淺談氫氧化亞鐵實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新

1、淺談氫氧化亞鐵實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新摘要：利用碘元素的氧化方法獲取亞鐵狀離子，在較弱堿性環(huán)境下制取FeOH2，強(qiáng)化課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)品質(zhì)。其實(shí)驗(yàn)器具及原料包括復(fù)原型鐵粉，晶狀碘固體，氨化合物與氯化銨組成的緩沖型溶液，離心型玻璃試管，小型玻璃試管，盛藥勺匙，長(zhǎng)型膠狀滴定管。關(guān)鍵詞：制備手段氫氧化亞鐵氧化過程灰綠色晶體白色絮狀析出物中圖分類號(hào)：G634文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X202103a-0245-021問題的構(gòu)建FeOH2產(chǎn)品的制作試驗(yàn)過程中白色狀態(tài)的FeOH2要逐步轉(zhuǎn)換成灰綠色狀態(tài)的FeOH3，讓同學(xué)們誤以為FeOH2的本體顏色是屬于灰綠色狀態(tài)?，F(xiàn)有很多科研人士均由排出氧氣的方式對(duì)此試

2、驗(yàn)實(shí)施了優(yōu)化過程。其中的一種情況是把燒堿溶液用酒精燈加熱到達(dá)煮沸狀態(tài)從而除掉其溶液中所含有的溶解態(tài)氧分子。這種措施會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)?shù)膬艋羧芤褐腥芙鈶B(tài)氧的效果，然而僅利用煮沸過程不可能把溶解態(tài)的氧整體去除干凈，因此白色狀態(tài)的沉淀物可存在的時(shí)間必然長(zhǎng)一些，但是其也只有數(shù)分鐘的時(shí)間。另一種方法是選取洋油、石蠟型油等油質(zhì)物對(duì)這一反應(yīng)裝置實(shí)施液體封閉。因?yàn)樵诜磻?yīng)過程中其反應(yīng)介質(zhì)體系不能夠和外部大氣產(chǎn)生接觸情況，即可在一定程度上緩解FeOH3被氧化作用的速度。最為常用的一種改進(jìn)方式通常是把此幾類思考路徑實(shí)施融合，把他們各自的反應(yīng)優(yōu)勢(shì)實(shí)施匹配，從而實(shí)現(xiàn)最好的除氧品質(zhì)，減低氧化幅度。然而此類實(shí)驗(yàn)工藝改進(jìn)過程都不能

3、實(shí)現(xiàn)最正確的試驗(yàn)效果，其白色狀態(tài)沉淀物留存時(shí)間依然很短暫。另外也有一種是依托離心別離工藝來(lái)最大限度地凈化反應(yīng)系統(tǒng)中所溶解了的氧氣成分。通常運(yùn)用在試管內(nèi)產(chǎn)生的氫氧化亞鐵來(lái)除掉燒堿、綠礬溶液中所溶解狀態(tài)的氧。第一是在已出現(xiàn)氫氧化亞鐵沉淀物的玻璃試管內(nèi)放入過剩燒堿溶液，依靠氫氧化亞鐵膠體物質(zhì)來(lái)除去燒堿溶液中的溶解狀態(tài)氧；再有就是亦在已出現(xiàn)氫氧化亞鐵膠體沉淀物的玻璃試管內(nèi)放入過剩的硫酸溶液。依托氫氧化亞鐵除掉硫酸鐵溶液中所含的溶解狀態(tài)的氧。此后取兩種溶液進(jìn)行彼此滴定過程，如此處置之后所生成的氫氧化亞鐵總體上是處在無(wú)氧成份液態(tài)條件中，故其不容易受到氧化作用，其白色狀態(tài)的沉淀的延續(xù)時(shí)間最高能維持到2h之上

4、。然而實(shí)施如此改進(jìn)的最大缺乏之處即在于其操作過程繁雜，不容易在教學(xué)課堂上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的演示過程，從而失去它的真正價(jià)值?；谇笆龆囝悆?yōu)化手段，筆者亦由降低氧氣生成量的思想去考慮，依照煮沸方法從而除去溶液中溶解態(tài)的氧，并且把橫斷面積低于玻璃試管橫截面積的軟膠管當(dāng)作反應(yīng)器皿，以降低反應(yīng)過程中所可能接觸到的氧氣成分。在此根底上，亦變更了反應(yīng)進(jìn)行模式，利用二價(jià)鐵離子和碳酸氫根離子的復(fù)水解反應(yīng)以制出CO2并排放O2，從而加大白色狀態(tài)沉淀的留存時(shí)間。而且因?yàn)榇朔磻?yīng)過程機(jī)理是復(fù)合型水解反應(yīng)，且其反應(yīng)始終處在動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)化過程之中，其受外界的干擾程度很小。利用透明型軟膠管把該實(shí)驗(yàn)實(shí)施小型化規(guī)模設(shè)計(jì)，縮短了試驗(yàn)流程，提高了

5、實(shí)驗(yàn)過程的情趣性，可大力促進(jìn)課堂型實(shí)驗(yàn)過程的操作及實(shí)驗(yàn)效果的觀注。2實(shí)驗(yàn)機(jī)理研究2.1實(shí)驗(yàn)任務(wù)依托碘被氧化的方法獲取二價(jià)鐵離子，在低堿性環(huán)境下生成FeOH2，強(qiáng)化課堂中的試驗(yàn)示范品質(zhì)。2.2實(shí)驗(yàn)器具及材料復(fù)原型精細(xì)鐵粉，固體狀碘，氨化合物一氯化鐵雙組份緩沖液體，離心型玻璃試管，小型玻璃試管，盛藥勺匙，長(zhǎng)膠頭型滴定管。2.3實(shí)驗(yàn)裝置在試管中參加石蠟油進(jìn)行液封，用膠頭滴管直接將FeSO4溶液注入石蠟油下部，再用另一膠頭滴管直接將NaHCO3或Na2CO3溶液注入FeSO4溶液中，以此防止氧氣的進(jìn)入。見圖1。2.4實(shí)驗(yàn)程序1在裝有2g固體碘的玻璃試管內(nèi)，放人4g復(fù)原型精細(xì)鐵粉，讓其覆蓋在固體態(tài)碘上，

6、壓入4mL經(jīng)過煮沸并進(jìn)行冷卻之后的涼蒸餾水，等反應(yīng)完全之后充分振蕩此玻璃試管，靜態(tài)放置一段時(shí)間，就可獲取淺綠色狀態(tài)的碘化亞鐵鹽類溶液。2在離心型玻璃試管中放入4mL利用經(jīng)煮沸過的純潔蒸餾水調(diào)配的氨分子-氯化鐵雙組分緩沖型液體物質(zhì)。3利用長(zhǎng)膠頭型滴定管吸入適量碘化亞鐵鹽類溶液，把其尖嘴部位插進(jìn)氨-氯化鐵雙組份緩沖型液體中的液面之下，緩慢用手?jǐn)D住膠頭，就能觀察到在其尖嘴部位會(huì)產(chǎn)生并析出白色絮狀物沉淀。2.5問題解釋1此試驗(yàn)過程是利用固體碘的氧化方法制取碘化亞鐵鹽類物質(zhì)，并取代過去的利用硫酸溶液和鐵單質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)來(lái)制取硫酸亞鐵這一強(qiáng)酸弱堿鹽，因?yàn)榈怆x子本身所具備的極強(qiáng)復(fù)原性，所以碘化亞鐵這種鹽類物

7、質(zhì)能靜置很長(zhǎng)時(shí)間而不產(chǎn)生氧化過程，從而讓實(shí)驗(yàn)過程簡(jiǎn)單便捷。2由于二價(jià)鐵離子在溶液酸堿性pH=7.7上下時(shí)即可呈現(xiàn)FeOH2膠狀形態(tài)的沉淀由溶液中析出，因此pH過大或過小都無(wú)助于FeOH2的制備過程，使用氨-氯化鐵緩沖溶液便于將pH控制在弱堿性條件下，而且使用緩沖溶液可以控制其穩(wěn)定在一個(gè)比較小的范圍內(nèi)。3利用這種方法制備的氫氧化亞鐵沉淀白色可保持12個(gè)小時(shí)，假設(shè)用特殊方法處理例如：加液體石蠟液封白色可保持42個(gè)小時(shí)，將氫氧化亞鐵沉淀上層清液倒出，加人自來(lái)水，白色沉淀很快變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色。3實(shí)驗(yàn)本卷須知1FeSO4溶液中參加少量復(fù)原鐵粉，防止實(shí)驗(yàn)過程中被氧化，防止溶液中產(chǎn)生Fe3+。2NaHCO3溶液加熱時(shí)要注意溫度，盡可能將溶解氧除去，但是要防止沸騰再次溶入氧氣。3注射溶液時(shí)注意速度，防止從另一管口溢出。4實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn)1使用雙水解的原理，將反應(yīng)維持在動(dòng)態(tài)平衡中，延長(zhǎng)了白色沉淀的穩(wěn)定時(shí)間，克服了這個(gè)實(shí)驗(yàn)的最大難點(diǎn)，同時(shí)也便于學(xué)生觀察現(xiàn)象。2加熱NaHCO3溶液除去溶解氧，直接將FeSO4溶液注入NaHCO3溶液中部，省去液封這一步驟，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)。3反應(yīng)生成的二氧化碳將氧氣排出軟管，減少并延緩產(chǎn)物FeOH2被氧化。4可以將該實(shí)驗(yàn)用于雙水解的知識(shí)新授課。參考文獻(xiàn)【1】湯國(guó)柱.專題十四氫氧化亞鐵制備J.廣東教育：高中版，202111：183.