關于Ｆｅ和稀Ｈ_２ＳＯ４或鹽酸反應的思考

摘要： 化學教學應十分重視化學實驗的作用，通過觀察現象---比較分析---歸納總結---得出規律，將利于新課改教學中針對學生科學方法論的教育和形成。

關鍵詞：化學教學；鹽酸反應

中圖分類號：G633 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315(2008)06-104-01

化學教學應十分重視化學實驗的作用，通過觀察現象---比較分析---歸納總結---得出規律，將利于新課改教學中針對學生科學方法論的教育和形成。

Fe和稀H2SO4或鹽酸反應，以及Fe(Ⅱ)鹽的性質在初高中化學教學中經常用到，如：氫氣的制備，鐵及鐵鹽的性質，弱堿Fe(OH)2 、Fe(OH)3的性質和實驗室制備。

Fe和稀H2SO4或鹽酸反應，在常溫下進行的較快，生成亞鐵鹽。但由于此反應產物的不穩定性，觀察不到或不易觀察到淺綠色溶液的形成。學生只能看到氫氣氣泡的產生，看不到溶液顏色的漸變，以及最后形成的淺綠色，大多觀察到的是淺黃綠色或淺黃色，而使實驗結論與課本結論不一致，造成學生認識上的困惑，產生結論的偏差。

筆者曾就此實驗進行了驗證探討，針對實驗得到的淺黃色溶液或淺黃綠色溶液的現象進行了分析，認為：

1.用于實驗的鐵是不純的，含有Zn、Sn(鍍Zn、Sn)、Pb、As等雜質。在酸性條件下，部分參與離子反應或形成原電池反應，降低溶液中Fe2+的濃度，短時間內觀察不到溶液顏色的變化。

2.稀H2SO4或鹽酸溶液中氧化性雜質的作用。如：空氣中O2的溶入，使Fe2+變成Fe3+，在驗證Fe(OH)2的性質時，溶氧的作用非常明顯，而使溶液的顏色顯淺黃色或黃色。

3.在配制稀H2SO4或鹽酸溶液時，使用的是自來水，含有一些雜質離子。如：使用漂白劑后殘留的ClO-，降低了Fe2+的濃度。在我們這個地區，自來水常用漂白劑消毒，殘留的含氯氧化物較多，自來水中溶解氧也較多，PH值小于7；天然水顯弱堿性，PH值大于7。

4.操作誤差。

（1） 為了加快反應或觀察顏色，頻繁震蕩試管或搖動試管，增加了液面與空氣的接觸面，增加了溶氧量，使溶液中Fe2+氧化成Fe3+，而使溶液呈淺黃色或黃綠色。

（2） 稀酸的濃度。當稀H2SO4的濃度較大時（＞6mol/L），溶液中除了H+的作用外，微量H2SO4分子也有促進Fe2+轉化的作用。當稀H2SO4溶液過稀時（初中學生實驗常無定量要求），反應也進行，但生成硫酸亞鐵過慢過稀，會影響正常實驗現象。

（3） 為了快速產生大量氣體，用加熱的方法，加速了Fe2+的氧化作用。

上述每一種因素都可以影響對溶液顏色的觀察，有時是一種因素，有時是幾種因素共同影響。

如將實驗做如下改動，都能得到明顯的淺綠色溶液。

1. 取四支試管，在四支試管中分別注入6mol/L的稀H2SO4溶液或1：1的鹽酸溶液，在盛有稀H2SO4的試管里加入少量的亞硫酸鈉，以除去溶液中的溶解氧。

2.然后在四支試管里分別滴入1-2滴植物油，在液面上形成一層薄膜，以薄膜的形成隔離溶液與空氣的接觸，防止產生的硫酸亞鐵又被氧化。

3. 在四支試管中分別加入適量的還原鐵粉、常見的無銹鐵釘、生銹的鐵釘、CuSO4溶液（濃度稍大）和表面磨毛的光亮螺旋狀的鐵絲。

還原鐵粉的制法：（1）用玻璃制的廢注射器或一端拉成尖嘴的試管，裝4/5容積的鐵粉，通入氫氣，加熱一段時間，無水氣產生時再熱密封（先封大口后封尖嘴，尖嘴制成活口，以利鐵粉的倒出），自然冷卻，備用；（2）取適量的鐵粉置于燒杯中，注入1/3---2/3容量的蒸餾水，加熱煮沸，冷卻，備用。

還原鐵粉的加入方法：用潔凈吸管（吸管傾斜）吸取燒杯底部的濁液，將吸管的尖端部分伸進盛有稀H2SO4或鹽酸的試管液面以下釋放濁液。

4. 現象的觀察用途

（1） 在加入還原鐵粉的試管中，可以看到黑色鐵粉表面氫氣泡的產生和明顯的溶液顏色的變化，由無色漸變成淺綠色溶液。此反應用于氫氣性質的驗證和制備以及鐵的性質演示。

（2） 在加入無銹鐵釘的試管中，起初試管中無明顯的變化（反應慢時可以用加熱的方法促進反應，不要暴沸，或者將鐵釘的表面磨光），過一會，鐵釘表面產生氣泡，溶液由無色漸變成淺綠色。此反應用于堿性氧化物和酸反應的驗證。

（3） 在加入生銹的鐵釘的試管中，溶液開始逐漸由無色變成淺黃色，隨后淺黃色又逐漸變淡轉成淺綠色后顏色漸深，同時鐵釘表面變亮，產生氣泡。此反應用于金屬表面和內部的除銹，也用于2Fe3+ + Fe = 3Fe2+ 的反應演示。

（4） 在加入硫酸銅溶液和光亮螺旋狀的鐵絲的試管中，開始溶液的顏色由深蘭色較快地變淡轉至淺綠色至綠色，螺旋樁的鐵絲周圍溶液的顏色變成無色。鐵絲表面有紅色絮狀的銅生成，由慢到快地冒出氣泡，溶液的顏色又由無色變成淺綠色，試管中溶液分層。此反應用于驗證金屬的相對活潑性和鍍層金屬的生成（電鍍）。

（5） 反應獲得的FeSO4溶液可作為制備FeSO4晶體、Fe（OH）2的原料。制備FeSO4晶體時在自然狀態下結晶，不要晃動，效果較好，能得到大的晶體。

要注意的是：在試管中，分別注入6mol/L的稀H2SO4溶液或1：1的鹽酸溶液的量為1/3---3/5試管容量。溶液量太少，易被氧化；溶液太多，會稀釋所得的溶液顏色，這也是實驗成功的一個重要因素。