在水中，形成一定浓度的溶液。
2.电解：将亚铁盐溶液放入电解槽中，在阴极和阳极之间施加直流电压。
亚铁离子在阴极上还原生成氢氧化亚铁，同时阳极产生氧气。
3.收集产物：将电解过程中生成的氢氧化亚铁沉淀通过过滤、洗涤、干燥等步骤，得到纯净的氢氧化亚铁。
三、生物法生物法是利用微生物将亚铁离子氧化为氢氧化亚铁的方法。
该方法的优点是环保、能耗低，但反应速率较慢。
具体步骤如下：1.选择适宜的微生物：筛选具有氧化亚铁离子能力的微生物，如铁细菌、硫细菌等。
2.培养微生物：将选定的微生物在富含亚铁离子的培养基中进行培养，使其大量繁殖。
3.氧化反应：将培养好的微生物加入亚铁盐溶液中，微生物将亚铁离子氧化为氢氧化亚铁。
4.收集产物：通过过滤、洗涤、干燥等步骤，得到纯净的氢氧化亚铁。
总结：制备氢氧化亚铁的方法有化学沉淀法、电解法和生物法等。
各种方法各有优缺点，可根据实际需求选择合适的方法进行制备。
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。
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
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。
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。
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。
氢氧化亚铁的制备
氢氧化亚铁的制备实验演示实验内容氢氧化亚铁的制备实验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。
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。
实验结论溶液中加入溶液，二者发生反应，生成白色絮状沉淀，反应方程式为：FeSO4+2NaOH=Fe（OH）2↓+Na2SO4在空气中被氧气氧化成红褐色。
方程式为：4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3实验考点1、强碱制备弱碱规律的应用；2、氢氧化亚铁的制备及其还原性经典考题1、下列实验中，仪器的下端必须插入液面以下的是（）①制备氢气的简易装置中加入稀硫酸的长颈漏斗②制备氯气装置中的分液漏斗③用新制的硫酸亚铁溶液和氢氧化钠溶液制备氢氧化亚铁操作中的胶头滴管④用乙醇制取乙烯时的温度计⑤蒸馏石油时的温度计A、①③B、②④⑤C、①③④D、全部试题难度：易2、有一黑色固体A，在氧气中焙烧，得红棕色固体B和气体C.将A 加入HCl中，得到D气体和E溶液.在E溶液中加足量NaOH溶液，得到白色沉淀，将该白色沉淀取出置于空气中，然后在空气中加热，可得到B，回答下列问题：（1）写出A、C、D的化学式：A __________ ，C __________ ，D ____________.（2）白色沉淀在空气中变化的现象是：_________________________，其化学方程式为______________________ .试题难度：中3、用下面两种方法可以制得白色的Fe（OH）2沉淀。
方法一：用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2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___________ 。
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。
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。
制备氢氧化亚铁实验方案再探究
该 实验现象 ，设计实验方案进行 了探究及 改进。结果表 明：用硫 酸亚铁溶液和氢氧化钠溶液反应制取氢氧化亚铁 ，新生成 的氢
氧化 亚铁沉淀具有 吸附性 ，可以吸附溶液 中亚铁离子而显示灰绿色。采用在氢氧化钠溶 液中加入硫酸 亚铁 （使溶液 中没有过量
Ｆｅ ）和水浴加热 （促使过量 水解 ）的方法，使得到的氢氧化亚铁是 白色絮状沉淀 。
的实验验证与探究
对 “灰绿色是氢 氧化亚铁 的水合物”的结论 ，
为了验证 “灰绿 色是 由氢 氧化 亚铁在 大量硫 ２０１２年 ，张旭曼 老 师在 “氢氧化 亚铁制备 实验 的
酸根离子存在 的情况下形成 的一种氧基碱式 复盐 ” 研 究”一文 中认 为氢氧化 亚铁低 温下会 增加 结晶
的结论 ，根据控制变 量法的原理 ，设 计了下列对 照 水 ，并 使 颜色变绿 ，经水浴加 热后会 由绿变 白，是
笔者对氢氧化亚铁沉淀水浴加热后由绿变白并有片状白色沉淀下沉的原因分析是硫酸亚铁是由强酸弱碱组成的盐由于盐的水解是吸热反应加热后会促进亚铁离子水解而使氢氧化亚铁沉淀表面吸附的亚铁离子转化为氢氧化亚铁沉淀而使沉淀颜色由绿变白同时由于沉淀量的增多而产生有片状白色沉淀下沉的现象
实验 研 究
制备氢 氧化 亚铁 实验 方案再 探 究
氢氧化亚铁的演示实验。
色沉淀的组成有多种说法。
中学 化学 教材上 的描述 ：在试管 中加人 ５ｍＬ
化学类学术期刊对浅绿色沉 淀组成 的描述 主
氢 氧化钠 溶液 ，然后把 吸有硫 酸亚铁 溶液 的长滴 要有以下三种观点 ：
管插入试 管中氢氧化钠溶液 的液面下＇再 慢慢挤出
（１）张英锋 老师发表在 《化学教育 》杂志上 的
实验 ：取 三支试 管分别滴人 ５ｍＬ氢氧化钠 溶液 ， 失结 晶水 之故 （该 文获全 国化学实验改 进方 案一
氢氧化亚铁的制备及实验条件探究
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氢氧化亚铁的制备
改进Ⅳ 1. 如图7-32所示，向试管Ⅰ中加入过量还原铁粉 和少量铜粉，然后加入适量稀硫酸；向试管Ⅱ 中加入适量氢氧化钠溶液，用止水夹夹住a处。
图7-32
2. 为了提高反应速率和排除溶液中的氧，给 试管Ⅰ、Ⅱ同时加热，煮沸。试管Ⅰ中生 成的氢气通过氢氧化钠溶液，从b处排出。
4. 在漏斗上放置一张折叠好的滤纸，用煮沸 过的蒸馏水润湿滤纸，并使之紧贴在漏斗 内壁，赶去滤纸和漏斗壁之间的气泡，再 注入较多的经煮沸的蒸馏水，使漏斗颈内 充满水形成水柱，这样既可加快过滤速度， 又可排除漏斗颈中的空气，防止Fe2+被氧 化。
5. 按图7-33安装好仪 器。使漏斗下端插 入盛有氨—氯化铵 缓冲溶液的大试管 的液面下，进行过 滤操作。可看到滤 液流入缓冲溶液中 后，立即有白色沉 淀生成，并在较长 时间内不被氧化， 白色不变。
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
4. 待白色沉淀保持一段时间后，再鼓入空气 或振荡试管，沉淀会逐渐变成灰绿色，最 后变成红褐色。
改进Ⅱ
1. 硫酸亚铁溶液制备
在100mL针筒内 放入适量无锈铁 丝，抽取50mL经 煮沸的1：6的硫 酸溶液，排尽空 气，用胶管和弹 簧夹封住管口 （如图7-30I所示）。
图7-30I
2. 氢氧化钠溶液的配制
改进Ⅷ
实验步骤如下：
1.取100mL蒸馏水煮沸5min，趁热将其中50 mL倒入盛有5g氢氧化钠的锥形瓶中，并 用液管小心地加入15mL煤油或苯。
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氢氧化亚铁制备方法的探究
教学重点：氢氧化亚铁制备方法的探究
教学难点：用电化学中的原电池原理制备氢氧化亚铁
教学过程：
《引入》
教材必修Ⅰ讲过氢氧化亚铁很不稳定、极易被空气中的氧气快速氧化由白色沉淀最终变成红褐色。
所以我们在制备氢氧化亚铁时最关键的的条件就是创造“无O2”的环境使其不被氧化。
下面我们一起来探究几种制备氢氧化亚铁的方法。
2、几种制备方法的探究
1）方案一：复分解法制备Fe(OH)2
例1：利用下图装置制备Fe(OH)2，分析下列问题：
①该装置中所用试剂有铁屑、稀H2SO4和NaOH溶液，试管Ⅰ所装试剂为铁屑、稀H2SO4
②应操作中先打开止水夹还是先关闭止水夹？先打开止水夹
③如何验证装置中的空气已经排净？通过检验Ⅱ中短导管中逸出的氢气纯度。
《设疑》能否利用电化学原理来制备Fe(OH)2？
2）方案二：原电池原理制备Fe(OH)2
例2：利用下图装置制备Fe(OH)2，分析下列问题：
加热煮沸冷却
①写出正负两极的电极反应式：（-）Fe-2e-﹦Fe2+（+）O2+H2O+4e-﹦4OH-
②简要评价该方法不足之处：
反应缓慢，且在两极间生成的Fe(OH)2会被空气中进入的中的O2，氧化不能长时间稳定存在。
③欲对上述装置进行改进，可以在U形管左侧氯化钠溶液液面上覆盖一层植物油，在右端通入O2，为防止氧气
从左侧跑到右侧氧化Fe2+，可在U形管中央安装阴离子交换膜(填装置名称）
④在改进装置中可在U形管左侧观察到稳定的Fe(OH)2（填“左侧”或“右侧”）。
装置如下图所示：
点评：该方法不足之处仍在于反应速率较慢，哪么如何解决这一问题呢？
3）方案三：利用电解池原理制备Fe(OH)2
例3：将加热煮沸的Na2SO4溶液置于U形管中，然后在铁一极的U形管中覆盖一层植物油。
装置如图所示：
①写出阴阳两极的电极反应式：
（阳极）Fe-2e-﹦Fe2+（阴极）2H2O+2e-﹦H2↑+2OH-
②U形管右侧液面上是否需要油封？不需要（填“需要”或“不需要”）理由：右侧电极反应会产生还原性气体H2,
可排除装置中的空气。
通电
③写出总反应的化学方程式：Fe＋2H2O Fe(OH)2↓＋H2↑。