一、問題的提出
2004版的《化學(xué)學(xué)生實驗手冊》第三冊提到：制備硫酸亞鐵晶體的過程中,用稀硫酸好還是用濃硫酸好?我們在實驗室用標簽為“稀硫酸”的溶液跟廢鐵屑反應(yīng),產(chǎn)生大量氣泡,得到淺綠色溶液,但沒有得到晶體.硫酸亞鐵晶體很有用,醫(yī)藥上作補血劑,醫(yī)治缺鐵性貧血.農(nóng)業(yè)上作植物制造葉綠素的催化劑,延長花的色、香等.
二、問題的分析和問題的解決方法
1.分析
得不到晶體的原因可能是：硫酸溶液太稀,硫酸溶液的加入量過多,硫酸亞鐵不容易結(jié)晶.
2.解決問題的方法
等質(zhì)量的鐵屑跟不同濃度的等體積的硫酸溶液反應(yīng)做對比實驗.
三、實驗設(shè)計
1.反應(yīng)原理
Fe+H2SO4=FeSO4+H2
Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4
2.實驗用品
鐵屑、1∶1硫酸溶液（濃硫酸與水的體積比,下同）、1∶2硫酸溶液、1∶3硫酸溶液、1∶4硫酸溶液、1∶5硫酸溶液、1∶6硫酸溶液、1∶7硫酸溶液、1∶8硫酸溶液、1∶9硫酸溶液、1∶10硫酸溶液、稀氫氧化鈉溶液、硫氰化鉀溶液.
燒杯（250mL、50mL）、玻璃棒、漏斗、漏斗架、濾紙、溫度計、酒精燈、鑷子、帶鐵圈的鐵架臺、石棉網(wǎng)、試管、培養(yǎng)皿、膠頭滴管、托盤天平.
3.實驗步驟
（1）原料的處理
把從工廠取來的約100g鐵屑放入250mL燒杯中,加入適量稀氫氧化鈉溶液浸兩天,除去鐵屑表面的油污,把鐵屑取出用水洗滌.
（2）硫酸亞鐵溶液的制取
把8g鐵屑放入50mL燒杯中,加入20mL~30mL稀硫酸,以使稀硫酸浸沒所有鐵屑為度.
加熱,攪拌,用溫度計測量溫度,控制反應(yīng)溫度50℃~80℃,不要煮沸.
用抽風設(shè)備把產(chǎn)生的少量難聞氣體抽走.當有少量氣泡出現(xiàn)時,取少量反應(yīng)液放入試管,滴入兩滴硫氰化鉀溶液,若不變紅,則反應(yīng)液不含F(xiàn)e3+.
（3）硫酸亞鐵溶液的精制
趁熱過濾,得淺綠色溶液.
（4）結(jié)晶法制取硫酸亞鐵晶體
自然冷卻,過濾（濾液保留）,用少量水洗滌,干燥.
（5）把制得淺綠色的硫酸亞鐵晶體放入在一個小廣口瓶中,密封保存.
各次實驗的情況如下表：
硫酸的濃度 現(xiàn)象 反應(yīng)時間（分鐘） 過濾情況 析出晶體情況
1∶1 少量氣泡 超過30 濾紙被溶穿,濾液無色 沒有析出
1∶2 大量氣泡,燒杯壁附有較多黑色物質(zhì) 30 燒杯底、濾紙上有較多灰色晶體 較長時間析出
1∶3 大量氣泡,燒杯壁附有黑色物質(zhì) 17 濾紙上有灰色晶體析出 較長時間析出
1∶4 大量氣泡,燒杯壁附有黑色物質(zhì) 23 玻璃棒、燒杯壁和濾紙有較多晶體析出 較快析出
1∶5 大量氣泡,燒杯壁附有少量黑色物質(zhì) 25 玻璃棒、燒杯壁和濾紙有較多晶體析出 較1∶4的快析出
1∶6 大量氣泡,反應(yīng)液很快出現(xiàn)淺綠色 25 玻璃棒、燒杯壁和濾紙有少量晶體析出 較1∶5的快析出
1∶7 大量氣泡,反應(yīng)液很快出現(xiàn)淺綠色 23 玻璃棒有少量晶體析出,燒杯壁和濾紙中沒有大量晶體析出 快速析出
1∶8 較多氣泡.反應(yīng)液很快出現(xiàn)淺綠色 21 玻璃棒、燒杯壁和濾紙沒有晶體析出 玻璃棒摩擦小燒杯內(nèi)壁析出晶體
1∶9 較多氣泡.反應(yīng)液很快出現(xiàn)淺綠色 40 玻璃棒、燒杯壁和濾紙沒有晶體析出 玻璃棒摩擦小燒杯內(nèi)壁析出晶體
1∶10 較多氣泡.反應(yīng)液較快出現(xiàn)淺綠色 40 玻璃棒、燒杯壁和濾紙沒有晶體析出 用玻璃棒摩擦小燒杯內(nèi)壁也沒有晶體析出
四、結(jié)果和討論
1.結(jié)果
從反應(yīng)時間、過濾情況、析出晶體的速度來看,硫酸跟廢鐵屑制備硫酸亞鐵晶體時硫酸的適宜濃度為1∶7至1∶8之間較為理想.
2.討論
（1）結(jié)晶后的濾液保留,不能浪費.
把小晶體培養(yǎng)成大晶體.我們曾培養(yǎng)出6粒長約25px~50px硫酸亞鐵晶體.濃縮結(jié)晶,增加產(chǎn)量,降低成本.
（2）反應(yīng)后的濾渣要重新利用,降低成本.
（3）要得到高純度的硫酸亞鐵晶體,必須進行重結(jié)晶.
（4）灰色晶體可能是無水硫酸亞鐵.
取少量灰色晶體,加入少量水溶解,滴入氫氧化鈉溶液,出現(xiàn)灰綠色到紅棕色沉淀.
（5）燒杯壁附有黑色物質(zhì)可能是鐵屑表面的發(fā)藍覆蓋物.
（6）玻璃棒與燒杯內(nèi)壁時,產(chǎn)生了結(jié)晶核,玻璃棒摩擦小燒杯內(nèi)壁會析出晶體.
對于提出硫酸亞鐵溶液放到熱水里變成了黃色是因為硫酸亞鐵不穩(wěn)定,繼續(xù)與氧氣反應(yīng)生成了黃色的硫酸鐵溶液,反應(yīng)方程式如下：
12FeSO4+6H2O+3O2==4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓
若繼續(xù)蒸發(fā),則最后生成二氧化硫和氧化鐵,反應(yīng)方程式如下：
2Fe(OH)3 == Fe2O3 + 3H2O(蒸發(fā))
制備硫酸亞鐵晶體的方法過程具體見以下網(wǎng)頁：
希望能幫到您.問一下~~硫酸亞鐵的晶體 正常來說 應(yīng)該是什么形狀的？硫酸亞鐵晶體亦稱為綠礬，是一種化學(xué)物質(zhì)，英文名稱為：ferrous sulfate ，為柱狀或粒狀集合體，呈不規(guī)則塊狀。藍綠色、綠色伴有條痕白色。分子量為278.05 ，pH值為3 ，熔點為64攝氏度，強熱分解 溶于水、甘油，不溶于乙醇。對于上面最后一個方程式的表述錯誤了，是氫氧化鐵溶液蒸發(fā)最后生成氧化鐵和水，水蒸發(fā)掉了，最后剩下氧化鐵。不好意思。