吳學(xué)敏

【摘要】氫氧化亞鐵制備是我國(guó)在進(jìn)行高中階段化學(xué)教學(xué)時(shí)諸多實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)類型，在進(jìn)行教學(xué)時(shí)教材中設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過程，沒有考慮到氫氧化亞鐵存在一定的還原性，這就導(dǎo)致很多學(xué)生表示在進(jìn)行實(shí)際操作時(shí)無法觀察到最終的結(jié)果出現(xiàn)了白色絮狀沉淀。如果盲目按照教材中的內(nèi)容開展實(shí)驗(yàn)，就無法觀察到氫氧化亞鐵的形成。所以在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，現(xiàn)代教務(wù)人員認(rèn)為需要對(duì)氫氧化亞鐵的制備實(shí)驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步的創(chuàng)新，這樣才能使氫氧化亞鐵的實(shí)驗(yàn)制備更為順利的進(jìn)行。

【關(guān)鍵詞】氫氧化亞鐵;試驗(yàn);高中化學(xué);制備方式;創(chuàng)新設(shè)計(jì)

按照我國(guó)現(xiàn)行的化學(xué)課本中進(jìn)行氫氧化亞鐵的制備時(shí)，很容易出現(xiàn)氧化，并且在實(shí)驗(yàn)過程中較難得到有效的白色絮狀沉淀，主要是由于氫氧化鈉溶液與硫酸亞鐵溶液之間含有少量的溶解氧，總體來說實(shí)驗(yàn)體系的建設(shè)缺乏足夠的封閉度，很多實(shí)驗(yàn)操作都需要暴露在空氣中進(jìn)行，這樣有可能導(dǎo)致最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果受到影響，而對(duì)氫氧化亞鐵制備實(shí)驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，能夠有助于使實(shí)驗(yàn)更為順利的開展。

1實(shí)驗(yàn)設(shè)備的轉(zhuǎn)變

實(shí)驗(yàn)設(shè)備如下圖。

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，其中的主要實(shí)驗(yàn)用品包含50毫升注射器一個(gè)、20毫升注射器一個(gè)以及一個(gè)18×18毫米的大試管，兩根長(zhǎng)短合適的透明橡膠管，以及兩根細(xì)玻璃管，一個(gè)彈簧夾，20%稀硫酸以及2mol/L的氫氧化鈉溶液，在煮沸后冷卻至室溫。

2實(shí)驗(yàn)操作

首先將煮沸后已經(jīng)冷卻的2mol/L氫氧化鈉溶液注射與大試管中采用帶有兩根導(dǎo)氣管的雙孔橡皮塞對(duì)試管口進(jìn)行封閉，氣嘴里也應(yīng)當(dāng)完全充滿溶液。采用一個(gè)50毫升的注射器將針頭取出，并且取下注射器，推桿，在注射器針筒內(nèi)塞入一團(tuán)潔凈的細(xì)鐵絲，再將推桿進(jìn)行正常安裝，并且在注射器吸液口連接一根長(zhǎng)短合適的透明軟膠管，通過細(xì)膠管將稀硫酸通過吸取的方式注入注射器中。將注射器立起，放置于桌面，稀硫酸即可與細(xì)鐵絲產(chǎn)生接觸，在這樣的狀況下產(chǎn)生氫氣，可見注射器中有少量泡沫出現(xiàn)，此時(shí)將注射器活塞緩緩向上推進(jìn)，將針筒內(nèi)殘留的空氣進(jìn)行驅(qū)趕，隨后將整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置按照?qǐng)D1進(jìn)行連接。

注射器針筒在反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氫氣，可以通過軟膠管以及進(jìn)氣管直接進(jìn)入氫氧化鈉溶液中，而其中的大部分親戚通過快速上升的方式能夠直接聚集于試管的液體表面上再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以見到少量的氫氣，通過排氣管溢出，同時(shí)氫氧化鈉溶液也可從排氣管中溢出。等到試管內(nèi)的液體表面與排氣管的管口完全呈現(xiàn)水平狀態(tài)后，反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氫氣可以直接通過排氣管溢出到空氣中。

當(dāng)氫氣直接從排氣管溢出1～2分鐘后，實(shí)驗(yàn)人員可以輕輕將注射器活塞進(jìn)行輕輕推動(dòng)，將注射器內(nèi)制備的硫酸亞鐵溶液推注于氫氧化鈉溶液中推注量控制在57毫升即可，同時(shí)可觀察到等量的氫氧化鈉溶液，通過排氣管溢出，在完成推注后，立即采用彈簧夾將排氣管進(jìn)行封閉。在完成操作后，試管的進(jìn)氣管管口附近會(huì)快速出現(xiàn)大量的白色沉淀，四史針筒內(nèi)不通過化學(xué)反應(yīng)，依舊在緩慢出現(xiàn)親戚，但由于排氣管遭到封閉，所以注射器的活塞會(huì)在氣壓的作用下緩緩下移。此時(shí)可以要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察，這樣能夠使學(xué)生了解具體的實(shí)驗(yàn)效果和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

當(dāng)所有的學(xué)生都能夠清晰的觀察到白色沉淀后，可以將50毫升的注射器取出，隨后快速將成有空氣的20毫升注射器與軟膠管進(jìn)行連接，然后將彈簧夾松開，將空氣鼓入大事，廣州可以觀察到白色絮狀沉淀立即變?yōu)榛揖G色，最終在空氣的作用下變?yōu)榧t褐色，這種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不僅能夠證明氫氧化亞鐵的制備，還能證明氫氧化亞鐵具有極高的不穩(wěn)定性，很容易在空氣中遭到氧化而形成氫氧化鐵。

當(dāng)然在最后一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以將橡皮塞直接拔掉，通過外界的空氣與其接觸，我這種方式也能夠有助于使白色沉淀快速變色。

3實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的連接時(shí)，進(jìn)氣管一定要插到接近試管底的位置，通過這種方式能夠使氫氣充分與氫氧化鈉溶液充分接觸，這樣能夠有效避免溶解氧對(duì)最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成的影響。除此之外，排氣管在進(jìn)行安裝時(shí)，需要露出橡皮塞下方大約5cm處，通過這種方式能夠使最早的試管中的氫氣聚集在頁(yè)面上，而這一部分的氫氣則有利于氫氧化亞鐵沉淀在還原氣中產(chǎn)生。值得注意的是，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，切不可直接采用鐵粉來進(jìn)行硫酸亞鐵溶液的制作，雖然還原鐵粉與稀硫酸獲得的反應(yīng)速度較快，但是由于鐵粉的體積較小，會(huì)伴隨氫氣和硫酸亞鐵溶液直接進(jìn)入到氫氧化鈉溶液中，這種現(xiàn)象可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的現(xiàn)象觀察產(chǎn)生影響，也會(huì)影響氫氧化亞鐵的沉淀顏色。而在進(jìn)行稀硫酸的設(shè)置時(shí)，需要盡可能選擇一些溫度較高且濃度較大的類型，通過這種方式能夠在一定程度上提高鐵絲在酸溶液中溶解的速率，氫氧化鈉溶液在應(yīng)用時(shí)也需要選擇濃度稍大一些的，這樣能夠保證其堿性，使氫氧化亞鐵沉淀能夠更為順利的進(jìn)行。

4總結(jié)

這次實(shí)驗(yàn)操作在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)操作巧妙，能夠最大限度的降低反應(yīng)物中溶解氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成的干擾，并且在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)各項(xiàng)操作較為簡(jiǎn)單，學(xué)生按照自己的狀況即可開展實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也能夠更好的觀察，并且所制備的氫氧化亞鐵沉淀顏色較為純正，能夠獲得較長(zhǎng)的保存時(shí)間。

參考文獻(xiàn)

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