半封閉狀態(tài)下電解制備氫氧化亞鐵

梁金玲 張愛(ài)菊

（甘肅省平?jīng)鲠t(yī)學(xué)高等專(zhuān)科學(xué)校 甘肅平?jīng)?744000）

半封閉狀態(tài)下電解制備氫氧化亞鐵

梁金玲 張愛(ài)菊

（甘肅省平?jīng)鲠t(yī)學(xué)高等專(zhuān)科學(xué)校 甘肅平?jīng)?744000）

電解；氫氧化亞鐵

常規(guī)法制備Fe(OH)2成功率不高，一是很難看到有白色沉淀產(chǎn)生；二是顏色變化莫測(cè)，不利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)和教師演示。電解法制備有報(bào)道，但靠自身電解所得氫氣隔絕氧氣很難湊效，現(xiàn)象不夠明顯。本文采用通氫除氧熱電解制備Fe(OH)2，實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后能確保白色絮狀沉淀30分鐘保持不變。

一、實(shí)驗(yàn)用品

Na2SO4溶液、稀鹽酸、導(dǎo)線、學(xué)生電源、碳棒、鐵電極(5cm鐵釘代)、砂紙、導(dǎo)氣管(輸液管代替，可活動(dòng))。

二、實(shí)驗(yàn)裝置

圖1 電解制備氫氧化亞鐵裝置圖

三、實(shí)驗(yàn)原理

陰極附近產(chǎn)生的OH-與陽(yáng)極溶解產(chǎn)生的Fe2+結(jié)合生成Fe(OH)2。方程式為：

四、實(shí)驗(yàn)步驟

1.電極活化處理

用砂紙打磨鐵電極，然后將兩電極浸入稀鹽酸中，除去電極表面的氧化層，蒸餾水沖洗，濾紙擦干即用。

2.電解液通氫除氧處理

將100mL新燒煮的Na2SO4倒入原裝置廣口瓶中，加蓋，將氫氣導(dǎo)氣管(可活動(dòng))伸入到溶液底層，通氫除氧3分鐘。

3.電解制備Fe(OH)2

將導(dǎo)氣管移至溶液表面，繼續(xù)通氫氣，按如圖1所示裝置接通直流電源，將電壓調(diào)至4V，觀察Fe(OH)2白色絮狀沉淀生成過(guò)程。

五、現(xiàn)象分析

通電后可看到陰極有氣體產(chǎn)生；陽(yáng)極瞬間變黑，表層有黑色粉末狀物質(zhì)生成(見(jiàn)圖2)；2分鐘后，陽(yáng)極周?chē)p繞著一層白色絮狀物，半小時(shí)內(nèi)未出現(xiàn)變色(見(jiàn)圖3)，這是因?yàn)樵诎朊芊鉅顟B(tài)下，電解質(zhì)溶液完全處于H2的保護(hù)下，無(wú)氧環(huán)境有利于Fe(OH)2穩(wěn)定存在。

圖2

圖3

新煮沸Na2SO4效果明顯優(yōu)于文獻(xiàn)[1]中提到的冷沸水溶解Na2SO4。通過(guò)燒煮，一方面實(shí)現(xiàn)隨機(jī)除氧；另一方面，溫度升高促使電極反應(yīng)速率加快，瞬間有大量Fe2+和OH-生成。

持續(xù)電解5分鐘，白色絮狀物Fe(OH)2增加，同時(shí)將有部分黑色顆粒物脫離電極表層向周邊擴(kuò)散，影響外觀形態(tài)及純潔度，所以要把最佳電解時(shí)間控制在3分鐘內(nèi)。

實(shí)驗(yàn)后，刮取陽(yáng)極表層黑色粉末狀物質(zhì)，用鹽酸浸泡，仍處于固體狀態(tài)，未出現(xiàn)氣體放出，說(shuō)明該物質(zhì)為單質(zhì)碳。在黑色碳粒未脫落情況下，足以保證Fe(OH)2呈純白色絮狀沉淀。

[1]鄭雅敏.關(guān)于用電解原理制取白色氫氧化亞鐵的研究[J].化學(xué)教學(xué),2007,4.

The electrolytic preparation of ferrous hydroxide under semi closed state

Liang Jin-ling, Zhang Ai-ju

(Gansu Pingliang Medical College, Pingliang Gansu,744000, China)

Objective: To put forward the new schemes of electrolytic preparation of Fe(OH)2. Methods: in the hydrogen oxygen and hydrogen atmosphere, the nails as electrode, low voltage electrolytic Na2SO4to prepare Fe(OH)2. Results: the anode to generate white floc of Fe(OH)2, form is stable, save for a long time. Significance: the operation is simple, phenomenon is obvious, easy projection demonstration.

electrolysis; ferrous hydroxide

G633.8

A

1000-9795（2014）03-0037-01

［責(zé)任編輯：董 維］

2014-01-17

梁金玲（1980-），女，甘肅平?jīng)鋈耍v師，從事物理教育方向的研究。

張愛(ài)菊（1981-），女，甘肅定西人，講師，從事分析化學(xué)方向的研究。