氢氧化亚铁的制备实验探究

氢氧化亚铁的制备实验是人教版化学必修1的经典实验之一，其目的是让学生了解氢氧化亚铁的实验室制法及氢氧化钠亚铁的还原性，但在课堂教学中按照教材的方案来做的话，实验的现象不明显，影响教学效果，下面对其展开分析及实验方案的改进

一、教材实验分析

1.演示实验

为让学生了解氢氧化亚铁的实验室制法及氢氧化亚铁的还原性，教材实验设计如下：首先向试管中加入少量新制的硫酸亚铁溶液，再向溶液中滴加几滴煤油用来隔绝空气，然后再用胶头滴管吸取适量的氢氧化钠溶液，将胶头滴管的尖端伸入试管的底部再轻轻挤出氢氧化钠溶液，观察实验现象。预期的效果为：先有白色絮状物质生成，震荡试管会迅速变为灰绿色，最后变为红褐色沉淀。

2.实验分析

上述实验现象主要有三个：白色絮状的氢氧化亚铁，灰绿色的特殊的氧基配合物沉淀，红褐色的氢氧化铁沉淀。实验的重点是颜色的变化及原因，亚铁离子与氢氧根离子结合生成氢氧化亚铁白色沉淀，然后氢氧化亚铁再与氧气、水发生氧化还原反应生成红褐色的氢氧化铁。由于氢氧化亚铁很容易被氧气氧化，所以教材中采取了三个措施：硫酸亚铁溶液预先煮沸除氧气，滴加煤油防止氧气的溶解，将胶头滴管的尖端伸入试管的底部再轻轻挤出氢氧化钠溶液以防止氧气的进入。但是分析实验，还有一些不足之处：

（1）实验中很难看到有白色絮状物质生成的现象或白色絮状物质现象出现的时间极短，不利于学生理解氢氧化亚铁易被氧化。

（2）在实验设计中一个违反常规的操作，即“将胶头滴管的尖端伸入试管的底部再轻轻挤出氢氧化钠溶液”，虽然是为了防止滴加氢氧化钠溶液过程中空气中的氧气进入，但不可否认的是，这个操作属于违规操作，不利于学生实验的规范性。

（3）硫酸亚铁易被空气中的氧气氧化成硫酸铁，无论是溶液中还是固体状态，如果其已经被氧化为硫酸铁，后面实验中根本看不到白色絮状物质生成现象。

基于以上三点，在教学实验中必须进行改进，以提高实验的效果，帮助学生更好的掌握氢氧化亚铁的制备方法及性质理解。

二、改进实验方案

1.主要的仪器、药品

仪器：试管（1大1小），橡皮塞（带玻璃管、尖嘴管），胶头滴管、酒精灯、三脚架

药品：稀硫酸、还原性铁粉、氢氧化钠溶液、煤油

2.实验原理

利用还原性铁粉与稀硫酸反应生成硫酸亚铁。

3.实验步骤及现象

（1）先向一支小试管中加入约10mL氢氧化钠溶液，煮沸以出去里面溶解的氧气，待其冷却后，滴入几滴煤油，用来隔绝空气。

（2）在另一支大试管中加入2药匙的还原性铁粉，再倒入约20mL的稀硫酸，迅速塞上橡皮塞（保持橡皮塞上的玻璃管离液面0.5cm左右）。

（3）约5秒后，稍稍倾斜大试管，使玻璃管的伸入液面以下，利用氢气产生的气压将生成的硫酸亚铁溶液通过尖嘴管注入氢氧化钠溶液的底部，观察现象。

（4）震荡试管，并观察过程中的实验现象。

三、改进实验说明

1.硫酸亚铁的制备

防止了因亚铁离子与空气中的氧气接触而被氧化为铁离子，从而影响实验现象的问题。

2.实验中氧气的排除

利用生成的氢气可以将装置内的空气赶走。

3.溶液的注入

利用生成的氢气产生的压强，将硫酸亚铁挤入氢氧化钠溶液中。

（1）为防止黑色的还原性铁粉干扰实验现象，实验中采用大试管，待反应进行约5秒后再将生成的硫酸亚铁溶液注入氢氧化钠溶液中，此时反应已不再剧烈，溶液中还原性铁粉沉淀在下层，再注意将玻璃管与上层溶液接触，利用生成的氢气产生的压强将硫酸亚铁溶液压入氢氧化钠溶液中。同时，反应5秒后，装置中的空气已被赶走。

（2）该实验中，硫酸浓度不易过大，而氢氧化钠浓度要稍大，是防止未反应完的硫酸中和氢氧化钠，致使没有氢氧化亚铁生成，同时实验中注意注入氢氧化钠溶液中的硫酸亚铁溶液不宜过多，以2mL为宜。