论文部分内容阅读
一、实验用品
1.药品：硫酸亚铁晶体、蒸馏水、硫氰化钾溶液、还原铁粉、固体氢氧化钠。
2.仪器和材料：酒精喷灯、大试管、滴管、细长玻璃管（φ6mm～8mm）、泡沫塑料、研钵。
二、实验步骤及现象
1.制反应管：将细长玻璃管切断成20cm长的玻璃管，将一端在酒精喷灯上熔化封口。
2.制亚铁盐溶液：在大试管中制备硫酸亚铁溶液，加入还原铁粉、加热，用硫氰化钾溶液检验，溶液不显红色为止，表示溶液中已不含Fe3+，用橡皮塞塞好备用。
3.制过滤层：将泡沫塑料按玻璃管内径大小制成圆形或球形。
4.粉碎氢氧化钠：在研钵内将固体氢氧化钠研碎，便于装入反应管内。
5.装管：先将制备好的硫酸亚铁溶液滴入反应管内，约装3[]4管；再塞入过滤层到接近液面为止；最后装入固体氢氧化钠，留1cm～2cm空管。
6.封口：将装好反应物的反应管开口端在酒精喷灯上熔化封口。
7.反应及现象：先垂直拿着反应管，固体端朝下，至下端有白色、灰色物质生成时，反向静置，灰色物质变成绿色、红褐色；再反向上下振动，有白色絮状沉淀生成。反应完毕后，反应管分段显色，一端＼[盛硫硫酸亚铁（FeSO4）]有白色絮状沉淀，另一端＼[装氢氧化钠（NaOH）]有绿色、红褐色沉淀。用此法制备的氢氧化亚铁可以长期保存。
三、现象解释
在碱性条件下，氢氧化亚铁很容易被氧气氧化，只有使反应管中氧气的含量降至最低限度，才可能得到纯的氢氧化亚铁。上述过程中，将反应管垂直放着，固体端朝下，反应物接触发生反应，生成白色的氢氧化亚铁，即Fe2++2OH-Fe（OH）2↓。管内固体端的少量氧气将其氧化为氢氧化铁，即4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）3。生成物由白色转为灰色、绿色附在固体氢氧化钠上，反向静置，管内气体往上跑，其中的氧气继续氧化氢氧化亚铁，灰色物质变成绿色、红褐色。由于氧化反应使管内氧气的分压降低，导致液相内氧气的含量逐渐减少，直到管内氧气的含量极低时，再将反应管反向上下振动，余下的氢氧化钠与硫酸亚铁充分反应，生成的氢氧化亚铁不再与氧气反应，得到白色的絮状沉淀。
四、体会
要制得白色氢氧化亚铁沉淀，并使氢氧化亚铁沉淀能较长时间保持白色沉淀状态，关键在于减少影响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，才有可能得到白色的氢氧化亚铁沉淀。其次是隔绝空气与溶液的接触，以免刚生成的氢氧化亚铁又被新融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。根据这些因素，我设计了以下实验：
首先制备亚铁盐溶液时，使用沸腾后冷却的蒸馏水，加入还原铁粉，加热，制备完成后，用橡皮塞塞好备用；其次将制备好的硫酸亚铁溶液滴入反应管内，约装3[]4管，再塞入过滤层到接近液面为止；最后装入固体氢氧化钠，留1cm～2cm空管，将装好反应物的反应管开口端在酒精喷灯上熔化封口，使反应管有开放性系统变成密闭性系统，杜绝了溶液与外界空气的接触，使生成的氢氧化亚铁不再与氧气反应，得到白色的絮状沉淀。该实验方法操作较麻烦，但实验现象明显，便于观察。
作者单位：山东省莱芜第一中学
1.药品：硫酸亚铁晶体、蒸馏水、硫氰化钾溶液、还原铁粉、固体氢氧化钠。
2.仪器和材料：酒精喷灯、大试管、滴管、细长玻璃管（φ6mm～8mm）、泡沫塑料、研钵。
二、实验步骤及现象
1.制反应管：将细长玻璃管切断成20cm长的玻璃管，将一端在酒精喷灯上熔化封口。
2.制亚铁盐溶液：在大试管中制备硫酸亚铁溶液，加入还原铁粉、加热，用硫氰化钾溶液检验，溶液不显红色为止，表示溶液中已不含Fe3+，用橡皮塞塞好备用。
3.制过滤层：将泡沫塑料按玻璃管内径大小制成圆形或球形。
4.粉碎氢氧化钠：在研钵内将固体氢氧化钠研碎，便于装入反应管内。
5.装管：先将制备好的硫酸亚铁溶液滴入反应管内，约装3[]4管；再塞入过滤层到接近液面为止；最后装入固体氢氧化钠，留1cm～2cm空管。
6.封口：将装好反应物的反应管开口端在酒精喷灯上熔化封口。
7.反应及现象：先垂直拿着反应管，固体端朝下，至下端有白色、灰色物质生成时，反向静置，灰色物质变成绿色、红褐色；再反向上下振动，有白色絮状沉淀生成。反应完毕后，反应管分段显色，一端＼[盛硫硫酸亚铁（FeSO4）]有白色絮状沉淀，另一端＼[装氢氧化钠（NaOH）]有绿色、红褐色沉淀。用此法制备的氢氧化亚铁可以长期保存。
三、现象解释
在碱性条件下，氢氧化亚铁很容易被氧气氧化，只有使反应管中氧气的含量降至最低限度，才可能得到纯的氢氧化亚铁。上述过程中，将反应管垂直放着，固体端朝下，反应物接触发生反应，生成白色的氢氧化亚铁，即Fe2++2OH-Fe（OH）2↓。管内固体端的少量氧气将其氧化为氢氧化铁，即4Fe（OH）2+O2+2H2O4Fe（OH）3。生成物由白色转为灰色、绿色附在固体氢氧化钠上，反向静置，管内气体往上跑，其中的氧气继续氧化氢氧化亚铁，灰色物质变成绿色、红褐色。由于氧化反应使管内氧气的分压降低，导致液相内氧气的含量逐渐减少，直到管内氧气的含量极低时，再将反应管反向上下振动，余下的氢氧化钠与硫酸亚铁充分反应，生成的氢氧化亚铁不再与氧气反应，得到白色的絮状沉淀。
四、体会
要制得白色氢氧化亚铁沉淀，并使氢氧化亚铁沉淀能较长时间保持白色沉淀状态，关键在于减少影响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，才有可能得到白色的氢氧化亚铁沉淀。其次是隔绝空气与溶液的接触，以免刚生成的氢氧化亚铁又被新融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。根据这些因素，我设计了以下实验：
首先制备亚铁盐溶液时，使用沸腾后冷却的蒸馏水，加入还原铁粉，加热，制备完成后，用橡皮塞塞好备用；其次将制备好的硫酸亚铁溶液滴入反应管内，约装3[]4管，再塞入过滤层到接近液面为止；最后装入固体氢氧化钠，留1cm～2cm空管，将装好反应物的反应管开口端在酒精喷灯上熔化封口，使反应管有开放性系统变成密闭性系统，杜绝了溶液与外界空气的接触，使生成的氢氧化亚铁不再与氧气反应，得到白色的絮状沉淀。该实验方法操作较麻烦，但实验现象明显，便于观察。
作者单位：山东省莱芜第一中学