氫氧化亞鐵制備的實驗方法探析

周鵬

【摘 要】針對氫氧化亞鐵制備實驗易出現異常現象，實驗探究得出，將氫氧化鈉溶液滴入硫酸亞鐵溶液，再水浴加熱，生成白色沉淀且長時間不變色。

【關鍵詞】氫氧化鈉溶液 硫酸亞鐵溶液 白色沉淀

在實驗教學中，常常會遇到意外，比如演示實驗沒有出現預期的現象。面對意外，我們應該怎么辦？這是每一位化學教師日常教學中都會遇到的問題。我國化學教育家傅鷹先生說過：“不做研究就只能達到似懂而不可能達到真懂的地步?！惫P者堅持對實驗教學中意外進行研究，讓意外生成價值。

一、問題的提出

人教版《化學必修1》第三章第二節“鐵的化合物”中，有關用FeSO4溶液、NaOH溶液制備Fe（OH）2 相信化學教師都熟悉。具體操作是：在潔凈的試管里加入少量FeSO4溶液，然后滴入NaOH溶液。

預設的現象是：先生成白色絮狀沉淀，迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色。

現象解釋及結論：因為白色的Fe（OH）2被空氣里的氧氣氧化成了紅褐色的Fe（OH）3 ，所以迅速變成灰綠最后變成紅褐色。

然而卻出現了意外：實際操作中很難看到“白色沉淀”。因為這個意外現象會干擾課堂教學，所以有教師提出改進，通過除去裝置內的O2來消除這個異?，F象。但是改進裝置復雜且效果不理想，也難被引入課堂進行實地操作。另外未被氧化的白色Fe（OH）2與被氧化生成的紅褐色Fe（OH）3混合按配色原理無法出現灰綠色。

二、假設猜想

筆者發現教材現象描述中有“絮狀的”，由此猜想：此灰綠色物質并不是Fe（OH）3 ，而是生成的Fe（OH）2絮狀沉淀，性質類似Fe（OH）3、Al（OH）3等金屬氫氧化物凝膠，膠粒直徑1～100nm之間，有較大的表面積，因此有較強的吸附作用，不同的膠體會選擇性地吸附溶液中的離子。金屬氫氧化物膠粒帶正電，因此Fe（OH）2膠體吸附了較多的亞鐵離子而呈現灰綠色。

若是如此，假設① 減少帶淺綠色Fe2+的量，讓膠體無Fe2+可吸附；假設② Fe（OH）2膠體受熱時吸附能力會較弱，則生成的應該是白色。

三、實驗驗證

（一）驗證試劑滴加順序對反應的影響

為了驗證假設①，改變（將少量NaOH溶液擠入過量FeSO4溶液中）傳統的實驗操作方法，而把少量FeSO4溶液擠入過量NaOH溶液中。具體操作是：取4mL煮沸過的濃NaOH溶液于試管中，用長滴管吸取2mL新制的稀FeSO4溶液，插入試管底部，注入FeSO4溶液，筆者發現得到的絮狀沉淀分為兩層，下層為白色，上層為灰綠色（見圖1）。說明Fe2+ 少量時，下層Fe（OH）2膠體無Fe2+ 吸附，可見到Fe（OH）2的真面目。

（二）驗證溫度對反應的影響

為了驗證假設②，再將試管放入50℃∽60℃的水浴中，驚奇地發現，上層的灰綠色絮狀沉淀逐漸變成了白色（實驗現象見圖2、圖3）。這應當是溫度升高，膠體吸附能力降低所致。

上述兩個實驗證明，前面所提出的新制Fe（OH）2呈灰綠色是因其是膠體吸附Fe2+的假設是正確的。因此只要反其道而行之，改變（將少量NaOH溶液擠入過量FeSO4溶液中）傳統的實驗操作方法，而把少量FeSO4溶液擠入過量NaOH溶液中，即實驗過程中，FeSO4溶液少量，NaOH溶液過量，便可得到白色Fe（OH）2沉淀。

（三）驗證NaOH溶液濃度對反應的影響

（四）驗證FeSO4溶液濃度對反應的影響

四、實驗結果分析

從實驗現象可知，實驗時將氫氧化鈉溶液滴入硫酸亞鐵溶液中，生成的氫氧化亞鐵可以下沉，反之則上??；采用將8 mol/L的氫氧化鈉溶液（煮沸過）滴入硫酸亞鐵溶液中，再水浴加熱，得到的是白色絮狀氫氧化亞鐵沉淀，且較長時間不變色，這說明生成的氫氧化亞鐵濃度較大且很穩定，實驗觀察的效果好。

該實驗研究重在對化學問題的理性思考，同時也解答了中學化學這一演示實驗為何常得不到白色膠狀的氫氧化亞鐵的原因。研究的過程中體現了化學科學理論對化學實踐的指導，可以促進學生發現問題、解決問題、獨立思考等科學素養的形成。

【參考文獻】

[1]張婉佳，董紅霞，黃監民.制備氫氧化亞鐵的理論探討及實驗研究[J].化學世界，2014.