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后发生白色重淀 即刻变茶青色 泡

  氢氧化亚铁制备尝试的改朝上进步立异_陈彩凤_化学_天然科学_专业材料。尝试研究 ·立异设想· 氢氧化亚铁制备尝试的改朝上进步立异 陈彩凤,陈迪妹 *,胡加烽,沈怡 (温州大学化学取材料工程学院,浙江温州 325035) 摘要: 保守化学教材氢氧化亚铁的制备尝试中难以

  尝试研究 ·立异设想· 氢氧化亚铁制备尝试的改朝上进步立异 陈彩凤,陈迪妹 *,胡加烽,沈怡 (温州大学化学取材料工程学院,浙江温州 325035) 摘要: 保守化学教材氢氧化亚铁的制备尝试中难以 “白色” 沉淀这一现象的不变性, 影响学生对尝试现象的察看。 本 研究次要对氢氧化亚铁制备道理和尝试安拆做改良。 按照双水解反映道理, 通过定性尝试比力 Fe2+ 取碳酸根或碳酸氢根的双 水解, 通过定量尝试探究最佳浓度, 以提高尝试成功率。 同时对尝试安拆进行了微型化设想, 加强了尝试的趣味性。 环节词: 氢氧化亚铁制备; 微型化尝试; 双水解; 尝试改良 文章编号: 1005–6629(2016)9–0046–03 中图分类号: G633.8 文献标识码: B 1 问题的提出 氢氧化亚铁的制备尝试中白色的氢氧化亚铁 会逐步改变为灰绿色的氢氧化铁, 使学生误认为 氢氧化亚铁的颜色是灰绿色。 有不少研究者都从 避开氧气的角度对该尝试进行了改良。 此中一类是将 NaOH 溶液煮沸以除去此中的 消融氧 [1]。 此方式有必然结果, 可是煮沸难以将溶 解氧全数除尽, 所以白色沉淀能维持的时间要略 长一些, 但仅几分钟罢了。 另一类是操纵火油、 白腊油等无机物对反映 系统进行液封。 因为反映时系统难以取空气接 触, 就会响应延缓氢氧化亚铁被氧化的速度。 最常 见到的改良一般是将这几种思进行夹杂, 将各 自的长处进行融合, 以达到更佳的除氧结果, 延缓 氧化速度 [2]。 但这些改良均不是很抱负, 白色沉淀 存正在时间仍比力短。 还有一类是通过离心手艺来尽可能地除去反 应系统中的氧气。 一般操纵试管中生成的 Fe(OH)2 除去 NaOH、 FeSO4 溶液中的消融氧。 起首是正在已 生成 Fe(OH)2 沉淀的试管中插手过量 NaOH 溶液, 操纵 Fe(OH)2 除去 NaOH 溶液中的消融氧; 别的也 正在已生成 Fe(OH)2 沉淀的试管中插手过量 FeSO4 溶液, 操纵 Fe(OH)2 除去 FeSO4 溶液中的消融氧。 接着取 2 种溶液彼此滴加, 如许处置之后生成的 Fe(OH)2 根基上处于无氧中, 不易被氧化 [3], 白色沉淀的维持时间最长可达 2h 以上。 可是如许 改良的最大错误谬误就正在于操做复杂, 很难正在讲堂上 * 通信联系人, E-mail: 。 实施演示, 得到其现实意义。 鉴于以上各种改良方式, 本文也从削减氧气 的角度出发, 连系煮沸除去消融氧, 并且将横截面 积小于试管的软管做为反映容器, 来削减反映中 接触到的氧气。 除此之外, 还改变了反映体例, 利 用 Fe2+ 取 HCO3 的双水解发生二氧化碳以排出氧 气, 以耽误白色沉淀的存正在时间。 同时因为该反 应道理为双水解, 反映处于动态均衡之中, 受 干扰较小。 通过通明软管将此尝试进行微型化设 计, 简化了步调, 加强了趣味性, 有益于讲堂尝试 的展开取尝试现象的察看。 2 尝试道理探究 2.1 发生浅绿色的道理 Fe2++2OH-=Fe(OH)2 ↓ 该反映生成的氢氧化亚铁是白色胶状沉淀, 因吸附了溶液中浅绿色的亚铁离子, 而使白色沉淀 变成浅绿色。 氢氧化亚铁沉淀的颜色取吸附过量 的浅绿色的亚铁离子相关 [4,5]。 通过双水解推进 亚铁离子水解生成白色氢氧化亚铁, 从而使沉淀 变成较纯白色, 便于察看。 2.2 双水解的道理 2.2.1 尝试道理 =Fe(OH)2 ↓+2CO2 ↑ Fe2++2HCO3 Fe2++CO23 +H2O =Fe(OH)2 ↓+CO2 ↑ Fe2+ 取 HCO3 或 CO23 的双 水 解反 应 产 生 Fe(OH)2 白色沉 淀和 CO2 气体, 发生的 CO2 气体 持续冒出能够排出溶液中的氧气, 也能够避免空气 ·46· 化学讲授 2016 年第 9 期 ·立异设想· 尝试研究 (3)分歧浓度 NaHCO3 溶液对比: 用滴管分 中的氧气进入反映系统, 将白色沉淀氧化成灰绿 色。 2.2.2 尝试安拆 正在试管中插手白腊油进行液封, 用胶头滴管 间接将 FeSO4 溶液注入白腊油下部, 再用另一胶 头滴管间接将 NaHCO3 或 Na2CO3 溶液注入 FeSO4 溶液中, 以此避免氧气的进入。 别 将 2mL 的 0.1 mol/L、 0.5 mol/L、 1.0 mol/L、 1.5 mol/L、 2.0 mol/L 的 NaHCO3 溶液注入上述另 5 支 FeSO4 溶液中, 使其发生反映, 别离察看尝试现 象并进行对比。 (4) 尝试现象对比: 分歧浓度 Na2CO3 溶液 对比: 跟着浓度的增 大, 白色沉淀的存正在时间增加。 分歧浓度 NaHCO3 溶液对比: 跟着浓度的增 FeSO4 白腊油 图 1 氢氧化亚铁的制备尝试安拆 NaHCO3 或 Na2CO3 大, 白色沉淀的存正在时间增加。 从尝试过程取现象能够看出, 正在不异处置的 环境下 , 同浓度的 NaHCO3 溶液的反映结果要优 于 Na2CO3 溶液。 因而, 我们选用 NaHCO3 溶液进 行尝试。 3 尝试试剂最佳浓度探究 别离用 2mL 的 0.1 mol/L、 0.5 mol/L、 1.0 mol/L、 1.5 mol/L、 2.0 mol/L NaHCO3 溶液取 FeSO4 溶液反 应, 尝试现象见表 1。 从尝试现象取数据中能够看到反映物浓度偏 大时白色沉淀较纯, 且维持时间较长。 但当浓度 大于 2 mol/L 时, 因为溶液正在常温下达到过饱和状 2.2.3 尝试内容 (1)液封: 用白腊油将试管液封, 用滴管别离 正在 9 支试管底部注入 2mL 0.5 mol/L 的 FeSO4 溶液。 (2)分歧浓度 Na2CO3 溶液对比: 用滴管别离 将 2mL 的 0.1 mol/L、 0.5 mol/L、 1.0 mol/L、 1.5 mol/L 的 Na2CO3 溶液注入上述 4 支 FeSO4 溶液中, 使其 发生反映, 别离察看尝试现象。 表 1 分歧浓度的 NaHCO3 溶液取 FeSO4 溶液反映的尝试现象记实表 NaHCO3(mol/L) FeSO4(mol/L) 现象 不变时间 现象 不变时间 1.0 现象 不变时间 现象 不变时间 现象 不变时间 化学讲授 0.1 0.5 1.0 1.5 2.0 0.1 溶 液 变 黄,产 生 发生白色沉 淀,底 发生白色沉淀, 逐 发生白色沉淀, 逐步变 发生白色沉淀, 逐步 白色沉淀即刻变 部变为茶青色 渐变暗 暗 变暗 茶青色 / 0.1s 2min 8.5min 10min 发生白色 发生白色沉 溶液变黄, 溶液变黄, 发生白 溶液变黄, 发生白色沉淀, 发生白色沉 淀,逐 产 发生明 沉淀,逐步变暗, 色沉淀, 逐步变暗,淀,逐步变暗, 即刻改变为较着 渐变暗 生较着气泡 显气泡 发生较着气泡 茶青色 / 6min 7min 12min 11.5min 0.5 溶液变黄绿色, 发生白色沉淀和气 产 生 白 色 沉 淀 逐 发生白色沉 淀 逐 渐变 产 生白色 沉 淀 逐 渐 即刻变茶青色 泡, 沉淀逐步变暗 渐变暗, 气泡增加 暗, 气泡发生速度增快 变暗, 气泡发生敏捷 / 2min 3.5min 9min 24min 1.5 发生白色沉淀和气 发生白色沉淀和气泡,产 生白色 沉 淀 和 气 溶液变黄绿色, 发生白色沉淀和气 沉淀逐步变暗, 气泡产 泡, 泡, 沉淀逐步变暗,沉淀逐步变暗, 即刻变茶青色 泡, 沉淀逐步变暗 气泡发生敏捷 生速度增快 气泡增加 / 3min 13min 15min 22min 发生白色沉淀和气 发生白色沉淀和气泡, 常温下无现象, 加热 溶液变黄绿色, 发生白色沉淀和气 气泡产 泡, 沉淀逐步变暗,沉淀逐步变暗, 后发生白色沉淀 即刻变茶青色 泡, 沉淀逐步变暗 生速度增快 气泡增加 / 2min 3min 8min 30min ·47· 2.0 2016 年 第 9 期 尝试研究 ·立异设想· 态会发生干扰现象。 于是得出最佳浓度是 NaHCO3 溶液: 1.0~2.0 mol/L; FeSO4 溶液: 1.0~1.5 mol/L。 4 新尝试设想方案 4.1 尝试道理 Fe +2HCO 2+ 2+ 3= 3 (如图 2 所示) , 使其发生反映。 (4)察看尝试现象: 从中部起头逐步发生白 色沉淀, 且维持时间较长, 2min 摆布橡胶管两头 的沉淀起头改变为灰绿色。 4.5 尝试留意事项 (1) FeSO4 溶液中插手少量还原铁粉, 防止实 验过程中被氧化, 避免溶液中发生 Fe3+。 (2) NaHCO3 溶液加热时要留意温度, 尽可能 将消融氧除去, 可是要避免沸腾再次溶入氧气。 (3)打针溶液时留意速度, 避免从另一管口 溢出。 5 尝试立异点 (1)利用双水解的道理, 将反映维持正在动态 均衡中, 耽误了白色沉淀的不变时间, 降服了这个 尝试的最点, 同时也便于学生察看取记实现 象。 (2)加热 NaHCO3 溶液除去消融氧, 间接将 FeSO4 溶液注入 NaHCO3 溶液中部, 省去了液封这 Fe(OH)2 ↓+2CO2 ↑ Fe 取 HCO 的双水解反映发生 Fe(OH)2 白色 沉淀和 CO2 气体, 发生的 CO2 气体持续冒出能够 排出溶液中的氧气, 也能够避免空气中的氧气进入 反映系统, 将白色沉淀氧化成灰绿色。 4.2 尝试仪器和试剂 (1)尝试仪器: 长 15cm 白色 通明橡胶管、 2 支 50mL 打针器、 酒精灯、 150mL 烧杯、 三脚架、 石棉网、 火柴 (2)实 验 试 剂: 1.5 mol/L NaHCO3 溶 液、 1.5 mol/L FeSO4 溶液 (含还原铁) 4.3 尝试安拆 FeSO4 NaHCO3 一步调, 简化了尝试。 (3) 反映生成的二氧化碳将氧气排出软管, 削减并延缓产品 Fe(OH)2 被氧化。 (4)设想成微型化尝试, 既加强趣味性, 又减 通明软管 图 2 尝试安拆示企图 少尝试试剂的用量, 使尝试愈加环保。 还能够放置 让学生分组尝试。 (5) 能够将本尝试用于双水解的学问新讲课。 参考文献: [1] 赵亭. 氢氯夹杂气体光照爆炸尝试和氢氧化亚铁制备 尝试的再改良 [ J]. 化学教育, 2012, (12) : 77. [2] 程伟平 . 氢氧化亚铁的制备尝试改良 [ J]. 化学教育, 2013, (4) : 75. [3] 吴名胜 . 再议制备氢氧化亚铁的尝试改良 [ J]. 化学教 育, 2010, (6) : 84. [4] 徐建飞, 张平, 杜淑贤 . 制备氢氧化亚铁尝试方案再 探究 [ J]. 化学讲授, 2015, (7) : 54~57. [5] 刘彩虹, 张文兰, 君. 氢氧化亚铁制备尝试的设 计 [ J]. 化学讲授, 2014, (9) : 52~54. 图 3 尝试结果图 (照片 ) 4.4 尝试步调 (1)除去消融氧: 点燃 酒精灯, 将 1.5 mol/L NaHCO3 溶液加热至 80℃摆布, 以除去溶液中的溶 解氧。 (2)搭建安拆: 将长 15cm 白色通明橡胶管卡 正在 150mL 烧杯口, 呈 “V”形。 两支打针器别离吸 取 2mL 1.5 mol/L 热 NaHCO3 溶液和 2mL 1.5 mol/L FeSO4 溶液。 (3)加料: 将 2mL 1.5 mol/L 热 NaHCO3 溶液 从管口打针入橡胶管中, 另一只打针器正在橡胶管中 部刺入, 将 2mL FeSO4 溶液打针入 NaHCO3 溶液中 ·48· 化学讲授 2016 年第 9 期