铁实验系列设计

　

涡阳第四中学 安徽涡阳 张勇

　

注射器作为常用化学实验仪器替代品，具有透明、安全、材料易得、价格低廉、易于控制、便于操作等特点。笔者把注射器用于铁实验，在一个注射器中连续做了十个实验，效果良好，尤其是制备Fe(OH)2实验，由于制造了“无氧”环境，得到的白色Fe(OH)2沉淀，保存时间长，现象明显。

1 氢气的制备及燃烧实验

取一透明带针头的注射器，退掉活塞，在注射器筒中装入一用细尼龙布包裹的过量还原铁粉，再安上活塞，然后吸入稀H2SO4溶液，可以看到产生大量H2。用手触摸注射器壁，发烫，说明该反应是放热反应。发生的反应为：

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑(放热反应)

在针头处接一根一次性输液管，即可用排水法收集H2。检验H2纯度后，在针头上点燃H2，可看到长5cm的蓝色火焰。

2 Fe2+的性质、Fe(OH)2和Fe(OH)3沉淀的制备实验

上面实验中待注射器中慢慢产生H2时，在针头上插上一块橡皮，封闭注射器。随着气体的产生活塞后移，可从针头放出一些H2再封闭直至不再产生气体为止。此时，还原铁粉未被全部溶解，振荡注射器。溶液呈浅灰色，过一会，把注射器针头朝下去掉橡皮块，滴入酸性KMnO4溶液中，可以看到KMnO4溶液紫色褪去。然后把注射器针头迅速插入已配制好的NaOH溶液中，慢慢吸入NaOH溶液，可以看到有白色的Fe(OH)2沉淀生成。用橡皮封住针头，由于在“无氧”的“氢气环境”中，白色Fe(OH)2沉淀可以保存很长时间，便于学生观察。发生反应为：

Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓

去掉针头上的橡皮，排出H2，多次抽吸空气，注射器中Fe(OH)2沉淀由白色变为灰绿色，最后变为红褐色。发生的化学反应为：

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

3 Fe3+的生成及性质实验

取出尼龙布袋把上面注射器针头插入并吸取稀H2SO4溶液，可以看到红褐色Fe(OH)3沉淀慢慢溶解，直至全部溶解为止，溶液呈黄色。把注射器中溶液分别滴加到淀粉KI试纸上和KSCN溶液中，可以看到淀粉KI试纸变黄，KSCN溶液变成血红色。再用注射器吸取浓度较大的KBr溶液，充分振荡，后吸取CCl4，振荡，针头朝下静置，溶液分层，CCl4层显橙红色，说明有单质Br2生成，推动活塞可分出水溶液层和CCl4层。发生的反应为：

Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O

2Fe3++2I-=2Fe2++I2

2Fe3++2Br-=2Fe2++Br2

Fe3++SCN-=[Fe(SCN)]2+

可见，在上面实验设计中注射器具有试管、吸管、滴管、气体发生器和分液漏斗等仪器的多种功能，可推广到其它试验中去，扩大其应用范围。