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基于正交实验的氢氧化亚铁制备实验的改进

2021-11-25许玮凡蔡文联

化学教与学 2021年8期

许玮凡 蔡文联

摘要:设计装置简单、操作简便、现象明显的氢氧化亚铁制备,并以氢氧化钠溶液的浓度、酸溶液的浓度、反应溶液的外界温度为变量,设计正交实验,在确保白色沉淀产生时间持久的同时,探究课堂制备氢氧化亚铁的最佳演示实验效果.关键词:氢氧化亚铁制备;正交实验;条件优化

文章编号:1008-0546(2021)08-0095-03

中图分类号:G632.41

文献标识码:B

doi: 10.3969/j.issn. 1008-0546.2021.08.025

一、问题的提出

铁及其化合物的性质实验,是《普通高中化学课程标准》要求的学生必做实验,在人教版高一化学第一册第三章第一节铁及其化合物的学习中,教材关于氢氧化亚铁的制备提供的实验方案为,在试管中加入少量FeSO4溶液,然后滴加NaOH溶液。教科书对该实验现象的描述与解释分别为,生成的白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,一段时间后变成红褐色,这是因为白色的Fe(OH)2被溶解在溶液中的氧气氧化成了红褐色的Fe( OH)3”。然而,在实际课堂的演示操作中,学生往往很难观察到稳定的白色沉淀,绝大多数观察到的是灰绿色的沉淀,这与学生的认知存在冲突。

笔者通过分析文献发现,大部分学者认为影响Fe(OH)2制备过程中的主要影响因素是氧气的存在,包括空气中的氧气与溶液中的溶解氧,为了解决上述问题,已有的优化方案主要包括装置避氧、试剂避氧和操作避氧等。

①装置避氧,常见方式为向装置内通入氮气或采用注射器排液,以排除空气的干扰。除此之外,慕世斌[2]利用硫酸铁盐与碳酸氢盐的双水解反应,借助产生的二氧化碳气体来避免空气中氧气的进入,使氢氧化亚铁能够被稳定观察。……

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