1、化学教学论实验 实验九,河南师范大学化学实验教学中心,实验九,实验名称：氢氧化亚铁制备实验的评价与研究 实验学时：3学时 实验目的：研究并掌握白色氢氧化亚铁制取、稳定存放的操作关键；掌握一种制备氢氧化亚铁的实验技能；学会对实验研究的分析和评价，培养学生综合考虑问题的方法。,【实验内容】,（1）分别用四种方法制备氢氧化亚铁并进行比较分析； （2）研究这些实验成败的关键； （3）在实验小组内，进行“铁的氢氧化物”教学技能表演。,【实验原理】,+2价铁离子与碱反应，生成白色絮状的氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁在空气中不稳定，又迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的氢氧化铁沉淀。反应的离子方程式及化学方程式为：
2、,Fe2+2OH- = Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3,【实验步骤】,在试管里注入少量新制备的硫酸亚铁溶液，用胶头滴管吸取氢氧化钠溶液，将滴管尖端插入试管里溶液液面下，再逐滴滴入氢氧化钠溶液，可看到有白色絮状沉淀生成，片刻白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。,【注意事项及成败关键】,防止Fe2+和Fe(OH)2被氧化是本实验成功的关键，否则会生成Fe3+和Fe(OH)3.使Fe(OH)2的制备实验失败。防止氧化的方法有： 采用新制备的硫酸亚铁溶液，如果溶液中还含有Fe3+,可向溶液中加入光亮的细铁丝或还原铁粉，再加入几滴稀硫酸，这样可使Fe3+转化为
3、Fe2+。 本实验所用水都应是煮沸过的蒸馏水。,【注意事项及成败关键】,在配制氢氧化钠溶液时，不要摇动容器，以减少空气的溶入。也可将氢氧化钠溶液加热煮沸。 胶头滴管中最好吸满氢氧化钠溶液，滴管尖端应伸入到硫酸亚铁溶液的下部。 不要将滴管中的溶液全部挤出，以防空气进入溶液引起氧化。,【实验改进】,1. 硫酸亚铁溶液制备,在100mL针筒内 放入适量无锈铁 丝，抽取50mL经 煮沸的1：6的硫 酸溶液，排尽空 气，用胶管和弹 簧夹封住管口 （如图所示）。,2. 氢氧化钠溶液的配制,用蒸馏水配制50mL 20%的氢氧化钠溶液，煮 沸后，抽入到100mL针筒内，排尽空气，用胶 帽封口，备用。,3. 氢
4、氧化亚铁的制备,取1支5mL针筒，将针头插入盛有硫酸亚铁的 针筒内，抽取2mL-3mL硫酸亚铁溶液，排出 空气，将此溶液通过胶帽，注入盛有氢氧化 钠溶液的针筒内，立即有白色沉淀生成(如图 7-30II所示)。,4. 氢氧化亚铁的氧化,将盛有白色絮状沉淀的针 胶帽去掉，抽入少量空气， 不断振荡，可看到白色沉 淀逐渐变成灰绿色，经多 次抽气、排气、振荡后， 沉淀变为红褐色。,【实验改进 】,1. 用还原铁粉或洁净无锈的铁丝或铁钉跟稀硫酸或盐酸反应，以制取Fe2+的溶液待用。,2. 向试管中加入氢氧化钠溶液，加热煮沸一会儿后，停止加热，向溶液中加入1?mL苯或丙酮等有机溶剂，使溶液在隔绝空气的情况下
5、冷却。,3. 用滴管吸取一定量上述新制备的亚铁盐溶液，滴管尖端伸入氢氧化钠溶液液面下，缓缓挤出亚铁溶液，可看到一团团白色絮状的氢氧化亚铁沉淀生成，当滴管中尚留有少许溶液时，即停止挤压滴管，以免带进空气。,4. 待白色沉淀保持一段时间后，再鼓入空气或振荡试管，沉淀会逐渐变成灰绿色，最后变成红褐色。, 【实验改进 】,实验步骤如下：,按图7-34所示的方法在洗净的青霉素瓶中注满蒸馏水。,2. 用注射器抽取纯净的氢气，将上述青霉素瓶倒转后向瓶中推入氢气排尽瓶内蒸馏水，迅速拔出两针头，瓶内充满纯净的氢气。,3. 用还原铁粉与稀硫酸反应制取硫酸亚铁溶液。,4. 将氢氧化钠固体溶解在煮沸过的蒸馏水中，再向
6、所得溶液中推入纯净的氢气，尽量排净所含的氧气，制得氢氧化钠溶液。,5. 取2支注射器，分别抽取上述两种溶液，再先后(先注氢氧化钠溶液)注入充满氢气的青霉素瓶中，可看到有白色絮状沉淀氢氧化亚铁生成。拔下针管，迅速蜡封，由此可得到氢氧化亚铁白色絮状沉淀。此沉淀可保持较长时间不变色。,【实验改进】,用碘与铁粉反应制取碘化亚铁，再让 碘化亚铁与氨氯化铵缓冲溶液反应生成 氢氧化亚铁。,Fe + I2 = FeI2 Fe2+2NH3H2O=Fe(OH)2+2NH4 +,操作步骤 ：,1. 用电炉或酒精灯煮沸100mL蒸馏水备用。,2. 在小烧杯中加入1g粉状的晶体碘，再加入3g还原铁粉，使之覆盖于晶体碘上
7、。注入约50 3mL上述煮沸过的蒸馏水，用玻璃棒搅拌片刻，观察到溶液呈浅绿色即可使用。若溶液显有茶色，说明反应不完全，可延长搅拌时间或在温水中加热至反应完全。,称取3.4g固体氯化铵置于洁净的烧杯中，再加入28.5mL浓氨水，搅拌，溶解后，移至50mL的容量瓶中，加入经煮沸过的、冷却的蒸馏水稀释到刻度备用。,4. 在漏斗上放置一张折叠好的滤纸，用煮沸过的蒸馏水润湿滤纸，并使之紧贴在漏斗内壁，赶去滤纸和漏斗壁之间的气泡，再注入较多的经煮沸的蒸馏水，使漏斗颈内充满水形成水柱，这样既可加快过滤速度，又可排除漏斗颈中的空气，防止Fe2+被氧化。,5. 按右图安装好仪器。使漏斗下端插入盛有氨氯化铵缓冲溶
8、液的大试管的液面下，进行过滤操作。可看到滤液流入缓冲溶液中后，立即有白色沉淀生成，并在较长时间内不被氧化，白色不变。,6. 观察完白色沉淀后，倾出试管中上层的清液，注入自来水，可看到白色沉淀变为浅绿色，经振荡多次后，逐渐变为红褐色。,【实验改进 】,1. 向烧杯中加入无锈光亮的铁丝团或铁钉，再加入1：4的稀硫酸，盖上一个表面皿，给烧杯加热，待反应完全后，停止加热，冷却待用。,2. 向1支试管中加入2mL3mL液体石蜡，再用长胶头滴管插到试管底部小心注入4mL5mL上述制好的硫酸亚铁溶液。,3. 再往试管底部投入1粒用铜网包裹住的比绿豆小些的金属钠，可看到金属钠与硫酸亚铁溶液发生反应，有气泡冒出，并有白色絮状沉淀生成。此白色沉淀可保持相当长的时间不变色。,4. 将白色沉淀取出，放在滤纸上，并不断舞动滤纸，可看到沉淀很快变成灰绿色，最后变成红褐色。,研究与讨论,1、在制备氢氧化亚铁的过程中，可以采取哪些措施防止亚铁离子被氧化？ 这些措施中那种更为方便有效？ 2、模拟教学建议：在实验小组内，进行“铁的氢氧化物”教学技能表演。,谢谢！,
