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彩票开奖查询快速制备硫酸亚铁晶体的方法

发布时间 2021-01-13 00:53

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  2011 年第 2 期 SHIYANJIAOXUEYUYIQI 实验设计与技术 快速制备硫酸亚铁晶体的方法 石慧芳 北京市十八中学 (100078 ) 量少时可用图 2 所示的装置处理尾气 , 既能加大气 体与吸收液的接触面积 , 又能防倒吸 。 现行高三化学教材中关于硫酸亚铁制备实验的 一些关键步骤不明确 ,没有详细说明硫酸合适的物质 的 量 浓 度 、废 铁 屑 的 质 量 、确 切 的 反 应 时 间 等 ,彩票开奖查询也 没 有提示实验会产生大量有害尾气 , 学生实验时若没 有配备尾气处理装置 , 则易造成实验室空气污染 。 此 外 , 硫酸亚铁制备时间很长 , 一节课内看不到晶体析 出的结果 , 甚至不析出 , 导致实验失败率很高 。 笔者经过多次摸索后对实验装置进行了改进 , 给 出了 制 备 硫 酸 亚 铁 的 最 佳 反 应 物 浓 度 和 用 量 、 反 应时间和晶体析出时间 , 达到了室内空气无污染 、 实 验操作时间短 、 晶体析出快 、 产率高 、 干燥快的效果 ; 产品洁净 , 可充分回收并用于其他硫酸盐和铁盐性 质的实验 。 一 、 反应物的最佳用量 图1 实验装置 1. 4 g 市售小铁钉或废弃小铁钉 。 小铁钉需要先 用体积分数为 10%的碳酸钠溶液清除油渍 ,如果有铁 锈需要先酸洗除锈 。 过量的铁和硫酸反应会加快速 度 ,反 应 后 细 渣 少 ,过 滤 时 不 易 堵 塞 滤 纸 孔 ,可 提 高 过滤速度 ; 未反应完的铁钉易于清洗 、 称量和回收 。 图2 实验装置 图3 实验装置 三 、 过滤装置 用实验室常规的过滤装置趁热过滤硫酸亚铁时 , 需要的时间较长 , 容易使溶液温度降低 , 晶体结晶析 出 , 并且部分硫酸亚铁易被氧化 。 为了避免过滤造成 的晶体损失和氧化 , 实验时用图 3 所示的装置过滤 , 反应后立即将浅绿色混合液倒入漏斗 , 具支试管支管 端用洗耳球多次吸气可加快过滤速度 ,1~2 min 即可 完成操作 ( 量大的话可用布氏漏斗过滤 )。 四 、 冷却结晶 将具支试管放入装有冷水的大烧杯内 , 静置冷 却 1~2 min 即可观察到 滤 液 中 析 出 大量 浅 绿 色 的 硫 酸亚铁晶体 ,10 min 达到最大量 。 若预先在过滤前把 具 支 试 管 放 入 盛 有 冷 水 的 锥 形 瓶 内 ( 防 倾 倒 ), 可 进 一步加快晶体的析出速度 。 回收晶体时也可使用装置 3 , 将晶体混合溶液倒 入漏斗内 , 再次用洗耳球加快过滤速度 , 用滤纸将晶 体吸干 , 放在广口瓶中密封保存 。 这种产品洁净 , 可 用于配制其他硫酸盐和铁盐溶液 。 2. 15 mL 4.6 mol/L 硫酸 。 当 H2SO4 溶液的物质的 量浓度低于 4.6 mol/L 时反应速率较慢 , 硫酸亚铁晶 体析出的时间较长 ; 物质的量浓度高于 5.0 mol/L 时 , 晶体易在滤纸上析出 , 不利于观察 ;7 mol/L 以上的硫 酸容易使金属表面钝化 、 损坏滤纸 。 二 、 反应装置和尾气处理 硫酸亚铁易被空气氧化为硫酸铁 ,为提高产品纯 度 , 同时避免大量有害气体散逸到空气中 , 可选用单 孔胶塞和 100 mL 小锥形瓶组成密闭体系 。 水浴温度 保持在 70~80 ℃ 时能明显提高反应速度 (60~64 ℃ 时 硫酸亚铁的溶解度最大 ),彩票开奖查询 析出量也会增加 。 加热 10~ 15 min ( 反应液蒸发量较 小 , 不 需 要补 充 酸 和 水 ) 时 , 铁钉剩余量平均为 60% 左右 , 可防止硫酸亚铁被空 气氧化 , 反应装置如图 1 所示 。 铁 与 硫 酸 反 应 产 生 的 尾 气 主 要 是 H2, 其 次 是 SO2,H2S ,H3P 等刺激性尾气 , 可用废 NaOH 溶 液来 吸 收酸性气体 , 如图 1 所示 。 如果实验次数少 ,H2 的产 · 36 ·

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