探究氫氧化亞鐵制備實驗的創新設計范文

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摘要：氫氧化亞鐵的制備是高中化學眾多實驗中一個。教材中設計的實驗過程因為沒有過多考慮氫氧化亞鐵還原性，因此在實際操作中觀察不到白色絮狀沉淀。如果按照課本進行實驗，觀察不到氫氧化亞鐵的生成。為了看到氫氧化亞鐵“本來面目”，達到學習化學的目的———認識物質。高中教材中的許多實驗需要引導學生改裝和創新，有意識地培養學生積極動手動腦能力和創新意識，激發學生自發探究和認識自然的潛能。本實驗在教材的基礎上進行了改進優化，放在第二課堂或學生興趣實驗上，是挺不錯的。本文從實驗室和日常生活中常見的儀器出發，如注射器、試管、燒杯等。緊抓反應原理，設計了幾種制備氫氧化亞鐵的新方法，力圖展現創新實驗的魅力。

關鍵詞：氫氧化亞鐵；制備；創新；設計

人教版高中化學《必修一》中有一個重要的實驗———氫氧化亞鐵的制備。實驗步驟：在1只試管里加入2mLFeCl2溶液，然后滴入幾滴NaOH溶液。實驗結果沒有看到氫氧化亞鐵的白色沉淀，而展現在同學們面前的是灰綠色，最后變成紅褐色的沉淀。如果對本實驗不改進給我們認識物質帶來極大的不便。要制備并長時間看到氫氧化亞鐵沉淀，本實驗需要創新設計。設計實驗方案必須依據實驗原理和物質的性質。氫氧化亞鐵的制備原理：FeCl2＋2NaOH2NaCl＋Fe（OH）2↓。氫氧化亞鐵中存在＋2價的鐵，因此具有較強的還原性。而空氣中存在氧化性物質———氧氣，在實驗過程中最好隔離空氣。所以，本實驗成功的關鍵有兩點：1．溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物質；2．制備過程中，保證生成的氫氧化亞鐵在密閉的隔絕空氣的體系中。依據以上原理和性質，制備氫氧化亞鐵可以采用以下的創新設計：

一、加隔離層法

1．實驗用品儀器試管1支、長膠頭滴管1支、酒精燈1個、玻璃棒1個藥品氫氧化鈉、硫酸亞鐵、苯或煤油、蒸餾水

2．實驗步驟

（1）取用沸騰的蒸餾水新配制的1．0mol／L的溶液2mL于試管中，立即加入苯或煤油1mL，防止被空氣氧化。（2）用長膠頭滴管汲取已經煮沸的NaOH溶液深入FeSO4溶液下層滴加，注意不要破壞苯層，可以觀察到氫氧化亞鐵的白色沉淀生成。

3．實驗特點：

操作簡單，現象明顯，可以較長時間看到，這種方法便于在課堂上做演示實驗。

二、保護氣法

1．實驗用品儀器具支試管2支、小試管1支、玻璃導管、橡膠塞、止水夾藥品、稀H2SO4、NaOH溶液、鐵絲

2．實驗裝置：

3．實驗原理：

打開止水夾，鐵與硫酸反應產生的氫氣排盡試管I和試管Ⅱ中的空氣，得到無氧環境；關閉止水夾，試管I中產生的氫氣使得氣壓增大，將試管I中生成的硫酸亞鐵溶液壓入試管Ⅱ，氫氧化鈉溶液和硫酸亞鐵溶液接觸反應生成氫氧化亞鐵的白色絮狀沉淀。

4．實驗步驟：

（1）將圖一中的試管固定在鐵架臺上，檢查氣密性后，打開止水夾。先往試管Ⅱ里加入煮沸的氫氧化鈉溶液，再往試管I里加入鐵和稀硫酸，加入的兩種溶液均要沒過長導管，然后迅速塞緊橡膠塞。（2）在試管Ⅱ的玻璃管出口用小試管收集氫氣，口朝下移近火焰點燃，如果聽到“噗噗”的聲音，說明空氣已排盡，然后夾緊止水夾。（3）試管Ⅰ中生成的FeSO4溶液被排不出的氫氣壓到試管Ⅱ，制得白色沉淀。由于試管I和試管Ⅱ中有氫氣作為保護氣，可以防止空氣中的氧氣氧化Fe（OH）2，Fe（OH）2可以長時間存在。

5．實驗特點：

實驗較簡單，易操作，安全可靠。由于氫氣作為保護氣，可以很好地防止Fe（OH）2被氧化，能保存很長時間。本實驗適合課堂演示，或課后學生興趣實驗。

三、電解法

1．實驗用品儀器

直流電源，導線，鐵棒，石墨，大燒杯藥品新制氫氧化鈉溶液，稀鹽酸，蒸餾水，苯

2．實驗裝置：

3．實驗原理：

a為鐵電極，b為石墨電極。d中為氫氧化鈉溶液，c為苯層。接通電源后，a極電極反應式：Fe－2e－Fe2＋；b極電極反應式：2H2O＋2e－H2＋2OH－。陽極（a）處產生的Fe2＋與陰極（b）處產生的OH－在移動過程中反應生成氫氧化亞鐵白色絮狀沉淀。由于存在隔離層，可以防止被氧氣氧化。

4．實驗步驟：

（1）利用加熱煮沸的方法除去大燒杯中NaOH溶液中溶解的氧氣（2）再往試管中NaOH溶液的上層加入一定量的有機溶劑苯（3）將鐵電極放入鹽酸中浸泡一下，除去表面的氧化層，再用蒸餾水沖干凈，插入NaOH溶液中，連接電源，長時間通電。過一會兒就會看到白色的沉淀出現，并保持很長時間。

5．實驗特點：

比較麻煩，但效果很好。適合第二課堂，用以激發學生興趣。

6．類似裝置：

除了以上幾種方法外，還可以用鐵和硫酸反應制備硫酸亞鐵和氫氣，當空氣排進后，溶液中加一小塊金屬鈉，用產生的氫氧化鈉與硫酸亞鐵制備氫氧化亞鐵。也可以用注射器吸掉空氣，讓兩種原料在注射器中反應。

總之，化學是一門以實驗為基礎的學科，在化學實驗教學中，增強實驗的趣味性能夠保證學生的學習效果和對于知識的熟練掌握。在化學實驗中要盡量避免照本宣科，或過分強調實驗的規范性和標準性，應對演示實驗、探究實驗和趣味實驗適當改進創新，開展創新的第二課堂，將知識性和趣味性融合在一起，能夠對教學實驗有著很好的促進作用，對于增強學生的興趣，提高課堂效率也有推動作用。

作者：李曙蘭