氢氧化亚铁制备的实验方法探析

周鹏

【摘 要】针对氢氧化亚铁制备实验易出现异常现象，实验探究得出，将氢氧化钠溶液滴入硫酸亚铁溶液，再水浴加热，生成白色沉淀且长时间不变色。

【关键词】氢氧化钠溶液 硫酸亚铁溶液 白色沉淀

在实验教学中，常常会遇到意外，比如演示实验没有出现预期的现象。面对意外，我们应该怎么办？这是每一位化学教师日常教学中都会遇到的问题。我国化学教育家傅鹰先生说过：“不做研究就只能达到似懂而不可能达到真懂的地步。”笔者坚持对实验教学中意外进行研究，让意外生成价值。

一、问题的提出

人教版《化学必修1》第三章第二节“铁的化合物”中，有关用FeSO4溶液、NaOH溶液制备Fe（OH）2 相信化学教师都熟悉。具体操作是：在洁净的试管里加入少量FeSO4溶液，然后滴入NaOH溶液。

预设的现象是：先生成白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。

现象解释及结论：因为白色的Fe（OH）2被空气里的氧气氧化成了红褐色的Fe（OH）3 ，所以迅速变成灰绿最后变成红褐色。

然而却出现了意外：实际操作中很难看到“白色沉淀”。因为这个意外现象会干扰课堂教学，所以有教师提出改进，通过除去装置内的O2来消除这个异常现象。但是改进装置复杂且效果不理想，也难被引入课堂进行实地操作。另外未被氧化的白色Fe（OH）2与被氧化生成的红褐色Fe（OH）3混合按配色原理无法出现灰绿色。

二、假设猜想

笔者发现教材现象描述中有“絮状的”，由此猜想：此灰绿色物质并不是Fe（OH）3 ，而是生成的Fe（OH）2絮状沉淀，性质类似Fe（OH）3、Al（OH）3等金属氢氧化物凝胶，胶粒直径1～100nm之间，有较大的表面积，因此有较强的吸附作用，不同的胶体会选择性地吸附溶液中的離子。金属氢氧化物胶粒带正电，因此Fe（OH）2胶体吸附了较多的亚铁离子而呈现灰绿色。

若是如此，假设① 减少带浅绿色Fe2+的量，让胶体无Fe2+可吸附；假设② Fe（OH）2胶体受热时吸附能力会较弱，则生成的应该是白色。

三、实验验证

（一）验证试剂滴加顺序对反应的影响

为了验证假设①，改变（将少量NaOH溶液挤入过量FeSO4溶液中）传统的实验操作方法，而把少量FeSO4溶液挤入过量NaOH溶液中。具体操作是：取4mL煮沸过的浓NaOH溶液于试管中，用长滴管吸取2mL新制的稀FeSO4溶液，插入试管底部，注入FeSO4溶液，笔者发现得到的絮状沉淀分为两层，下层为白色，上层为灰绿色（见图1）。说明Fe2+ 少量时，下层Fe（OH）2胶体无Fe2+ 吸附，可见到Fe（OH）2的真面目。

（二）验证温度对反应的影响

为了验证假设②，再将试管放入50℃∽60℃的水浴中，惊奇地发现，上层的灰绿色絮状沉淀逐渐变成了白色（实验现象见图2、图3）。这应当是温度升高，胶体吸附能力降低所致。

上述两个实验证明，前面所提出的新制Fe（OH）2呈灰绿色是因其是胶体吸附Fe2+的假设是正确的。因此只要反其道而行之，改变（将少量NaOH溶液挤入过量FeSO4溶液中）传统的实验操作方法，而把少量FeSO4溶液挤入过量NaOH溶液中，即实验过程中，FeSO4溶液少量，NaOH溶液过量，便可得到白色Fe（OH）2沉淀。

（三）验证NaOH溶液浓度对反应的影响

（四）验证FeSO4溶液浓度对反应的影响

四、实验结果分析

从实验现象可知，实验时将氢氧化钠溶液滴入硫酸亚铁溶液中，生成的氢氧化亚铁可以下沉，反之则上浮；采用将8 mol/L的氢氧化钠溶液（煮沸过）滴入硫酸亚铁溶液中，再水浴加热，得到的是白色絮状氢氧化亚铁沉淀，且较长时间不变色，这说明生成的氢氧化亚铁浓度较大且很稳定，实验观察的效果好。

该实验研究重在对化学问题的理性思考，同时也解答了中学化学这一演示实验为何常得不到白色胶状的氢氧化亚铁的原因。研究的过程中体现了化学科学理论对化学实践的指导，可以促进学生发现问题、解决问题、独立思考等科学素养的形成。

【参考文献】

[1]张婉佳，董红霞，黄监民.制备氢氧化亚铁的理论探讨及实验研究[J].化学世界，2014.