[实用新型]一种制备氢氧化亚铁沉淀的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于化学学科教学实践领域，具体是涉及一种制备氢氧化亚铁沉淀的装置。

背景技术

高中化学教师在演示用硫酸亚铁溶液和氢氧化钠溶液，制备白色的氢氧化亚铁实验时，往往得到的是灰绿色沉淀，并非白色沉淀。对于这一现象，化学老师普遍解释为是氢氧化亚铁被溶液中溶解的氧气氧化所致。

为了排除溶液中溶解氧的影响，在氢氧化钠溶液中和硫酸亚铁溶液中均加入Vc注射液以消耗掉溶液中溶解的氧气(除消耗溶解的氧气外Vc并不参与其他反应)，用溶解氧传感器检测确定无氧后，将硫酸亚铁溶液滴加到氢氧化钠溶液中，观察是否有灰绿色出现。将含有 0.1mol/L硫酸亚铁溶液(滴有2滴Vc注射液)的滴定管，插入到氢氧化钠溶液(滴有2滴 Vc注射液)液面下，缓慢滴加硫酸亚铁溶液，产生的白色沉淀迅速变为灰绿色。因此，使用溶解氧含量均为零的氢氧化钠溶液与硫酸亚铁溶液反应，白色沉淀依然迅速变为灰绿色，说明沉淀颜色的变化并不是由氧气所引起的。

另外，氢氧化亚铁的制备实验的改进装置有很多，有些改进实验可以长时间看到白色沉淀，但实验结果并不尽如人意，现选取了比较典型的三个实验进行分析。

①、植物油隔绝空气的改进装置

利用植物油隔绝试管中的氢氧化钠空气，硫酸亚铁溶液插入到氢氧化钠溶液液面下进行实验。也有人认为将氢氧化钠溶液滴加到硫酸亚铁溶液中效果更好，但经过重复该实验同样不能长时间看到白色絮状沉淀。

②、运用氢氧化钠乙醇溶液与0.1mol/L硫酸亚铁溶液反应

有作者使用氢氧化钠乙醇溶液(饱和，下同)与0.1mol/L硫酸亚铁溶液反应可以长时间看到白色沉淀，经过重复该实验发现确实如此。但是，利用实验方法验证沉淀成分，发现该白色沉淀并不是氢氧化亚铁沉淀，而是硫酸钠。

验证方法一：传统化学实验分析

步骤1：过滤出制得的白色沉淀，并使用乙醇清洗后。加入一定量的水，发现白色沉淀溶解，得到无色溶液；步骤2：用铂丝对该无色溶液进行焰色反应，发现火焰颜色呈黄色，说明溶液中含有钠离子；步骤3：往步骤1所得的无色溶液中加入过量1mol/L盐酸溶液，再滴加几滴0.1mol/L氯化钡溶液，出现白色沉淀，说明溶液中含有硫酸根离子。步骤4：往氢氧化钠乙醇溶液中，滴加0.1mol/L的硫酸溶液，也出现了白色沉淀。结论：氢氧化钠乙醇溶液与硫酸亚铁溶液反应，生成的白色沉淀中含有硫酸钠。

验证方法二：XRD检测法

待测样品XRD峰形峰位与标准卡片(78—2076)吻合，呈立方晶系。衍射峰从左到右分别对应于立方相的(110)、(111)、(200)、(220)、(311)及(222)晶面。除Na₂SO₄的衍射峰外，没有发现Fe(OH)₂的衍射峰。结论：白色沉淀为硫酸钠，而非氢氧化亚铁沉淀

③、碳酸氢钠与硫酸亚铁反应制备

有文章认为使用碳酸氢钠与硫酸亚铁溶液在橡胶管中反应，可长时间看到白色氢氧化亚铁沉淀。现选取文章中的可以看到白色沉淀的最佳浓度进行实验即1.5mol/L碳酸氢钠与1 mol/L硫酸亚铁。在白色橡胶管中加入10mL、1.5mol/L碳酸氢钠溶液，使用注射器缓慢地注射约1mL、1mol/L的硫酸亚铁溶液，可以看到溶液中有大量气泡产生，同时可以较长时间看到白色沉淀。但是，往溶液中鼓入空气后，白色沉淀仍不变色，由此引起了实用新型人对于白色沉淀的质疑，实用新型人认为该白色沉淀有可能是碳酸亚铁而不是氢氧化亚铁。

实用新型内容

为了解决传统制备制备强氧化亚铁方法存在无法得到白色沉淀的缺点，本实用新型提供了一种制备氢氧化亚铁沉淀的装置，可以制备出长时间存在的氢氧化亚铁白色沉淀。

为解决本实用新型的技术问题，所采用的技术方案为：一种制备氢氧化亚铁沉淀的装置，由原料预处理及溶解氧含量检测装置和沉淀制备装置组成；

原料预处理及溶解氧含量检测装置包括烧杯和溶解氧传感器，烧杯内盛放制备原料，溶解氧传感器底端伸入烧杯中，其探测的溶解氧数值通过数据采集器传输至处理设备中，处理设备显示溶解氧数值；氮气导管通过一个铁夹安装在铁架台上，氮气导管的末端伸入烧杯中；