小小注射器可以帮大忙

张高豪

摘要：探索用最少的试剂、最简易的装置、最便捷的操作制备氢氧化亚铁，用于课堂演示。利用注射器提供的封闭环境可以制得象棉花团一样的洁白蓬松固体，并能长时间保存。

关键词：氢氧化亚铁;制备实验;注射器;改进

文章编号：1008-0546（2019）12-0088-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2019.12.027

氢氧化亚铁的制备是高中化学一个难做的实验，有不少对本实验进行成功改进的案例。但尝试时仍有难度，有的做不成功，有的装置不好制作，有的操作不简捷。能否找到一种方法，用最少的试剂、最简易的装置、最便捷的操作制得氢氧化亚铁，并长时间观察到白色沉淀，用于课堂演示呢？对此实验进行了如下探索。

一、实验原理

由于Fe（OH）2极易被氧化，所以防氧化是关键。制亚铁溶液、制NaOH溶液和制Fe（OH）2的各步操作中尽可能减少与氧气的接触，在注射器提供的封闭环境中有利于制Fe（OH）2。

二、实验用品

铁粉、浓盐酸、NaOH固体、30mL注射器、橡胶塞、试管、烧杯、药匙、胶头滴管、温度计、烧水壶

三、实验过程

1.实验步骤

（1）制FeCl2溶液

用铁粉与稀硫酸制FeSO4溶液，反应比较缓慢。改用铁粉与浓盐酸制FeCI2溶液，有研究表明用FeCI2溶液代替FeSO4溶液制Fe（OH）2，沉淀保持白色的时间更长。将2g铁粉加入试管，再加入3mL浓盐酸，反应剧烈，生成的氢气和反应迅速放出的热量都可以驱赶氧气，再加热水稀释溶液到试管口附近。

如果用橡胶塞封闭试管，由于试管内不断生成氢气，会将塞子弹起;改用纸团封试管口，封闭效果不佳;又改用带有注射器针头的橡胶塞，使试管内外空气通过注射器针头小孔相连（如图1）。针头内滴入几滴水可以起到液封作用，试管内的氢气可以出来，空气不能进入试管，具有单向导气能力。

反应时间要充足，让绝大部分酸反应掉，否则生成的FeCl2溶液浓度小，导致制得的Fe（OH）2量少，现象不明显。剩余的酸也会溶解Fe（OH）2，影响实验效果。

当试管中不再有大量气泡生成时，可以振荡试管或颠倒试管，让铁粉与酸充分接触。由于试管很长，铁粉很快会沉降，上层为清液，不会影响使用。

（2）制NaOH溶液

如果在试管或烧杯中制NaOH溶液，接触空气机会就多，改为在注射器中制。拔掉注射器活塞，加入3g NaOH固体，装上活塞，压实固体，缓缓吸入热水10mL，排尽注射器中的空气，制约8mol·L^-1NaOH溶液。把注射器的针头扎在橡胶塞上，封闭针头。

分别用80℃、65℃、50℃、25℃的热水配制NaOH溶液，结果表明：温度高生成的Fe（OH）2能长时间保持白色，低温时易生成灰绿色沉淀。但温度太高注射器中的溶液易喷出。

（3）制Fe（OH）2

①在试管中实验

先加NaOH溶液，再加FeCl2溶液，生成的固体上浮，反之下沉。猜想刚生成的Fe（OH）2很蓬松，体积大，密度小于NaOH溶液，所以上浮。把NaOH溶液浓度稀释到原浓度的1/2、1/4，重复实验，生成固体分别在溶液的中部和下部，白色固体很快变灰绿色，之后都下沉（如图2）。

②在注射器中实验

在注射器中制好NaOH溶液后，吸取FeCl2溶液5mL，迅速把针头扎在橡胶塞上封闭针头，观察现象（如图3）。

2.試验改进要点

（1）用铁粉与浓盐酸制FeCl2溶液，加开水稀释至试管口附近，用带注射器针头的塞子封闭试管，反应时间1-2小时，制得浓度约0.dmol·L^-1FeCl2溶液。

（2）在规格为30mL的注射器（如图4）中，用3gNaOH固体和65°C的热水10mL制约8 mol·L^-1NaOH溶液。

（3）在上述含有NaOH溶液的注射器中缓缓吸入Fecl2溶液制得Fe（OH）2，用橡胶塞封闭针头，最大限度地减少与氧气的接触。

四、实验效果评价

1.利用了注射器的优点。医用注射器是医疗用品，通常不作为化学实验器材。注射器具有传统实验仪器无法替代的优点，能在实验改进中发挥重要作用。

2.适合课堂演示。生成的Fe（OH）2白色固体象棉花团一样洁白蓬松，轻轻倒转注射器时白色固体会来回漂动，且在注射器中白色保持时间长，能让学生清晰观察到Fe（OH）2的本色。

3.好复制易推广。装置、试剂和操作最简单，实验现象明显。把握好反应物浓度、热水的温度、反应时间、反应物来源是关键。