双氧水与FeCl2反应的最佳浓度配比及反常现象分析
2015-03-13卢博迪
卢博迪 田 婷
(南京师范大学教师教育学院 江苏 南京 210097)
一、问题的提出
Fe2+与Fe3+的相互转化是铁及其化合物的重要化学性质,教学中常用双氧水与氯化亚铁溶液反应来表现Fe2+转化为Fe3+,预期的实验现象是:浅绿色的氯化亚铁溶液中滴入无色的双氧水后转化为黄色的三氯化铁溶液。但实际操作中常常会出现溶液变红褐色、有大量气体逸出、甚至出现沉淀等“反常”现象。为寻找双氧水与氯化亚铁溶液反应的最佳配比,并对“反常”现象加以解释, 笔者分别取了不同浓度的双氧水和氯化亚铁溶液进行了四组实验,并利用pH 传感器、温度传感器、X-射线衍射等对实验现象进行了分析。
二、实验探索
饱和FeCl2溶液配制过程:
经查,FeCl2在20℃时的溶解度为64.5g, 换算成FeCl2·4H2O 为151.7g, 精确称量15.096g FeCl2·4H2O固体溶于10mL 蒸馏水中, 配制成体积为18.8mL 的FeCl2饱和溶液,此时溶液的浓度为c=4.035mol·L-1。
[实验一]
实验过程: 取浓度分别为4mol·L-1、1mol·L-1、0.1mol·L-1、0.01mol·L-1的FeCl2溶液各2mL, 将30%的过氧化氢(pH=3.67)逐滴滴加至上述溶液中,测定反应前后溶液的pH,观察现象并记录:

表1 30%过氧化氢滴加不同浓度FeCl2 溶液的现象记录
用KSCN 检测,生成物均含有氧化产生的Fe3+,且除4 号实验外,均呈现明显放热现象。
由试管1 中的实验现象笔者发现向氯化亚铁饱和溶液(4mol·L-1)中滴加30%的过氧化氢时,生成了棕黄色沉淀。这一现象似乎反常,因为此时溶液是较强酸性的(pH=0.93),并不在Fe(OH)3生成的pH 范围内。为探究试管1 中沉淀(以下简称混合物A)是什么,笔者进行了以下实验:
[实验二]
取混合物A 适量于另一洁净试管中, 滴加蒸馏水,沉淀溶解生成红褐色胶体,测pH 为1.27,后再滴加浓盐酸至再次出现棕黄色浑浊,测pH 为0.93。……
