制備氫氧化亞鐵實驗的創新設計*

劉厚安李德前（徐州市大廟中學　江蘇徐州　000；徐州市西苑中學　江蘇徐州　000）

?

制備氫氧化亞鐵實驗的創新設計*

劉厚安1李德前2
（1徐州市大廟中學江蘇徐州221000；2徐州市西苑中學江蘇徐州221000）

摘要：利用注射器、軟膠管、大試管等組成制備氫氧化亞鐵的新裝置，實驗設計巧妙，實驗現象明顯。

關鍵詞：氫氧化亞鐵；制備實驗；創新設計

按照現行化學課本中介紹的方法制備的氫氧化亞鐵極易被氧化，很難得到白色絮狀沉淀，其原因主要是氫氧化鈉溶液和硫酸亞鐵溶液中均含有少量的溶解氧、實驗體系不夠封閉、不少實驗操作暴露在空氣中等。筆者在教學中，對該實驗進行了成功的改進。

*江蘇省中小學教學研究第十期重點課題“研制教具創新機制，全面落實初中化學實驗”（2013JK10-Z016）。

一、實驗裝置

改進后的實驗裝置見下圖（夾持裝置略）。

主要實驗用品是：50 mL注射器1個，20 mL注射器1個，18×18 mm的大試管1支（配套的雙孔橡皮塞1個），1根長短合適的透明軟膠管（長約10 cm），2根細玻璃管（分別作為進氣管、排氣管），1個彈簧夾；細鐵絲（用砂紙將其表面打磨得潔凈、粗糙，并揉成帶有彈性的鐵絲團），20%的稀硫酸（煮沸后剛冷卻到40℃左右），2 mol/L的氫氧化鈉溶液（煮沸后剛冷卻至室溫）[1]。

二、實驗操作

（1）取1支18×18 mm的大試管，向其中注滿煮沸后剛冷卻的2 mol/L氫氧化鈉溶液，然后用帶有2根導氣管的雙孔橡皮塞封閉試管口（務必使進氣管里充滿溶液）。

（2）取1個50 mL的注射器，去掉針頭，取下注射器推桿，在針筒里塞入一團潔凈的細鐵絲，再將推桿放回針筒內；在注射器吸液口連接一根長短合適的透明軟膠管，然后抽取煮沸后剛冷卻到40℃左右的20%的稀硫酸30-40 mL。

（3）豎起注射器（吸液口向上），稀硫酸與細鐵絲接觸立即產生氫氣；此時小心上推注射器活塞，以趕盡針筒內和軟膠管里殘留的空氣。然后像圖中那樣，連接整個實驗裝置。

（4）注射器針筒內產生的氫氣，通過軟膠管和進氣管進入氫氧化鈉溶液中，大部分氫氣快速上升后聚集在試管內的液面上（偶有少量氫氣直接從排氣管逸出），同時氫氧化鈉溶液從排氣管溢出（可用小燒杯接收）。等到試管內的液面與排氣管的管口水平時，反應產生的氫氣都會直接進入排氣管而逸出。

（5）當氫氣直接從排氣管逸出1-2 min后，即可輕推注射器活塞，將注射器內剛制得的硫酸亞鐵溶液推入氫氧化鈉溶液中（推入5-7 mL即可），同時等量的氫氧化鈉溶液從排氣管溢出，然后立即用彈簧夾封閉排氣管。

（6）此時可以看到，試管內進氣管的管口附近快速產生大量絮狀的白色沉淀。同時，針筒內仍在緩慢產生氫氣，由于排氣管被封閉，因而注射器的活塞會隨著氫氣體積增加而緩慢下移。

（7）在全班同學都清晰的觀察到白色沉淀后，即可取下現在的50 mL注射器，迅速將盛有空氣的20 mL注射器與軟膠管連接起來；然后松開彈簧夾，緩緩推動注射器活塞，將空氣鼓入大試管里，白色絮狀沉淀立刻變成灰綠色，并最終逐漸變成紅褐色。說明氫氧化亞鐵極不穩定，已被空氣中的氧氣氧化成氫氧化鐵。

當然，此處也可以直接拔掉橡皮塞，再輕輕振蕩試管內的液體，白色沉淀也會很快變色。

（8）實驗結束，清洗、整理實驗用

品。

三、注意事項

（1）連接實驗裝置時注意：進氣管要插到接近試管底的位置，這樣氫氣就能充分接觸氫氧化鈉溶液，最大限度地降低溶液中溶解氧的不良影響；排氣管要露出橡皮塞下方約5 cm，這樣最早進入試管里的氫氣就能聚集在液面上，這部分氫氣有利于氫氧化亞鐵沉淀在還原氣氛里產生。

（2）不要使用還原鐵粉制取硫酸亞鐵溶液。雖然還原鐵粉與稀硫酸反應速率較快，但是鐵粉會伴隨著氫氣、硫酸亞鐵溶液進入氫氧化鈉溶液中，既干擾實驗現象的觀察，也影響氫氧化亞鐵沉淀的顏色。

（3）稀硫酸使用熱的、濃度稍大一些的，有利于提高鐵絲在酸溶液中溶解的速率；氫氧化鈉溶液也使用濃度大一些的，因為在堿性強的溶液中易生成氫氧化亞鐵沉淀[2]。

四、改進實驗優點

（1）實驗設計巧妙，能最大程度地降低反應物中溶解氧對實驗的干擾。

（2）實驗設計科學，實驗現象明顯，制得的氫氧化亞鐵沉淀顏色純正，保存時間長。

參考文獻

[1]熊言林.氫氧化亞鐵樣品的制取[J].化學教學，1993，（5）：20

[2]吳名勝.探究制備氫氧化亞鐵的實驗方法[J].化學教育，2010，（9）：79-81

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.01.036

文章編號：1008-0546（2016）01-0095-01

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B