探究氫氧化亞鐵的“變色”

摘?要：氫氧化亞鐵是鐵的一種重要化合物，其制備實驗也是探究Fe（Ⅱ）轉化為Fe（Ⅲ）的一種途徑，文章通過手持技術探究氫氧化亞鐵的“變色”。

關鍵詞：手持技術;氫氧化亞鐵的制備;變色

氫氧化亞鐵的制備實驗是人教版必修化學1的第三章第二節“幾種重要的金屬化合物”實驗3-9。氫氧化亞鐵是鐵的一種重要化合物，其制備實驗也是探究Fe（Ⅱ）轉化為Fe（Ⅲ）的一種途徑，由于Fe（OH）2極易被氧化，實驗過程中難于觀察到白色沉淀的生成，對該實驗的改進一直是研究的熱點。

制備Fe（OH）2中最初生成的白色沉淀會迅速變成灰綠色，較為流行的說法有兩種：①認為灰綠色物質不是Fe（OH）2被空氣氧化所致，而是水化生成的Fe（OH）2·nH2O;②灰綠色物質是由Fe（OH）2和Fe（OH）3以一定比例混合具有特定組成（Fe（OH）2·2Fe（OH）3）的一種特殊物質。但通過深入研究可以發現這些觀點具有一些缺陷，主要表現在：①沒有考慮溶液中其他離子和pH條件的影響;②對其組成的確定缺乏理論和必要的實驗支持。采用NaOH溶液與FeSO4溶液反應，往往得不到純的Fe（OH）2，若要使生成的白色Fe（OH）2沉淀從溶液中析出，則只有在完全清除掉溶液中的氧時，才能得到白色Fe（OH）2。因為Fe（OH）2易被空氣中的氧所氧化，變成灰綠色，最后變成紅棕色Fe（OH）3，所以該反應成功的關鍵在于溶液和反應體系的氧氣被完全排除。

在很多制備Fe（OH）2的改進與探究實驗中，常用以下手段排除氧氣：一是用油封隔絕反應體系與空氣接觸，再用固體NaOH代替NaOH溶液，雙管齊下，盡可能消除氧氣的影響。因白色沉淀存在時間較短，故觀察不到白色沉淀。二是用H2驅趕溶液里的氧氣，以形成還原性環境，防止Fe2+被氧化。文獻查新在《中學化學教學參考》2017年第6期發表題《基于數字實驗的氫氧化亞鐵制備研究》的文章，在氫氧化亞鐵制備過程中，筆者認為首先生成了氫氧化亞鐵凝膠，該凝膠吸附亞鐵離子，亞鐵離子的聚集導致了“灰綠色”的出現。該實驗為了排除溶液中溶解氧的影響，在氫氧化鈉溶液和硫酸亞鐵溶液中均加人Vc注射液以消耗掉溶液中溶解的氧氣（除消耗溶解的氧氣外Vc并不參與其他反應），用溶解氧傳感器檢測確定無氧后，將硫酸亞鐵溶液滴加到氫氧化鈉溶液中，觀察是否有灰綠色出現?；诖耍覀冎貜驮搶嶒?，得到如下實驗效果。

通過本次實驗，發現通過測定里面溶解氧的含量，建立定量分析其氧化亞鐵的氧化是不可行的，因為這個過程是漫長的，從開始試驗到開始溶解氧濃度發生微弱變化的過程需要30min。經過裝置的改進，改進如下圖所示：

該反應，現制備Fe（Ⅱ）離子，通過產生的氫氣排除裝置內的氧氣，通過實驗仍可以看到氫氧化亞鐵由白色變為淺綠色，則可證明是溶解氧氧化Fe（Ⅱ）離子。此過程，耗時較長，實驗圖像不夠明顯。制備的氫氧化亞鐵其呈現的淺綠色，因學校沒有離心機，無法分離出氫氧化亞鐵膠體中吸附的Fe（Ⅱ）離子，因此不能證明該問題。

作者簡介：

成紹航，貴州省遵義市，貴州省遵義市第四中學。