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摘要：Fe2+有还原性，容易被氧气氧化而变质，怎样才能保护Fe2+，从而使其长时间保存呢?笔者从配制FeSO4溶液时的注意事项和如何制备Fe(OH)2两方面探讨保护Fe2+的措施。
关键词：Fe(OH)2 制备方法 氢氧化铁 高中 化学实验 实验改进 实验设计
Inquires into the ferrous iron(Fe2+) protection
Liu Fushuo
Abstract：Fe2+ has the reducibility，deteriorates easily by the oxygen oxidation，how can protect Fe2+，thus causes its long time preservation? How the author from compounds when the FeSO4 solutions the matters needing attention and prepares the Fe(OH)2 two aspects to discuss protects the Fe 2+measure.
Keywords：The Fe(OH)2 Preparation method Hydroxide of iron High school Chemistry experiment Experiment improves The experiment to design
【中图分类号】G633.8 【文献标识码】B
【文章编号】1009-9646(2009)04-0097-02
Fe2+有还原性，容易被氧气氧化而变质，怎样才能保护Fe2+，从而使其长时间保存呢?下面我从配制FeSO4溶液时的注意事项和如何制备Fe(OH)2两方面探讨保护Fe2+的措施。
1.配制FeSO4溶液时的注意事项
在配制FeSO4溶液时首先应该用加热煮沸过的蒸馏水，以减少溶解在水中的O2。另外要加入少量铁粉防止氧化，加入少量稀硫酸抑制水解。若要临时配制FeSO4溶液，最好在溶液中再滴入几滴植物油以避免FeSO4与空气的接触。
2.实验室制备Fe(OH)2
氢氧化亚铁化学式为Fe(OH)2，分子量89.866。白色固体，难溶于水。密度3.4g/cm3。受热易分解。溶于酸，不溶于碱。易被氧化。用碱溶液跟亚铁盐溶液反应可制得。但不易制得纯物，因Fe(OH)2在空气中迅速被氧化，变成灰绿色最后变成红褐色的Fe(OH)3。
Fe(OH)2是不溶于水的白色固体，通常状况下，易被空气中的氧气氧化而变质。实验室制备Fe(OH)2要解决的主要矛盾是防止Fe(OH)2被氧化，从而能较长时间的保存。
现行教材中有关Fe(OH)2的制备是用新制的硫酸亚铁和氢氧化钠溶液反应来制取，是高中化学的一个传统实验，也是一个难点实验。由于该反应的装置是一个开放的反应体系，所以实际上只能观察到瞬间的Fe(OH)2白色沉淀(几乎分辨不出)，真可谓是昙花一现。若要较长时间观察到白色沉淀的生成并使氢氧化亚铁沉淀能长时间保持白色沉淀的状态，关键在于减少影响氢氧化亚铁沉淀生成的各种因素。首要的因素就是减少溶液中氧气的含量，只有减少溶液中氧气的含量，才有可能制得白色的氢氧化亚铁沉淀；其次就是要隔绝溶液与空气的接触，以免刚生成的氢氧化亚铁沉淀又被新溶解于溶液中的氧气所氧化；再次就是尽可能减少中间过程，这样有利于减少反应物与空气的接触，也就是减少了溶液中溶解氧气的机会，从而达到充分减少溶液中氧气含量的目的。为了达到以上的要求，本文设计了如下两种制备Fe(OH)2的方法，这两种实验方案是在教学过程中经过验证的，所设计实验原理易懂、装置组装简单、操作安全、现象明显，在教学中很有说服力。具体实验过程与各步的分析如下：
方法一：采用加热煮沸的方法除去蒸馏水中溶解的O2，并用该蒸馏水新配制的NaOH溶液、稀H2SO4，以及铁屑等制备。
如右图装置中，试管Ⅰ里加入的试剂是适量的铁屑和稀H2SO4。试管Ⅱ里加入的试剂是适量的NaOH溶液。
在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，塞紧塞子后，打开止水夹，一段时间后，对Ⅱ中短玻璃管口的氢气进行验纯，之后夹紧止水夹。这样在试管Ⅱ中就能观察到有白色絮状沉淀生成。
发生的反应是：
Fe2++2OH-= Fe(OH)2↓
[对比实验]若实验开始时，先夹紧止水夹，则在试管Ⅱ中会观察到生成的白色沉淀会迅速变成灰绿色，最终变成红褐色。
发生的反应是：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
生成的Fe(OH)2被氧气氧化了。
方法二：用鐵作阳极电解NaCl溶液。如图所示：x、y为电源的两极，分别为正极和负极。a、b为电解池的两极，其中a是铁片作阳极与x正极相接，b是碳棒作阴极与y负极相接，Z为NaCl溶液。接通电源，观察到的现象为：铁片不断溶解，碳棒附近有无色气体放出，电解池中有白色絮状沉淀生成。发生反应的电极反应式为：
阳极：Fe-2e-=Fe2+
阴极：2H++2e-= H2↑
总反应式：Fe+2H2O通电Fe(OH)2↓+H2↑
阴极不断有H2放出，在还原性环境中，就可以看到白色沉淀不断生成、长大的过程，而且还能较长时间保持白色。
[对比实验]反应一段时间后，将x、y与a、b反接，即碳棒作阳极与正极相接，Fe作阴极与负极相接来电解NaCl溶液。接通电源，观察到的现象为：上述生成的白色沉淀会迅速变成灰绿色，最终变成红褐色。此时的阳极电极反应式为：2Cl-——2e- =Cl2↑。生成的Cl2有强氧化性，将Fe(OH)2迅速氧化成了Fe(OH)3。
为了能很好的保护二价铁，我们必须采取一定的措施，创造一个还原性的环境或尽量隔绝它与空气的接触，这样有关二价铁的一些物质就能较长时间保存而不变质了。
参考文献
[1] 高中化学读本，第二册，第三节 铁，人民教育出版社
[2] 2003年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试试题(第33题)
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
关键词：Fe(OH)2 制备方法 氢氧化铁 高中 化学实验 实验改进 实验设计
Inquires into the ferrous iron(Fe2+) protection
Liu Fushuo
Abstract：Fe2+ has the reducibility，deteriorates easily by the oxygen oxidation，how can protect Fe2+，thus causes its long time preservation? How the author from compounds when the FeSO4 solutions the matters needing attention and prepares the Fe(OH)2 two aspects to discuss protects the Fe 2+measure.
Keywords：The Fe(OH)2 Preparation method Hydroxide of iron High school Chemistry experiment Experiment improves The experiment to design
【中图分类号】G633.8 【文献标识码】B
【文章编号】1009-9646(2009)04-0097-02
Fe2+有还原性，容易被氧气氧化而变质，怎样才能保护Fe2+，从而使其长时间保存呢?下面我从配制FeSO4溶液时的注意事项和如何制备Fe(OH)2两方面探讨保护Fe2+的措施。
1.配制FeSO4溶液时的注意事项
在配制FeSO4溶液时首先应该用加热煮沸过的蒸馏水，以减少溶解在水中的O2。另外要加入少量铁粉防止氧化，加入少量稀硫酸抑制水解。若要临时配制FeSO4溶液，最好在溶液中再滴入几滴植物油以避免FeSO4与空气的接触。
2.实验室制备Fe(OH)2
氢氧化亚铁化学式为Fe(OH)2，分子量89.866。白色固体，难溶于水。密度3.4g/cm3。受热易分解。溶于酸，不溶于碱。易被氧化。用碱溶液跟亚铁盐溶液反应可制得。但不易制得纯物，因Fe(OH)2在空气中迅速被氧化，变成灰绿色最后变成红褐色的Fe(OH)3。
Fe(OH)2是不溶于水的白色固体，通常状况下，易被空气中的氧气氧化而变质。实验室制备Fe(OH)2要解决的主要矛盾是防止Fe(OH)2被氧化，从而能较长时间的保存。
现行教材中有关Fe(OH)2的制备是用新制的硫酸亚铁和氢氧化钠溶液反应来制取，是高中化学的一个传统实验，也是一个难点实验。由于该反应的装置是一个开放的反应体系，所以实际上只能观察到瞬间的Fe(OH)2白色沉淀(几乎分辨不出)，真可谓是昙花一现。若要较长时间观察到白色沉淀的生成并使氢氧化亚铁沉淀能长时间保持白色沉淀的状态，关键在于减少影响氢氧化亚铁沉淀生成的各种因素。首要的因素就是减少溶液中氧气的含量，只有减少溶液中氧气的含量，才有可能制得白色的氢氧化亚铁沉淀；其次就是要隔绝溶液与空气的接触，以免刚生成的氢氧化亚铁沉淀又被新溶解于溶液中的氧气所氧化；再次就是尽可能减少中间过程，这样有利于减少反应物与空气的接触，也就是减少了溶液中溶解氧气的机会，从而达到充分减少溶液中氧气含量的目的。为了达到以上的要求，本文设计了如下两种制备Fe(OH)2的方法，这两种实验方案是在教学过程中经过验证的，所设计实验原理易懂、装置组装简单、操作安全、现象明显，在教学中很有说服力。具体实验过程与各步的分析如下：
方法一：采用加热煮沸的方法除去蒸馏水中溶解的O2，并用该蒸馏水新配制的NaOH溶液、稀H2SO4，以及铁屑等制备。
如右图装置中，试管Ⅰ里加入的试剂是适量的铁屑和稀H2SO4。试管Ⅱ里加入的试剂是适量的NaOH溶液。
在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，塞紧塞子后，打开止水夹，一段时间后，对Ⅱ中短玻璃管口的氢气进行验纯，之后夹紧止水夹。这样在试管Ⅱ中就能观察到有白色絮状沉淀生成。
发生的反应是：
Fe2++2OH-= Fe(OH)2↓
[对比实验]若实验开始时，先夹紧止水夹，则在试管Ⅱ中会观察到生成的白色沉淀会迅速变成灰绿色，最终变成红褐色。
发生的反应是：Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
生成的Fe(OH)2被氧气氧化了。
方法二：用鐵作阳极电解NaCl溶液。如图所示：x、y为电源的两极，分别为正极和负极。a、b为电解池的两极，其中a是铁片作阳极与x正极相接，b是碳棒作阴极与y负极相接，Z为NaCl溶液。接通电源，观察到的现象为：铁片不断溶解，碳棒附近有无色气体放出，电解池中有白色絮状沉淀生成。发生反应的电极反应式为：
阳极：Fe-2e-=Fe2+
阴极：2H++2e-= H2↑
总反应式：Fe+2H2O通电Fe(OH)2↓+H2↑
阴极不断有H2放出，在还原性环境中，就可以看到白色沉淀不断生成、长大的过程，而且还能较长时间保持白色。
[对比实验]反应一段时间后，将x、y与a、b反接，即碳棒作阳极与正极相接，Fe作阴极与负极相接来电解NaCl溶液。接通电源，观察到的现象为：上述生成的白色沉淀会迅速变成灰绿色，最终变成红褐色。此时的阳极电极反应式为：2Cl-——2e- =Cl2↑。生成的Cl2有强氧化性，将Fe(OH)2迅速氧化成了Fe(OH)3。
为了能很好的保护二价铁，我们必须采取一定的措施，创造一个还原性的环境或尽量隔绝它与空气的接触，这样有关二价铁的一些物质就能较长时间保存而不变质了。
参考文献
[1] 高中化学读本，第二册，第三节 铁，人民教育出版社
[2] 2003年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试试题(第33题)
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文