【如何制取纯净的FeOH2】在化学实验中,制备氢氧化亚铁(Fe(OH)₂)是一项具有挑战性的任务。由于Fe²⁺在空气中极易被氧化为Fe³⁺,因此要获得纯净的Fe(OH)₂需要严格控制反应条件和操作步骤。以下是对该问题的总结与分析。
一、制取原理
Fe(OH)₂是浅绿色的沉淀物,其生成通常通过可溶性亚铁盐(如FeSO₄)与强碱(如NaOH)发生复分解反应:
$$
\text{FeSO}_4 + 2\text{NaOH} \rightarrow \text{Fe(OH)}_2↓ + \text{Na}_2\text{SO}_4
$$
但由于Fe²⁺容易被空气中的氧气氧化为Fe³⁺,导致产物中含有Fe(OH)₃杂质,因此需采取特殊措施以减少氧化。
二、关键控制因素
| 控制因素 | 说明 |
| 溶液酸碱性 | 避免使用强酸或强碱环境,防止Fe²⁺水解或氧化 |
| 反应温度 | 低温有助于减缓氧化反应 |
| 氧气隔绝 | 使用惰性气体(如N₂)保护反应体系 |
| 反应速度 | 缓慢加入碱液,避免局部过浓引发副反应 |
| 沉淀洗涤 | 用蒸馏水多次洗涤沉淀,去除杂质离子 |
三、实验步骤(简要)
1. 配制FeSO₄溶液:将硫酸亚铁溶解于少量蒸馏水中,并加入少量稀硫酸抑制水解。
2. 通入氮气:在反应前向溶液中通入氮气,排除溶解氧。
3. 缓慢滴加NaOH溶液:在氮气保护下,逐滴滴加氢氧化钠溶液,同时不断搅拌。
4. 快速过滤与洗涤:生成的Fe(OH)₂沉淀立即过滤,并用蒸馏水洗涤数次。
5. 保存方式:将沉淀置于密闭容器中,避免接触空气。
四、注意事项
- Fe(OH)₂在空气中会迅速变色,由白色逐渐变为灰绿色,最终变为红棕色(Fe(OH)₃)。
- 实验过程中应尽量避免光照和剧烈搅拌,以减少氧化。
- 若需长期保存,可将Fe(OH)₂悬浮于油中或密封于惰性气体环境中。
五、结论
要获得纯净的Fe(OH)₂,关键在于控制氧化反应和优化反应条件。通过使用惰性气体保护、缓慢滴加试剂、及时洗涤沉淀等方法,可以显著提高产物的纯度。此过程不仅体现了化学反应的复杂性,也展示了实验操作中对细节的重视。
表:Fe(OH)₂制备关键要素对比表
| 项目 | 说明 | 目的 |
| FeSO₄溶液 | 加入稀硫酸 | 抑制Fe²⁺水解 |
| NaOH溶液 | 慢速滴加 | 减少局部过浓 |
| 氮气保护 | 通入N₂ | 排除O₂,防止氧化 |
| 沉淀洗涤 | 多次用蒸馏水洗 | 去除杂质离子 |
| 保存方式 | 密封避光 | 延长稳定性 |
以上内容为原创总结,结合了化学原理与实验操作经验,旨在提供实用且可靠的制备方法。


