(7)改变加热浓缩的方法:许多教材都只说明了加热浓缩结晶获得摩尔盐,但是加热方法不明确。在实验中我们发现,若采用酒精灯直接加热蒸发皿中的溶液,溶液极易变白而导致实验失败。经验表明,在硫酸亚铁铵的蒸发浓缩过程中,最好使用水浴或蒸汽浴加热缓慢浓缩,而避免使用酒精灯直接强热,同时要尽可能不要搅拌或者偶尔搅拌。这样既可以有利于晶膜的形成,同时也可以避免溶液泛白,一旦溶液变白,则根本无法得到浅绿色晶体,而且后期没有补救办法。值得指出的是,蒸发浓缩过程中不能将溶液蒸干,因为摩尔盐含有较多的结晶水,蒸干后就得不到浅绿色的摩尔盐晶体。
(8)实验的绿色化和安全化:一般教材上均要求一次性在锥形瓶中加入3.0~4.0 g的铁粉(或铁屑)和3.0 mol/L的硫酸20~25 mL,我们认为反应物用量太大,实验中存在以下缺点。首先,前期的铁粉和稀硫酸反应非常剧烈不易控制,容易将反应溶液冲出来,导致反应物损失。第二,产生的H2为易燃易爆气体,存在巨大的安全隐患。第三,反应耗时较长,学生完成一般需要4~5小时。为了克服这些缺点,可以采取下面的措施进行改进。事实上,硫酸亚铁铵的相对摩尔质量很大(392.13 g/mol),因此即使反应物铁粉的用量可以减少为1.0 g,一般仍然可以得到产品4.0~6.0 g产品。由于反应物用量减少,反应时间可以在原来的基础上缩短1~1.5 h,同时可以采用分批(3~4 次)加入铁粉,减缓铁屑和硫酸反应的剧烈程度,使反应易于控制。
4. 结论
本文针对硫酸亚铁铵制备实验中存在废气污染、产率低和颜色不纯的问题, 根据绿色化学和节约经济的原则, 对该实验进行了改进和创新,改进后:(1) 充分利用了工厂废弃物—铁屑,避免使用试剂还原性铁粉,回收了废弃物铁屑,实现了变废为宝;(2)缩短了反应时间,节约了电能;(3)提高了产品产率和产品质量等级,防止了有毒气体的排放对环境造成的污染,而且还实现了实验过程的绿色化。
致谢:衡阳师范学院教学改革研究立项项目(JYKT201203)和湖南省普通高校教学改革研究立项项目(湘教通[2013]223号(序号341))资助。
参考文献:
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