氢氧化亚铁（通用12篇）
氢氧化亚铁 篇1
2003年全国高考理综33题 (22分) 考查了氢氧化亚铁的制备, 有很多专家也在不断探究氢氧化亚铁制备的方案、可行性、原理等, 笔者在这里呈现的是组织学生在生本高效课堂模式下整合信息技术对该实验进行探究的过程。
一、呈现制备氢氧化亚铁的常规方案
1. 多媒体投出, 学生回答, 师生共选定
反应原理:盐+碱→新碱+新盐。试剂:可溶性亚铁盐溶液—FeCl2溶液、FeSO4溶液等;可溶性碱溶液—Na OH溶液、KOH溶液、氨水等。师生选定FeSO4+2NaOH=Fe (OH) 2↓+Na2SO4;Fe2++2OH-=Fe (OH) 2↓。
实验操作:将NaOH溶液滴入FeSO4溶液中, 先演示并讲解, 力求规范基本操作, 然后各组实验, 强化试管、胶头滴管的使用及液体药品的取用等基本操作。
2. 结合实验, 学生描述实验现象, 多媒体投出
有白色沉淀生成, 迅速变成灰绿色, 震荡后灰绿色变深, 试管壁上生成红褐色物质。
二、呈现教师引领下学生设计、展示并交流制备氢氧化亚铁的改进方案
1. 小组内讨论出现上述现象的原因
氢氧化亚铁很不稳定、极易被氧化, 空气中的氧气很快将其部分氧化:4Fe (OH) 2+O2+2H2O=4Fe (OH) 3↓。因此制备实验的关键是创造“无Fe3+、无O2”的环境, 防止氢氧化亚铁被氧化。改进措施:分析可能有氧气的各种情况, 除去Fe3+、驱逐O2, 想方设法避免与空气接触。
2. 给出学生分组设计实验方案的要求
以小组为单位, 各抒己见提出实验方案, 全组讨论, 最后统一方案, 全组分工协作, 记录实验现象和实验中遇到的问题。然后各组根据实验制成小课件展示设计的方案:一生结合多媒体课件和实物投影仪讲解实验装置、实验现象及结果处理, 一生展示实物, 一生在黑板上画装置图, 其他学生质疑交流。
3. 小课件1, 多媒体投出方案一 (如图1所示)
仪器药品:石棉网、烧杯、三脚架、玻璃棒、药匙、注射器、酒精灯、浓硫酸、NaOH固体、铁粉。
操作步骤:
(1) 煮沸蒸馏水50 mL备用。
(2) 稀释浓硫酸, 稍冷趁热吸少量于已有1 g还原铁粉的10 mL针筒中, 震荡, 缓慢推动活塞至挤出少量液体。
(3) 取约1 gNaOH固体送入另一针筒内, 吸入煮沸过的蒸馏水5 mL, 使其充分溶解, 利用溶解放出的热气把空气排除, 缓慢推动活塞至挤出少量液体。
(4) 把针头插入 (2) 中的注射器内, 慢慢挤压活塞, 使FeSO4溶液和NaOH溶液充分接触, 发现有白色絮状沉淀, 黑色铁粉继续溶解并伴随着大量气泡冒出。
相关反应:F e+H2SO4=FeSO4+H2↑;Fe SO4+2Na OH=Fe (OH) 2↓+Na2SO4
优点: (1) 尽量避免了Fe3+的生成。 (2) 尽量赶走O2, 防止了与O2的接触, 白色沉淀可保存2～3天。 (3) 废物 (注射器) 回收再利用, 环保, 密封性好。
缺点:铁粉难以完全溶解, 影响白色沉淀的观察。
4. 小课件2, 多媒体投出方案二 (如图2所示)
仪器药品:试管、量筒、酒精灯、胶头滴管、试管夹、药匙、镊子、纸槽、还原铁粉、稀硫酸 (1:5) 、NaOH固体。
有关操作与步骤及注意事项:
(1) 首先向左端洁净的具支试管中加入适量的还原铁粉, 加入6 mL稀硫酸 (1:5) , 如图2所示组装好仪器, 打开止水夹a, 微微加热。
(2) 反应后有气泡冒出, 用一条燃着的木条靠近B短管部分, 产生蓝色火焰说明气体是H2, 则整套装置充满H2。
(3) 夹紧止水夹, A试管中继续反应产生的气体将FeSO4溶液压入B中, 产生白色沉淀。
优点:现象明显, 反应放出的H2可以较长时间阻碍空气的进入, 长时间保持Fe (OH) 2不变色。
缺点:操作复杂, 装置对气密性要求高, H2直接进入空气中, 没有得到较好的回收利用。
学生情绪高涨, 纷纷提出改进方案, 如有的学生提出:此实验中H2携带杂质直接进入空气中会产生刺鼻气味且浪费, 可以在试管口加一个气球用来收集H2, 正符合当下“废物利用, 绿色环保”的主题。学生现场制作Flash动画进行模拟, 激发了学生用信息技术解决化学问题的欲望。
5. 小课件3, 多媒体投出方案三 (如图3所示)
仪器药品:稀盐酸、稀硫酸、FeSO4晶体、镊子、滤纸、小刀、铁钉数枚、烧杯2只、胶头滴管。
操作步骤:
(1) 提前一天将铁钉放入盛有稀盐酸的小烧杯中, 以除去铁锈。
(2) 向另一烧杯中加入约3 gFeSO4晶体, 加水溶解, 并将 (1) 中已除去铁锈的铁钉 (防止FeSO4水解) 放入其中, 再滴入8滴稀硫酸。
(3) 待无气泡冒出时向烧杯中加入钠, 观察到溶液底部有大量白色沉淀, 与液面接触的烧杯壁上出现灰绿色、红褐色。
相关反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;FeSO4+2NaOH=Fe (OH) 2↓+Na2SO4
学生求助其他组员:本实验反应时间长, 液面与空气接触, 部分沉淀被氧化, 请大家提出改进措施。
学生讨论交流后确定改进方案:可在试管中进行该反应, 加橡皮塞, 用导管导出产生的H2并用气球收集备用, 避免O2进入。问题是在试管中钠反应剧烈, 容易引起爆炸。经上网查阅资料得知:钠球上方的空气被H2赶走至极稀少时, 这种燃烧将难于进行, 爆炸便无从发生。因此上述改进措施可行。
6. 小课件4, 多媒体投出方案四 (如图4所示)
仪器药品:铁片、碳棒、电解槽、酒精灯、学生电源、三脚架、石棉网、导线、Na2SO4溶液、稀盐酸、植物油、火柴。
操作步骤:
(1) 加热Na2SO4溶液, 除去O2。
(2) 将电极放入稀盐酸溶液中除去氧化层。
(3) 将Na2SO4溶液倒入电解槽加入几滴植物油, 以隔绝O2。
(4) 按图4所示装置接通直流电源, 将电压调至4～6V, 打开电源。
现象:两极间产生了白色沉淀, 碳棒上有大量气体冒出, 铁片逐渐溶解且下部出现黑色不溶物。
相关反应:
阴极:2H2O+2 e-=H2↑+2OH-, 阳极:Fe-2e-=Fe2+, 阴极附近产生的OH-与阳极溶解产生的Fe2+结合生成Fe (OH) 2, Fe2++2OH-=Fe (OH) 2↓。
优点:阴极产生的还原性气体H2排出了溶液中的O2且阻止了空气中的O2进入溶液, 可以较长时间保留Fe (OH) 2白色沉淀。
缺点:铁片杂质较多, 电极下有黑色物质, 现象不明显。
三、结束语
学生是学习的主人, 结合信息技术手段增大了课堂容量, 学生的动手能力、观察能力、总结概括能力、表达能力、协作能力都有所提高。课代表根据课堂表现公布最佳小组团队, 信息技术社团用摄像机镜头记录精彩的课堂, 同步投放在大屏幕上, 激起了学生的自豪感和荣誉感。教师及时表扬激励学生, 鼓励他们以课堂为舞台, 努力学习, 不断探究。
参考文献
[1]宋心琦.普通高中课程标准实验教科书化学必修1[M].北京:人民教育出版社, 2010.
[2]乔国才.普通高中课程标准实验教科书化学必修1:教师教学用书[M].北京:人民教育出版社, 2010.
[3]吴明胜.探究制备氢氧化亚铁的实验方法[J].化学教育, 2010 (9) :79.
[4]矫可庆.金属钠与水反应的发散探究[E B/O L].[2011-11-07].http://www.pep.com.cn/gzhx/gzhxjs/jxyj_1/czsxjxyjjscg/201111/t20111107_1078804.htm.
氢氧化亚铁 篇2
一：氢氧化钠检测概述（003）
科标无机检测中心提供氢氧化钠检测、氢氧化钠纯度检测、氢氧化钠成分检测、氢氧化钠含量检测等相关分析、检测服务。氢氧化钠，俗称烧碱、火碱、片碱、苛性钠（香港亦称“哥士的”），为一种具有高腐蚀性的强碱，一般为片状或颗粒形态，易溶于水并形成碱性溶液，另有潮解性，易吸取空气中的水蒸气。用途很广，如制造肥皂、纸浆、人造丝，整理棉织品，精炼石油，提炼煤焦油产物等。制法有电解法和化学法两种。
二：氢氧化钠的主要用途
氢氧化钠用途极广。用于制祁虽溶液、造纸浆、肥皂、染料、人造丝、制铝、石油精制、棉织品整理、煤焦油产物的提纯，以及食品加工、木材加工及机械工业等方面。
使用氢氧化钠最多的部门是化学药品的制造，其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。另外，在生产染料、塑料、药剂及有机中间体，旧橡胶的再生，制金属钠、水的电解以及无机盐生产中，制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等，也要使用大量的烧碱。三：主要检测产品
碳酸钙、无水高氯酸锂、工业过硫酸盐产品、工业氯化钙、工业用高纯氢氧化钠、化纤用氢氧化钠、工业硼化物、工业硼酸、工业用氢氧化钠、工业碳酸钠、工业用合成盐酸、工业硝酸 浓硝酸、工业硫酸、工业氢氧化镁、工业氢氧化钙、副产盐酸、工业碳酸氢钠、工业高锰酸钾、工业氯化钙等。碳酸钙、无水高氯酸锂、工业过硫酸盐产品、工业氯化钙、工业用高纯氢氧化钠、化纤用氢氧化钠、工业硼化物、工业硼酸、工业用氢氧化钠、工业碳酸钠、工业用合成盐酸、工业硝酸 浓硝酸、工业硫酸、工业氢氧化镁、工业氢氧化钙、副产盐酸、工业碳酸氢钠、工业高锰酸钾、工业氯化钙等。
四：主要检测项目
氢氧化亚铁制备实验的再探究 篇3
关键词：氢氧化亚铁；绿锈；水合物；实验探究
文章编号：1005–6629（2015）2–0056–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
氢氧化亚铁制备实验是高中化学中的重要演示实验之一。为制得白色的氢氧化亚铁，专家作了大量研究，取得很大进展。由于实验条件难以控制，制备氢氧化亚铁时产生的沉淀有时呈现白色，有时灰绿色，有时墨绿色。专家对绿色物质的争议颇多，如上海虹口区鲁迅中学张旭旻老师和重庆巴蜀中学的朱华英老师认为绿色物质是水合氢氧化亚铁[1]；河北秦皇岛市第一中学的李俊生老师[2]、张英锋老师[3]，邢台学院化学系孟哲[4]等老师则认为是绿锈。绿色物质究竟为何种物质？它是如何形成的？有没有更好的方法制得氢氧化亚铁，并使之长久保存？笔者利用注射器的密封性能好的优点改进氢氧化亚铁的制备，并探究“绿色物质”的成分，寻求能较长时间保存氢氧化亚铁的制备方法。
1 氢氧化亚铁的制备
为防止空气中的氧气的干扰，同时能较长时间地保存沉淀并观察沉淀的变化，笔者利用两支注射器制作了如图1所示的密封反应装置来制备氢氧化亚铁。
注射器A吸入反应液后用硅胶塞封口，再用注射器B将另一反应液缓慢推入到注射器A中，使两溶液混合反应。
为保证实验的顺利进行，笔者对反应液进行了如下处理：
（1）溶液除氧处理。配制氢氧化钠溶液和硫酸亚铁溶液所用蒸馏水先煮沸再冷却以除去水中的溶解氧。氢氧化钠溶液在反应前再进行一次除氧处理。
（2）防Fe2+被氧化的处理。配制硫酸亚铁溶液加入Vc（100mL溶液中加入半片Vc）防止Fe2+被氧化，加入稀硫酸抑制Fe2+水解。实验前用KSCN溶液检测无Fe3+方可实验。
实验一 用两种不同的滴加方法制取氢氧化亚铁。
方法1：在注射器A中吸入4mL 0.5 mol/L硫酸亚铁溶液，通过注射器B缓慢推入1 mol/L氢氧化钠溶液1mL，得沉淀a。
方法2：在注射器A中吸入4mL 1 mol/L氢氧化钠溶液，通过注射器B缓慢推入0.5 mol/L硫酸亚铁溶液1mL，得沉淀b。
2 两种沉淀成分的探究
两种方法得到的沉淀放置后的颜色变化如下表：
分析：方法1中制得的氢氧化亚铁，在受热情况下分解速率加快，生成的FeO歧化反应速率也加快，故颜色会较快地转变。而方法2得到的“绿锈”相对稳定，受热情况下不发生明显变化。
上述实验进一步证明：在溶解氧含量较大的环境中氢氧化亚铁易迅速转化为相对较稳定的“绿锈”；在溶解氧含量低的环境中氢氧化亚铁会缓慢形成少量绿锈，同时由于氢氧化亚铁的分解、FeO的歧化，会转化生成铁和四氧化三铁。
3 氢氧化亚铁制备的合理方法探究
上述实验分析可以看出常规的溶液处理均无法避免氧气对氢氧化亚铁的影响。为进一步消除氧气的影响，需对上述实验方法作进一步的改进。方法如下：
（1）将方法1、方法2制得的混合液静置。生成的氢氧化亚铁可以除去溶液中的溶解氧，所以可以认为清液中的溶解氧为零。
（2）用针筒从混合液中抽取两种清液。方法1得到的清液中含有较大量的硫酸亚铁溶液，方法2得到的清液中含有较大量的氢氧化钠溶液。
（3）将两种清液在密封反应器中混合，可制得白色的氢氧化亚铁，可保持半小时不变色。
利用两种不同滴液方法制得氢氧化亚铁的同时，获得充分除氧的氢氧化钠溶液和硫酸亚铁溶液，两者混合可得相对较长时间保持白色的氢氧化亚铁，但由于无氧条件下氢氧化亚铁的分解、FeO的歧化等原因，氢氧化亚铁白色沉淀在隔绝空气的无氧环境中依然无法长久保存。
综上所述，制备氢氧化亚铁所涉及的问题是很复杂的，同时由于很难将溶液中的溶解氧全部除去，现有手段又无法阻止氢氧化亚铁的歧化，所以在实验室中基本无法制得长久保存的白色氢氧化亚铁。
参考文献：
[1][5]朱华英. Fe（OH）2制备过程中出现的绿色物质究竟是什么[J].化学教育，2004，（8）：59.
[2][6][7][8][9]李俊生，胡志刚.对氢氧化亚铁制备的几个疑难问题的研究[J].化学教学，2011，（11）：68.
[3]张英锋，马子川，李顺军.也谈灰绿色物质――绿锈的组成[J].化学教育，2009，（1）：71.
[4]孟哲.制备Fe（OH）2过程中出现的绿色物质[J].化学世界，2006，（7）：445.
阻燃用特殊形貌氢氧化镁 篇4
目前实际应用的阻燃剂品种繁多, 主要有卤系、有机磷系、磷-氮系、有机硅系及无机类的铝系、镁系、硼系、锑系、钼系、锡系等。其中, 卤系 (重点是溴系) 阻燃剂是目前世界上产量和用量最大的有机阻燃剂。但使用有机阻燃剂的合成材料, 在大火中散发出有毒气体和浓烟, 使火场能见度低, 给消防和救护造成严重困难, 甚至使人、畜中毒死亡。又由于有机阻燃剂价格较贵, 也使它的应用受到限制。特别是在欧洲, 由于受到环境保护组织的压力, 有机卤阻燃剂正以3%的速度逐年递减。因此开发研制高效、抑烟、低毒的无机阻燃剂将愈来愈受到用户的青睐。
氢氧化镁是目前正在推广的无公害无机阻燃剂, 其在生产、使用和废弃过程中均无有害物质排放, 不影响树脂电气绝缘性, 而且还能中和燃烧过程中产生的酸性与腐蚀性气体, 是一种环保型绿色阻燃剂。氢氧化镁热分解温度高达340℃左右, 比目前常用的无机阻燃剂氢氧化铝高出近140℃, 可以使添加氢氧化镁的合成材料承受更高的加工温度, 利于加快挤塑速度, 缩短模塑时间, 同时亦有助于提高阻燃效率, 并且氢氧化镁阻燃剂与聚合物的其他传统添加剂如着色剂、抗氧剂、紫外吸收剂、增强剂、润滑剂等具有兼容性, 因此氢氧化镁可广泛用于聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、高抗冲聚苯乙烯和ABS等领域, 用作塑料和各种修饰材料的阻燃剂, 又因其具有特效的消烟、灭弧、抗静电作用, 氢氧化镁还可用于电缆、家电等的制备材料中。另外氢氧化镁粒径细, 对设备磨损小, 利于延长加工设备使用寿命, 同时原料易得, 生产成本低。
我国近年来合成高分子材料发展迅速, 按照发达国家经验估计, 塑料阻燃剂年用量将达到75万吨以上, 若其中无机阻燃剂占50%, 而氢氧化镁阻燃剂占无机阻燃剂30%左右, 则每年需要氢氧化镁阻燃剂就达11万吨多, 可见我国氢氧化镁发展潜力巨大。
我国化工建材的快速发展对阻燃剂的要求特别是对无毒、抑烟型阻燃剂的需求将更为迫切。结合我国不同的资源条件和市场需求, 发展氢氧化镁阻燃剂以及开发复合型氢氧化镁阻燃剂新技术已是当务之急。
技术特点与成熟程度
一般的氢氧化镁沉淀是无定形颗粒、比表面积大, 因而晶粒间有很强的凝聚成团性, 在制备过程中难以过滤, 并使其在高分子材料中分散性很差, 难以与有机树脂相亲和, 这就使得普通氢氧化镁作为阻燃剂填充到塑料中时, 对材料的物理机械性能影响很大, 而且加到高分子材料中后由于相容性差使整个高分子混合物的加工性能恶化。因而作为阻燃剂的氢氧化镁根据用途不同必须是晶化良好、片状结晶或长径比大于20的纤维状晶须。氢氧化镁阻燃剂生产中主要有两大难题需要解决:形貌控制和过滤性能。
针对以上问题, 我们课题组进行了大量的调研, 在反复进行理论分析和实验验证的基础上, 选定了以晒盐苦卤为原料, 氢氧化钠为中和剂, 辅以晶习改变剂经水热处理制备氢氧化镁的工艺路线, 成功制备出了具有特殊形貌 (规则六方片状) 、粒径均匀、结晶良好的氢氧化镁。
本工艺具有以下技术特点:
(1) 选择合适的晶习改变剂, 有效地控制了氢氧化镁晶体的生长。
(2) 采用高压水热合成技术, 制备出规则六方片状氢氧化镁产品。
(3) 改善了氢氧化镁的过滤性能, 提高了产品的转化率, 可实现循环生产。
(4) 形成的生产工艺流程短, 条件易于控制, 产品稳定, 生产过程无三废, 同时解决了晒盐苦卤的排放问题。
我们研制的片状氢氧化镁为平均粒径1.0μm左右的六方片状, 宽厚比大于10, 粒度均匀, 比表面积小于14m2/g, 并且生产成本低, 工艺简单, 其技术水平达到了国外同期产品先进水平。
合作方式
技术转让。
单位:山东大学科技开发部
地址:山东济南山大南路27号
邮编:250100
氢氧化钠的变质 篇5
氢氧化钠没密封保存会因吸收空气中的二氧化碳，生成碳酸钠而变质。2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O.检验是否变质,就相当于检测是否有Na2CO3了。
氢氧化钠的变质存在这样三中情况：
（1）没有变质；（成分NaOH）
（2）部分变质；（成分NaOH 和Na2CO3）
（3）完全变质。（成分Na2CO3）
一、证明变质：
取少许固体物质溶于水，配成溶液与试管中；可分别向其中滴加酸、碱、盐溶液中的一种。
（1）取少许固体物质溶于水，配成溶液与试管中，向其中滴加稀盐酸或稀硫酸，如果产生气泡，说明已经变质。
原理：碳酸钠会与酸反应生成二氧化碳气体，而氢氧化钠与酸反应没有明显现象。Na2CO3+2HCl=== 2NaCl+H2O+ CO2↑；
NaOH+HCl== NaCl+H2O
（2）取少许固体物质溶于水，配成溶液与试管中，向其中滴加氢氧化钡溶液或氢氧化钙溶液，如果产生白色沉淀，说明已经变质。
原理：碳酸钠会与氢氧化钡或氢氧化钙反应生成白色沉淀，而氢氧化钠与氢氧化钡或氢氧化钙不反应，没有明显现象。
Na2CO3+Ba(OH)2== BaCO3↓+ 2NaOH；NaOH+ Ba(OH)2≠
（3）取少许固体物质溶于水，配成溶液与试管中，向其中滴加氯化钡溶液或氯化钙溶液（或硝酸钡等其他可溶性钙盐、钡盐溶液），如果产生白色沉淀，说明已经变质。
原理：碳酸钠会与氯化钡或氯化钙反应生成白色沉淀，而氢氧化钠与氯化钡或氯化钙不反应，没有明显现象。Na2CO3+BaCl2== BaCO3↓+ 2NaCl；NaOH+ Ba Cl2≠
二、确定成分
1.没有变质（成分NaOH）的探究方法：取少许固体物质溶于水，配成溶液置与试管中，向其中滴加氯化钡或氯化钙看到溶液无变化，滴无色酚酞试液显红色，说明没变质；Na2CO3+BaCl2== BaCO3↓+ 2NaCl ；NaOH+ Ba Cl2≠
2.部分变质（成分NaOH 和Na2CO3）的探究方法：取少许固体物质溶于水，配成溶液与试管中，向其中滴加足量的氯化钡或氯化钙溶液，溶液变浑浊，向反应后的溶液滴加无色酚酞试液，溶液显红色，说明是部分变质；Na2CO3+BaCl2== BaCO3↓+ 2NaCl
3.完全变质（成分Na2CO3）的探究方法：取少许固体物质溶于水，配成溶液与试管中，向其中滴加足量氯化钡或氯化钙溶液，溶液变浑浊，向反应后的溶液滴加无色酚酞试液，溶液不变色，说明完全变质。Na2CO3+BaCl2== BaCO3↓+ 2NaCl
注意：氢氧化钠和变质后的碳酸钠溶液都呈碱性，不用稀盐酸或稀硫酸，是因为稀盐酸或稀硫酸与碳酸钠反应的同时也会和氢氧化钠发生反应；不用氢氧化钡或氢氧化钙溶液代替氯化钡等，是因为氢氧根离子会对探究造成干扰。NaOH+HCl== NaCl+H2O
Na2CO3+Ba(OH)2== BaCO3↓+ 2NaOH
三、除去杂质
取样品溶于水，配成溶液与试管中，向其中滴加适量的氢氧化钡溶液或氢氧化钙溶液，然后过滤，就得到氢氧化钠溶液，在蒸发，就得到氢氧化钠固体。Na2CO3+Ba(OH)2== BaCO3↓+ 2NaOH
注意：不用稀盐酸或稀硫酸，是因为稀盐酸或稀硫酸与碳酸钠反应的同时也会和氢氧化钠发生反应，而且会生成氯化钠或硫酸钠，引入新的杂质；不用氯化钡或氯化钙溶液代替氢氧化钡等，是因为与碳酸钠反应，生成氯化钠，引入新的杂质。
Na2CO3+2HCl=== 2NaCl+H2O+ CO2↑；
NaOH+HCl== NaCl+H2O
Na2CO3+BaCl2== BaCO3↓+ 2NaCl
四、测定纯度
取样品溶于水，配成溶液与试管中，可分别向其中滴加足量的酸、碱、盐溶液中的一种。通过计算生成的气体或沉淀的质量，计算碳酸钠的质量，进而计算纯度。
五、相应考题：
1、2009年河南中招23题(3)为探究一瓶氢氧化钠固体的变质情况，同学们进行了如下实验。
①取少量该固体样品置于试管中，向其中加入一种无色溶液，发现有气泡产生，说明该样品中含有碳酸钠，由此可确定该固体已发生变质。则无色溶液可能是。
②为探究该固体中是否还有未变质的氢氧化钠，同学们又进行了如下表所示的实验。已知碳酸钠的水溶液呈碱性，它的存在会对氢氧化钠的检验造成干扰。请根据右图部分物质的溶解性表(20℃)所提供的信息，将下表填写完整。
解析：
第(3)小题①考查碱的化学性质和分析推理能力，NaOH变质是NaOH和空气中的CO2作用，生成了Na2CO3和H2O，检验NaOH是否变质实际上是检验NaOH中是否含有Na2CO3，酸可以选用HCl，H2SO4等；第(3)小题②要想探究该固体中是否还有未变质的氢氧化钠，根据下表实验步骤，必须先除去碳酸钠，再检验是否还有未变质的氢氧化钠。因此，题目综合分析难度稍高，隐藏了先除杂后检验信息。除去碳酸钠，即把碳酸根转化成气体或沉淀。根据本题情况，若加入酸，把碳酸根转化成气体，会影响下一步对氢氧化钠的检验，所以只能设法把碳酸根转化成沉淀。根据物质的溶解性表信息知，可以加入氢氧化钡或可溶性钡盐。但加入氢氧化钡影响下一步对氢氧化钠的检验，因此只可加入硝酸钡或氯化钡溶液。（注：此题物质的溶解性表中没有钙离子，实际上可溶性钙盐也可以）。
氢氧化钠固体变质
氢氧化钠固体置于空气中既能吸收水分而潮解，又能与空气中二氧化碳反应而变质，探究有关氢氧化钠变质的问题，由于对学生思维能力及知识综合运用能力要求较高，大多数学生解答此类问题往往比较困难，本文将从以下三个方面展开探究：
探究一：氢氧化钠能否与二氧化碳反应：
氢氧化钠与二氧化碳反应时，并无明显现象说明反应的发生，所以探究上述反应能否发生，成为同学们较难掌握的知识点之一，此类探究实验常见方法如下：
方法1：取少量纯净的氢氧化钠溶于水，向其中通入二氧化碳气体后，再向所得溶液中滴入足量的稀盐酸，如有气泡产生，则说明氢氧化钠能和二氧化碳反应。
分析：如果氢氧化钠不与二氧化碳反应，则滴入的稀盐酸将与氢氧化钠反应，化学方程式如下： HCl + NaOH ==== NaCl +H2O
根据上述反应推测，应无气泡产生。
气泡的产生是因为如下反应的发生：
Na2CO3 + 2HCl === 2NaCl + H2O + CO2↑
而反应物中的碳酸钠正是由于氢氧化钠和二氧化碳反应产生的，即：
2NaOH + CO2 ==== Na2CO3 + H2O
方法2：在两个体积相同的软塑料瓶中分加充满二氧化碳气体，再分别向其中滴入等体积的水和和氢氧化钠溶液，振荡，观察到滴加氢氧化钠溶液的塑料瓶变瘪的程度比加水的塑料瓶大，说明氢氧化钠能和二氧化碳反应。
分析：我们知道，二氧化碳能溶于水且能与水发生反应，二氧化碳的上述性质往往对证明氢氧化钠能否与二氧化碳反应造成一定的干扰，通过上述对比实验则较好解决了这一难题。
点拨：证明一个无明显现象的化学反应的发生，思路如下：①根据化学反应的本质，证明有某种新物质生成（如方法1）；②证明某种反应物量的减少或完全消失（如方法2）。
另由于生成的碳酸钠溶液呈碱性，所以不宜用指示剂来证明氢氧化钠能否和二氧化碳反应。
探究二：氢氧化钠固体是否变质：
根据“探究一”的学习，不难看出探究此类问题的重点是证明样品中是否有碳酸钠，常见方法如下： 方法1：取少量固体样品溶于水后，再向所得溶液中滴入过量的稀盐酸，如有气泡产生，则氢氧化钠固体已变质。
分析：将固体溶于水，是利用溶液中进行的化学反应速度比较快；加入过量的稀盐酸是为了避免可能存在的氢氧化钠的干扰，因为盐酸也能和氢氧化钠反应，并且当溶液中同时存在氢氧化钠和碳酸钠时，往往中和反应先发生，原因如下：如盐酸和碳酸钠先反应，则反应生成的二氧化碳还能与溶液中的氢氧化钠反应又生成碳酸钠。
方法2：取少量固体样品溶于水后，再向所得溶液中滴入饱和澄清石灰水，如溶液中产生白色沉淀，则氢氧化钠固体已变质。
分析：产生白色沉淀是因为发生了如下的反应：
Na2CO3 + Ca(OH)2 ====CaCO3 ↓+ 2NaOH
而溶液中可能存在的氢氧化钠对此现象无干扰，但由于氢氧化钙溶解性的原因，有时还会用氢氧化钡溶液，则会使上述现象更加明显。
方法3：取少量固体样品溶于水后，再向所得溶液中滴加氯化钙溶液，如溶液中产生白色沉淀，则氢氧化钠固体已变质。
分析：产生白色沉淀是因为发生了如下的反应：
Na2CO3 + CaCl2 === CaCO3 ↓+ 2NaCl
由于氢氧化钙微溶于水，所以上述方法中氯化钙溶液浓度如果太大，则氯化钙和氢氧化钠反应生成的微溶于水氢氧化钙可能对实验造成一定的干扰，如用氯化钡溶液则可避免干扰。
点拨：解决此问题的思路是充分利用溶液中碳酸钠的化学性质：碳酸钠能与某些酸、碱、盐反应，当然还要考虑氢氧化钠的存在对探究的干扰。
探究三：探究氢氧化钠固体的变质程度：
根据“探究二”的学习，可解决探究氢氧化钠固体是否变质，但氢氧化钠是完全变质还是部分变质的探究则一般采用如下方法：
方法1：取少量固体样品溶于水后，再向所得溶液中滴加过量氯化钙溶液，充分反应后，将生成的沉淀过滤，再向滤液中再滴入几滴无色酚酞试液，如酚酞试液变为红色，则氢氧化钠固体部分变质；如酚酞试液不变色，则氢氧化钠固体完全变质。
分析：由于氯化钙与碳酸钠发生如下反应：
Na2CO3 + CaCl2 === CaCO3 ↓+ 2NaCl
过滤后，溶液中的溶质一定有生成的氯化钠和过量的氯化钙，而它们的水溶液都不能使酚酞试液变色，如酚酞试液变色，则过滤后的滤液中还有碱性物质，只能是氢氧化钠。
点拨：解决“探究三”问题的思路与解决“探究二”问题的思路正好相反：“探究二”是证明氢氧化钠固体中是否存在碳酸钠，而“探究三”则是证明碳酸钠固体中是否存在氢氧化钠。另不可用澄清石灰水代替氯化钙溶液，除因为过量石灰水对实验有干扰外，反应生成的氢氧化钠（化学方程式如下）对实验也有干扰。
Na2CO3 + Ca(OH)2 ====CaCO3 ↓+ 2NaOH
方法2：取少量固体样品将其置于烘箱中将水分烘干，用天平称其质量,再取等质量的纯净的碳酸钠，分别放在两只烧杯中，再将盛有固体的烧杯放在左、右托盘上，将天平调至平衡，再向两只烧杯中分别加入等质量的稀盐酸，至都无气泡产生为止，如果天平任处于平衡状态，则氢氧化钠固体完全变质；如果天平两边不平衡，则氢氧化钠固体部分变质。
分析：如氢氧化钠完全变质，则两边烧杯中的固体都是纯净的碳酸钠，它们与盐酸发生如下反应： Na2CO3 + 2HCl === 2NaCl + H2O + CO2↑
通过计算不难得出产生的二氧化碳质量相等，所以天平任处于平衡状态；而如果天平两边不平衡，则两边产生的二氧化碳质量不等，即烘干后的样品中还有氢氧化钠。
点拨：定量研究方法是科学研究的重要方法之一。化学家们用定量的方法对化学变化进行研究，发现了许多化学变化的重要规律。作为一名初中生如能掌握这一方法，往往会使同学们平时认为难以解决的问题迎刃而解，如区别碳酸钠和碳酸钾等。
一、氢氧化钠变质问题（NaOH与Na2CO3）
1、兴趣小组同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分，进行了有关实验。请你与他们一起完成以下探究活动：
【对固体猜想】
猜想1：全部是NaOH；猜想Ⅱ：全部是Na2CO3；猜想Ⅲ：是NaOH和Na2CO3混合物。
【实验和推断】
(1)若现象a为有气泡产生，则加入的A溶液是反应的化学方程式是。
(2)若A是Ca(OH)2溶液，现象a有白色沉淀，现象b为无色酚酞试液变红色，则白色沉淀为(填化学式)，该实验(填“能千或“不能”)说明样品中有NaOH。
(3)若A是CaCl2溶液，当实验现象a为b为，则猜想Ⅱ成立。
【反 思】久置的氢氧化钠变质的原因是(用化学方程式表示)。
2、同学们在学习碱的化学性质时，进行了如图所示的实验。
（1）写出甲实验中盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式。
（2）乙实验中滴加氢氧化钠溶液后，可观察到的现象是。
（3）丙实验中观察到试管内有白色沉淀产生。
（4）实验结束后，同学们将甲、乙、丙三个实验的废液倒入同一个干净的废液缸中，最终看到废液浑浊并呈红色，产生疑问。
【提出问题】 废液中含有哪些物质？
【交流讨论】①一定含有的物质：碳酸钙、指示剂、水和（写物质名称）。
②还含有能使废液呈碱性的物质。能使废液呈碱性的物质是什么？同学们有如下猜想。
小云认为：只有碳酸钠小红认为：只有氢氧化钙小林认为：是氢氧化钠和碳酸钠
【实验设计】小方想用氯化钙溶液来验证小云、小红、小林的猜想。查阅资料获悉氯化钙溶液呈中性，并设计如下实验。请你将小方的实验设计补充完整。
【反思拓展】 在分析化学反应后所得物质的成分时，除了考虑生成物外还需考虑。
3、某中学九年级的同学在探究酸碱盐的性质实验中。小骆同学用紫色石蕊来检测碳酸钠、氢氧化钠、硫酸和食盐水的酸碱性。实验结束后将废液先后倒入废液缸后发现整缸废液显示蓝色。（全部填化学式）⑴请同学们帮小骆判断一下废液中一定含有物质。（酸碱指示剂与水不用考虑）
⑵为了进一步确定废液的组成，小骆继续设计了后续实验（见下图）
若本次实验中，小骆选用的试剂A为Ca(NO3)2溶液，则最终可以确定废液组成是。
⑶若本次实验中，小骆选用的试剂A为Ba(OH)2，请你预测实验最终的现象
4、某纯碱样品中含有少量氯化钠杂质，现用下图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数（铁架台、铁夹等在图中均已略去）。实验步骤如下：①按图连接装置，并检查气密性；②准确称得盛有碱石灰（固体氢氧化钠和生石灰的混合物）的干燥管D的质量为83.4g；③准确称得6g纯碱样品放入容器b中；④打开分液漏斗a的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；⑤打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为85.6g。试回答：
（1）若④⑤两步的实验操作太快，则会导致测定结果__（填“偏大”或“偏小”）；
（2）鼓入空气的目的是______________________，装置A中试剂X应选用___；
（3）若没有C装置，则会导致测定结果_____（填“偏大”或“偏小”）；
（4）E装置的作用是___________________________________；
（5）根据实验中测得的有关数据，计算出纯碱样品Na2CO3的质量分数为______（计算结果保留一位小数）。
二、生石灰变质问题[CaO、CaCO3与Ca(OH)2]
１、刘军同学发现了一个在空气中敞口放置了很长一段时间的盛放CaO的广口瓶．他对该瓶中物质产生了浓厚的兴趣，希望通过实验的方法弄清楚其成份：
（1）【提出问题】该瓶中的物质可能是什么物质呢？
（2）【建立假设】刘军同学认为有7种可能：①全部是CaO；②全部是Ca（OH）2；③全部是CaCO3；
④是CaO与Ca（OH）2的混合物；⑤是Ca（OH）2与CaCO3的混合物；⑥是CaO与CaCO3的混合物；⑦是CaO、Ca（OH）2与CaCO3的混合物．
但是，其中有些假设是不合理的，例如“②全部是Ca（OH）2”的假设就不合理，你认为它不合理的原因是。
（3）【收集证据】
①查阅资料，氧化钙是一种常用的食品干燥剂，与水反应的过程中会放出大量的热．为了证明该物质中含有氧化钙，刘军同学设计了如下的实验方案：
取适量广口瓶中物质样品到烧杯中，加入足量的水，搅拌后静置，在烧杯中上层清液里滴入2滴无色的酚酞试液，观察现象．
结论：烧杯中液体变成红色，证明该样品中含有氧化钙
你认为他设计的实验方案合理吗？理由是什么？，②请写出你设计的实验方案：
③为了验证该物质中含有CaCO3，可以选择稀盐酸，可以取适量的样品到试管中，再向试管中加入适量的稀盐酸，观察现象．如果该样品中含有CaCO3，观察到的现象为，发生反应的化学方程式为：。
２、刘丽同学在某食品包装袋内取出一小袋干燥剂，上面写着“干燥剂，主要成分为生石灰”．她将这袋干燥剂全部倒人一定量水中，充分搅拌后过滤，得到白色沉淀和滤液．
（1）刘丽同学测定了滤液的酸碱度，你认为结果可能是。
（2）刘丽同学又对白色沉淀的组成提出了以下假设：
假设l是CaO和CaCO3的混合物
假设2是Ca（OH）2和CaCO3的混合物
假设3只有CaCO
3假设4只有Ca（OH）
2其中假设不合理。
（3）为了判断其他几种假设的合理性，刘丽同学继续进行实验：
①取少量沉淀放在试管中，加人稀盐酸，出现气泡，该反应的化学方程式为：。由此可否定假设。
②为了得到最后结论，她再取少量沉淀放在另一支试管中，加少量水振荡、静置后，滴入酚酞试液，显红色，说明只有假设合理。
3、小明同学在家吃饼干时，发现包装袋内有一个装有白色颗粒状固体A的小纸袋，上面写着“生石灰干燥剂，请勿食用”。他将小纸袋拿出来放在空气中，经过一段时间后，发现纸袋内白色颗粒黏在一起成为块状固体B。请你与小明一起对块状固体B进行探究。
（1）猜想：块状固体B中可能含有的物质是：。
（2）探究实验一：小明把固体B的粉末加入盛有少量水的试管中，振荡、静置，得到上层清夜C和白色固体D。小明拿住吸管往C中吹气，发现溶液变浑浊，他由此认定B中肯定有氢氧化钙。你认为他的判断对吗？请说明理由。
（3）探究实验二：为弄清D的组成，小明取一些D加入醋酸中，发现固体溶解，同时有气体产生，他由此判断D的成分为碳酸钙。你认为他的判断对吗？
请说明理由：。
（4）你认为要弄清楚固体D的组成还需要做什么实验？请说明操作方案、现象与结论。
A．操作方案
高中化学氢氧化铝教学思考 篇6
关键词 氢氧化铝 化学性质 实验探究 两性氢氧化物
中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2015）17-0030-02
此次课针对的学生高中初入学，实际上是初中化学知识技能储备的学生。由于初中化学已经学习到金属的初步知识，并且简单介绍了金属铝的致密氧化膜阻止铝进一步与氧气反应，所以，将本节课的重点放到氢氧化铝的两性的探究上，从学生的实验基础和对氢氧化铝的酸性的强烈好奇的心理角度来分析，应该可以收到良好的效果。
另外，本节课设计的探究实验操作是滴管实验，让学生先自行设计实验方案然后分组实验，并分析结果进而自己得出结论。这有利于培养学生学习化学的兴趣和学好化学的信心。
一、整体设计
三维目标
知识与技能 1. 预期氢氧化铝的两性并设计实验证明。2. 掌握实验室制取氢氧化铝的方法。3. 思考铝离子的实验室鉴定方法。
过程与方法 1. 学习判断两性化合物的方法，并运用到设计实验中去。2. 掌握正确的制取氢氧化铝的方法，学会分析实验成败的原因。3. 自主—探究—体验—合作，对问题的过程进行理性思考。4. 学会科学的实验方法，灵活控制变量进行研究。
态度与观念 1. 以实践问题的解决创设实验，体验通过实验发现物质性质的过程。2.预期氢氧化铝两性并验证，加深对化学的元素观和分类观的认识。3. 分析铝的存在形式之间的转化，学会辨证和发展地认识事物。
二、教学过程探究思考
教学方法和思路
采用实验探究法，引导学生自主探究；运用：问题——实验事实——讨论——结论——应用这一模式进行。
结合实际巧设问题引入，创设探究情景
具体教学思路如下：
由胃药等引入氢氧化铝，由氧化铝的两性猜测氢氧化铝的两性并设计实验验证猜测的正确性。探究两性前，先让学生自己设计实验制取氢氧化铝。学生在制取氢氧化铝的过程中将自行发现氢氧化铝可以溶解于强碱的事实。再用制取的氢氧化铝进行溶于酸的实验，得出氢氧化铝两性的结论。并得出铝和铝离子已经偏铝酸根离子之间的简单转化关系。用设计实验鉴定明矾中铝离子的存在作为课后思考。
教师再设问根据“性质决定用途，用途反应性质”的基本思想方法，通过生活中和前面章节对铝的学习，观看斯达舒广告视频阅读苯其说明书、预测氢氧化铝性质。通过阅读说明书教师提出一系列的设疑，学生欲析疑，并提出猜想，激发起学生探究的欲望；接下来学生马上进行分组讨论，对问题进行探究，通过这样的分析，学生很自然地将氢氧化铝与我们这节课要学习的内容联系起来。从而促使学生总结、反思，在产生疑惑的探究氛围中学习氢氧化铝的性质。可见，探究情景的创设，成功地抓住学生的注意力，使学生达到情绪高涨、智力振奋的积极状态。
教师分析氢氧化铝是否一定具有我们所预测的性质，是本节课学习的主要内容，根据“性质决定用途，用途反应性质”的基本思想方法，先学习探究氢氧化铝的制备再探究其性质。由此推进新课。
这样，通过教师创设的探究问题、探究情景，激发学生进行主动积极地探寻、思考、讨论，同时加强了学生构建解决问题的思路。
解决问题，进行实验探究，形成完整理论
[实验探究]
<化学实验方案设计的内容>
1.实验名称： Al（OH）3的制备及性质；2.实验目的：制备Al（OH）3并探究其性质。 3.实验原理：（学生分组讨论，设计实验方案）；4.实验用品（仪器、药品及规格）：可供选用试剂 ：铝、Al2O3 、水、Al2（SO4）3 溶液、NaOH溶液、氨水 ；5.实验步骤（实验仪器的装配和操作） ；6.实验现象的记录和结果处理
<设计氢氧化铝制备方案>
鼓励学生大胆说出自己想到的实验方案：（学生分组讨论出四种实验方案，再讨论选择最佳食用方案）方案一 用铝和水反应制备Al（OH）3 ；方案二 用Al2O3和水反应制备Al（OH）3 ；方案三 用Al2（SO4）3和NaOH制备Al（OH）3 ；方案四 用Al2（SO4）3和氨水制备Al（OH）3 。根据已有知识学生讨论否定方案一、二，后再讨论：若用铝盐溶液和碱液反应制取氢氧化铝，用强碱好还是弱碱好？
学生分组完成实验探究一，并完成下列表格：
学习如何设计实验方案和评价实验方案，如何控制变量进行实验。记录学生提到的制取氢氧化铝的方案和相应的实验现象、结果，探讨为什么用同样的药品却有的能制得沉淀，有的得不到沉淀，有的先有沉淀后来却消失了。思考、实验并观察记录实验现象，随后一一列举自己的实验和现象，自然得出氢氧化铝可以和强碱但不能和弱碱反应的结论。根据实验思考写出相应的化学方程式。
Al（OH）3的性质：
（1）物理性质：白色胶状物，几乎不溶于水，但能凝聚水中悬浮物，并能吸附色素。（ 根据“性质决定用途，用途反应性质”的基本思想方法得出用途。）
用途：可作净水剂、色素吸附剂。
[学习升华] 化学学习方法提炼
引导学生体会化学学习的思想“性质决定用途，用途反应性质”的基本思想方法并用于以后的化学学习中。
引导学生完善化学实验方案设计
[学练结合] 常见题型巩固提升
1.下列操作中最终可以得到Al（OH）3的是（ ）
A.Al2O3和水混合加热 B.Al和水反应
C.过量的NaOH溶液加入到AlCl3溶液中 D.过量的氨气通入到AlCl3溶液中
2.下列关于Al（OH）3的性质叙述错误的是（ ）
A.Al（OH）3是两性氢氧化物
B.Al（OH）3是难溶于水的白色胶状物质
C.Al（OH）3能凝聚水中的悬浮物，也能吸附色素
D.Al（OH）3既能溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于盐酸
教学不仅仅是为了学生的高考，也不是迫切希望把学生培养成为一个化学家，而是为了提高学生的科学素养。教学过程中不能拘泥于本学科的教学探究，而是要将该知识进行学科的延伸，实施学科联系，将知识社会生活化。在学习的过程中注意知识的对比、迁移学习应用。本节课的教学内容针对氢氧化铝的制备和主要化学性质展开，通过学生分组探究实验学习了氢氧化铝的制备，探究了氢氧化铝的两性。本节课突出了实验的重要功能。学生边实验、边思考、边学习，在实验室探究外教师应该注意引导学生将所学知识进行对比归纳思考、总结提高，以此巩固和提高教学成果。
硫酸亚铁铵的绿色制备 篇7
关键词：常规实验设备,绿色,硫酸亚铁铵制备
许多学校进行(NH4)2SO4·FeSO4的制备实验教学时,先将带有油污的铁屑于一定浓度的Na2CO3溶液中小火加热去除油污后,再溶于稀H2SO4制得FeSO4溶液,加入(NH4)2SO4,经加热浓缩结晶而得(NH4)2SO4·FeSO4。但学生在按教材[1]提供的方法实验时,出现了许多问题,如试剂用量大、容易产生Fe3+,而且污染严重,特别是排风系统不畅时,实验室内乌烟瘴气,到处都弥漫着有毒有害(PH3、H2S)的气体。从绿色化学的理念出发,我们实验引入绿色试剂H2O2和芬顿试剂,改进了实验原理、降低了环境污染、缩短了实验时间、降低了实验成本。
1 实验部分
1.1 仪器和试剂
水浴锅;50 mL锥形瓶;玻璃管;胶塞;抽滤装置; 2 mol/L H2SO4;30%H2O2;3 mol·L-1HCl;25%的KSCN;小烧杯;5 mL量筒;固体(NH4)2SO4(A.R.);活性炭。
1.2 实验原理
1.2.1 油污的去除
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ (1)
产生Fe2+后,加入H2O2,形成芬顿试剂,用芬顿试剂氧化废铁屑中的大部分油污。芬顿试剂的作用机理如下[2,3]:
Fe2++H2O2→Fe3++·OH+OH- (2)
Fe2++·OH→Fe3++OH- (3)
产生·OH 的反应步骤(2)控制了整个反应的速度,·OH通过反应方程(3)或与有机物反应而逐渐被消耗,Fe3+能催化降解H2O2,使之变成O2和H2O。
Fe2+与H2O2形成芬顿试剂,Fe3+与H2O2形成类芬顿试剂,他们都能激发产生·OH,·OH是一种强氧化剂,具有比一般强氧化剂更高的氧化电位(2.80 V),因此,它可以有效氧化多种有毒或难氧化的有机物。一般认为芬顿试剂适宜的pH值应在2.0～4.0之间。
H2O2在酸性条件下,具有较强的氧化性,可以氧化部分污染物。
1.2.2 硫酸亚铁的制取
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ (1)
Fe+ 2Fe3+→3Fe2+ (2)
1.2.3 (NH4)2SO4·FeSO4的制取[1]
利用复盐的溶解度比组成它的简单盐的溶解度小的特性,用FeSO4与(NH4)2SO4混合,经加热浓缩结晶而制得(NH4)2SO4·FeSO4。
FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O=(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O (1)
1.3 制备装置
50 mL锥形瓶,胶塞上带一活性炭柱。
1.4 实验步骤
1.4.1 油污的去除
称取0.4 g铁屑于50 mL锥形瓶中,加入1 mL 2 mol·L-1的H2SO4,迅速盖好锥形瓶,3 min后,滴加4～5滴30%的H2O2,迅速盖好锥形瓶(胶塞上带有装有活性炭的玻璃管)。马上可以看到锥形瓶中出现剧烈反应,并呈现出Fe3+离子的颜色。铁屑表面的大部分油污被氧化除掉。
1.4.2 硫酸亚铁的制备
待反应不剧烈后,补充2 mol·L-1的H2SO4,使其加入总量为4 mL。盖好胶塞,在水浴锅上(用水浴锅外壁)小火加热。锥形瓶内溶液很快由铁黄色转变为黑绿色(溶液中的Fe3+转变为Fe2+)。待反应基本完全(产生气泡很少)后,溶液为黑绿色,趁热减压过滤,滤液转移到蒸发皿中。
1.4.3 (NH4)2SO4·FeSO4的制取
将0.8 g (NH4)2SO4固体加到FeSO4溶液中,水浴加热蒸发浓缩至表面出现晶膜止(不要将溶液蒸发掉太多)。用水冷却到室温后减压过滤,即得(NH4)2SO4·FeSO4晶体。用酒精洗涤产品一次,滤纸吸干晶体,称重,计算产率。
1.5 实验数据与结果
4次实验数据如表1所示。
由表1知4次平均实验产率为86.1%,与常规实验产率相当。
1.6 Fe(III)的限量分析
称取1 g合成的(NH4)2SO4·FeSO4显色[1],与标准溶液进行目视比色,确定产品等级为一级。
2 本方法的优点
2.1 节能减排
与常规实验比,本法不用通风橱、不用电炉,少了仪器设备的占用量。去除油污和加热制备FeSO4,利用的是水浴锅外壁的余热。这些环节较常规实验来说,降低了实验的能耗。
蒸发浓缩结晶的母液减少为常规实验的1/5,降低了蒸发浓缩结晶能耗。
本方法利用H2O2和芬顿试剂可以直接将废铁屑表面的大部分油污去除,没有发生油污的转移,同时省去了Na2CO3溶液和洗涤用水、pH试纸。而常规的实验方法是将部分油污转移到碱液中,并多次碱液洗涤至pH试纸检查呈中性,这样既耗用了碱液,使用了pH试纸,转移了污染,又浪费了大量的水资源。制备FeSO4时产生的有毒有害气体被活性炭吸附,同一活性炭柱已使用8次,仍未见失效。且活性炭可以回收,再生。
实验时间缩短,降低了照明、顶排风能耗。
2.2 缩短实验时间
本方法制备(NH4)2SO4·FeSO4,比常规实验减少实验时间1.5～2 h。
2.3 减少试剂用量
较常规实验,本法不需要配制Na2CO3溶液,不需要pH试纸。不需要准备表面皿,减少了试剂瓶、量筒的个数。
制备FeSO4时,无须补充水和酸调pH值,H2SO4用量减少。
铁屑用量降为0.4 g(常规法为2 g铁屑),其它试剂用量也减少为常规实验的1/5。
2.4 充实了实验原理
原实验原理相对简单,引入H2O2和芬顿试剂后,大大丰富了实验原理的内容,使学生在学习化学的初期就认识了两种绿色的化学试剂。同时向学生渗透了绿色化学的理念。
2.5 产率
表1数据均来自我校材料学院07级学生的开放实验,平均实验产率为86.1%,与常规实验产率相当。
2.6 实验设备
本方法所用的仪器设备全部为实验室常见设备,无须添置新设备。
3 结 论
改进后的实验引入绿色化学理念,在常规实验设备条件下,充实了实验原理,试剂用量降为常规实验的1/5,实验时间由原来的4 h缩短为2～2.5 h,将油污去除(避免了污染物转移),减少了Fe3+的生成机会(在密闭系统中生成Fe2+,同时不用补充水和调pH值,减少了实验环节),大大降低了实验的能耗。本法制备硫酸亚铁铵,在课时少,教学工作量大的背景下,很值得推广。
参考文献
[1]徐家宁,门瑞芝,张寒琦.基础化学实验(上册)[M].北京:高等教育出版社,2006:68-69.
[2]T J Hardwick.Can.J.Chem,1957,35(428).
“铁盐、亚铁盐”课堂教学与反思 篇8
通过实验探究铁及其化合物的重要性质和用途，是课程标准对该内容的教学要求。本节课从铁的两种价态盐溶液的鉴别引入，采用分组讨论、合作探究的形式，让学生根据已学的知识设计实验，鉴别两种价态的铁盐溶液。通过实验现象与学生预期的偏差，从而促使学生寻求更准确的鉴别这两种溶液的方法。希望通过本堂课，让学生能够：（1）通过实验探究掌握Fe2+、Fe3+的性质、鉴别方法及相关应用。（2）从氧化还原角度认识Fe2+与Fe3+的相互转化关系及转化反应方程式。（3）学习建构元素及其化合物转化知识体系的方法，能用实验方法解决相关问题。
整个课堂教学以学生实验为主，教师演示实验为辅，有改进的实验，也有新增的实验，让学生充分体会到化学实验在化学学习中的作用，通过实验学化学，极大地调动学生的积极性。
二、教学实录
【师（提出问题）】现有两瓶失去标签的溶液，已知分别是FeCl2溶液和FeCl3溶液，请根据你们所学的知识和积累的经验，想想可用哪些方法鉴别？
【生（交流讨论）】学习小组讨论，推荐代表汇报结果：根据溶液的颜色以及加碱生成不同颜色的氢氧化铁和氢氧化亚铁沉淀等方法。
【生（实验探究）】学生分组完成下列探究实验，并与同学交流讨论实验中观察到的现象：
（1）观察FeCl2溶液和FeCl3溶液的颜色；
（2）取少量FeCl2溶液和FeCl3溶液于试管中，分别向两试管中加入少量NaOH溶液，观察实验现象。
【师（总结引导）】上述这两种方法是常规的检验方法，但是浓度较稀时，检验不够灵敏。而SCN-与Fe3+反应溶液变红是一种非常灵敏的检验Fe3+的方法，检测的灵敏度为c（Fe3+）≥0．001mol·L-1，SCN-溶液遇Fe2+无明显变化。其化学方程式为：
Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3（红色）
【生（实验探究1）】学生分组完成下列探究实验，并与同学交流讨论实验中观察到的现象。
（1）向两支洁净的试管（试管1和试管2）中分别加入约3mL上述溶液，各滴入2-3滴KSCN溶液。观察并记录现象。
【生（交流讨论）】试管1溶液显浅红色，试管2中溶液变成红色。由此可以判断，试管2中原溶液为FeCl3溶液。但试管1溶液变成浅红色，说明试管1中也含有少量Fe3+。
【师（提出问题）】FeCl2溶液中有部分Fe2+转化成了Fe3+，请大家分析是什么原因使Fe2+转化为Fe3+，如何通过实验证明你的观点？
【生（交流讨论）】师生共同讨论达成共识：（1）较强的氧化剂能使Fe2+转化为Fe3+，说明Fe2+具有还原性。（2）向加入氧化剂的Fe2+溶液中滴加KSCN溶液，可检验Fe2+是否转化为Fe3+。
【生（实验探究2）】将实验探究1中浅红色溶液分成3份，向其中一份加入几滴新制的氯水，观察并记录现象。向另一份加入几滴盐酸酸化的过氧化氢，观察并记录现象，并与第3份浅红色溶液对比。
【师生（交流讨论）】原浅红色溶液分别加氯水或过氧化氢，溶液的红色均加深。颜色加深说明了Fe（SCN）3浓度增大，可知Fe3+浓度增大。其反应方程式可表示成：
【师】通过上述实验探究我们知道，先前给大家的FeCl2溶液已经变质了，溶液中部分Fe2+已经转化为Fe3+。那么，如何将已经变质的FeCl2溶液转化为纯净的FeCl2溶液？即Fe3+能否得到电子转化为Fe2+，从氧化还原角度分析需要加入什么物质？
【生（交流讨论）】将变质的FeCl2溶液中的Fe3+转化为Fe2+，可在溶液中加入还原剂，如铁、锌、KI等，再向溶液中滴加KSCN溶液，根据溶液是否变红，可检验Fe3+是否完全转化为Fe2+。
【生（实验探究3）】向红色溶液和另一份浅红色溶液中分别加入足量铁粉，振荡，观察并记录现象。
【师】实验中可发现溶液颜色褪去。说明溶液中Fe3+完全转化为Fe2+，其化学方程式为：2FeCl3+Fe=3FeCl2。
【师】Fe3+具有氧化性，能氧化较活泼金属Fe，是否也能氧化不太活泼金属Cu呢？
【师（演示实验）】向FeCl3溶液中插入一束铜丝，振荡，观察现象。请根据实验现象写出化学方程式。
【生（交流讨论）】铜与FeCl3溶液反应生成FeCl2和CuCl2。化学方程式为：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。
【师】在工业上就曾利用FeCl3溶液氧化Cu制印刷电路板。（展示电路板，简单介绍制作过程）
【师（提出问题）】向刚才实验中的FeCl2溶液中滴加KSCN溶液呈浅红色，说明溶液中有Fe3+。请大家思考并交流讨论下列问题：
（1）实验室在配制FeCl2或FeSO4溶液时，应该怎么做？
（2）医生建议：服用补铁药剂时，最好适量服用维生素C，引用一句广告语“维C和铁搭档，效果会更好”。你知道维生素C起什么作用吗？
（3）总结归纳Fe、Fe2+、Fe3+的转化条件。
【生（问题解决）】归纳“铁三角”关系。
三、教学反思
氨法制备氢氧化镁研究综述 篇9
氢氧化镁的制备方法有很多, 有卤水石灰法、卤水氨水法、菱苦土盐酸氨水法、浓海水提取法和蛇纹石制取法等。
氨法 (即卤水氨水法) 是制备氢氧化镁的主要方法之一, 实验过程简单, 易于操作, 因此也是重要方法。氨法制备氢氧化镁, 其原理是利用可溶性镁盐与氨水或者氨气进行反应, 将氨水或氨气与镁溶液进行混合, 加入表面活性剂后充分的搅拌, 将其放入反应釜中进行沉淀, 发生沉镁反应, 再通过水热反应后, 进行过滤、洗涤、干燥和粉碎, 制得氢氧化镁成品。
应用氨法制备氢氧化镁的优点:第一, 得到的氢氧化镁产物纯度高, 以便于对氢氧化镁的进一步应用。第二, 可以利用反应之后得到的氨溶液, 将其进行加工处理, 或蒸发结晶作肥料, 或蒸发循环进行再利用。
应用氨法制备氢氧化镁的缺点:第一, 虽然产物纯度高, 但是产率低, 粒径范围宽, 浪费原材料, 使得工艺成本高。第二, 洗涤周期长, 也就延长了制备周期。第三, 由于氨水本身具备挥发性大的特点, 且气味难闻, 使制备氢氧化镁的操作环境差, 人们的耐受性差。
2 氨法制备氢氧化镁的具体操作过程
无论是实验室制备还是工业应用, 用氨法制备氢氧化镁一直占据着主要地位, 下面简要叙述实验室中用氨法制备氢氧化镁的操作过程。
2.1 根据制备要求, 定量称取可溶性镁盐粉末 (实验室常用氯化镁) , 将其溶解在烧杯中, 加入一定体积的蒸馏水, 加热, 同时用玻璃棒搅拌。
2.2 在规定的温度下, 先缓慢的加入起沉淀作用的沉淀剂——氨水或者氨气, 然后快速滴加使其沉淀, 再在规定的结晶温度 (常用温度为40~70 摄氏度) 和结晶时间 (常规时间为24小时) 下进行陈化结晶。
2.3 反应结束后, 取出滤液, 进行过滤, 得到的滤饼继续用蒸馏水进行连续的真空淋洗, 洗涤终点以检测出滤液中无氯离子为标志。最终得到滤饼, 将其放在105度的环境中进行烘干, 干燥后研磨粉碎, 经四分法取样, 获得氢氧化镁产品。
3 氨法制备氢氧化镁的影响因素
氨法制备氢氧化镁的影响因素有很多, 例如反应时间、反应温度、底物浓度、表面活性剂等, 具体分析如下:
3.1 镁离子的浓度对反应的影响:
(1) 对产率的影响:氢氧化镁的产率是随着镁离子的浓度增大而增大的, 因为镁离子的浓度低, 整个实验反应就不能完全进行, 氢氧化镁的沉淀少, 所以, 氢氧化镁的产率才低, 不利于生产。
(2) 对沉降性能的影响:沉降时间会随着镁离子的浓度增大而增大, 由于沉淀反应是一种特殊的结晶过程, 与沉淀粒度、分散度等性质均有关系, 溶液的相对过饱和度越大, 则其分散度就越大, 因而形成晶核的数目就越多, 就相对容易形成细小颗粒沉淀而不是大颗粒沉淀, 并不利于氢氧化镁的制得。所以, 镁离子的浓度越小, 沉镁反应的相对过饱和度越小, 根据上述规律, 才会越容易得到氢氧化镁沉淀。
综合上述两点:镁离子的浓度要适当, 具体浓度可根据制备要求计算。
3.2 氨的状态对反应的影响:
应用于制备氢氧化镁的氨的状态有两种, 一种是液态氨, 另一种是气态氨。加入这两种沉淀试剂后, 反应得到的晶型基本都随着温度的升高而趋于完整, 分散性也没有太大的差别, 但是当反应的温度达到75度以上时, 氨气法制备的氢氧化镁颗粒的规则程度和产品的粒度以及分散性皆优于氨水法。
3.3 温度对实验的影响:
温度往往是一把双刃剑, 氢氧化镁的沉淀数量可以随着温度的升高而升高, 但由于温度升高, 氨水又具有挥发性, 所以沉淀剂会减少, 因此沉淀效率会有所下降, 在升温的同时, 对反应的设备的要求也有所增加, 使生产成本增加。但是当温度较低的时候, 氢氧化镁就会产生絮凝的现象, 影响沉淀。
3.4 滴加速度对结晶性和沉降性的影响:
上文已对过饱和度与形成晶核的关系进行了分析, 过饱和度大, 则会获得超细化的结晶颗粒, 在刚进行滴加的时候, 要慢滴, 保证一定的过饱和度, 使结晶性增大, 有利于后期反应的进行。但是加快滴加速度, 可以有效的降低沉降时间, 所以, 滴加速度也要根据实际情况来控制, 可以先慢加再快加。
4结语
用氨法制备氢氧化镁是现在制备氢氧化镁的最重要的方法之一, 虽然其产率低、洗涤周期长, 且实验过程中也存在很多的影响因素, 但是操作并不复杂, 原理简单, 同时还环保, 得到的产物纯度较高, 因此, 氨法制备氢氧化镁是实用可靠的。
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基于氢氧化镁的沥青阻燃机理研究 篇10
传统常用的卤系阻燃剂虽然具有其他阻燃剂无可比拟的高效性, 但是它对环境和人体的危害是不可忽视的。金属氢氧化物, 由于无毒、无烟、阻滴、填充阻燃效果好等多种优点, 已成为减烟、抑烟的重要无机阻燃剂, 其中, 氢氧化镁 (MH) 和氢氧化铝 (ATH) 可用作沥青填料, 受到了越来越多的关注。东南大学许涛、黄晓明采用TG-DSC-FTIR技术详细研究了氢氧化镁阻燃剂的性能。武汉理工大学从培良、吴少鹏研究了三氧化锑、十溴二苯醚、氢氧化铝和硼酸锌的复合阻燃剂, 结果表明, 所有选定的阻燃剂对沥青结合料的流变特性影响相对较小, 可以同时满足作为阻燃性能和路用性能两方面的需求。
近年来, 随着公路建设发展迅速, 我国已成为世界上公路隧道最多的国家, 沥青混凝土路面也被越来越广泛地应用于高等级公路隧道。对沥青路面材料燃烧的详细过程和特性进行探索, 是当前急需开展的研究。笔者采用热天平进行双龙沥青和Mg (OH) 2阻燃沥青的燃烧反应过程的热重实验, 通过热重曲线的Guass分峰进一步分析了Mg (OH) 2的阻燃机理, 从而为隧道沥青混凝土路面阻燃材料的选取提供理论基础和参考依据。
1 实验样品及方法
实验采用由无锡宝利沥青公司提供的双龙70#重交沥青, 质量指标见表1, 符合公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》的要求。阻燃剂采用分析纯Mg (OH) 2, 为白色粉末, 密度为2.36g/cm3, 结晶水含量为31.0%。分别制备Mg (OH) 2质量分数占沥青胶浆5%、15%、25%的阻燃沥青。先将一定量沥青加热到170±5℃;缓慢加入Mg (OH) 2, 采用BME100LT高剪切混合乳化剂以1 000r/min的转速搅拌15min;然后以5 000r/min的转速搅拌30min;再以500r/min搅拌15min, 以驱赶气泡, 停止加热;在冷却过程中手动搅拌防止离析。
针入度、软化点、延度和动力粘度试验均依照JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》进行测试。采用热重法研究Mg (OH) 2对沥青的阻燃机理的影响。热重法可以得到程序控制温度下物质质量与温度关系的曲线 (TG曲线) , 曲线可以反映发生物理化学变化的温度以及热稳定性等与质量相关联的信息。对TG曲线进行一次微分, 得到微商热重曲线 (DTG曲线) 。DTG曲线反映试样质量的变化率和温度的关系, 可以更清楚地反映出起始反应温度、达到最大反应速率的温度和反应终止温度。热重分析仪称重灵敏度为1g。实验时, 取50mg左右的样品置于石英坩埚中, 在空气气氛下以10℃/min的升温速率程序从室温升温至900℃, 以获得TG/DTG曲线。
2 结果与讨论
2.1 Mg (OH) 2对沥青指标的影响
不同Mg (OH) 2添加量下的沥青测试指示如表2所示。从表2可以看出, 随着Mg (OH) 2的添加, 沥青针入度、延度都降低, 软化点和动力粘度呈增大趋势。由此可见, 阻燃剂加入后都可以增加沥青的稠度, 使阻燃沥青软化点升高, 而针入度、延度降低。加入阻燃剂可以提高沥青的高温抗永久变形的能力, 但同时破坏了沥青分子间的结合力, 造成沥青低温抗裂性能降低。为了保证沥青的低温性能, Mg (OH) 2添加比例不宜超过25%。
2.2 Mg (OH) 2的沥青阻燃特性
沥青燃烧的TG/DTG曲线如图1所示。由图1 (a) 可见, 基质沥青出现失重开始燃烧的温度在300℃左右, 其整个燃烧过程可以分成三个阶段。第一阶段, 温度在300~412℃, 对应DTG曲线上的第一个失重峰, 该阶段失重百分比为23%左右, 此时沥青中较为活泼的挥发分开始析出并着火燃烧, 其成分主要来自于沥青中一些弱键的断裂, 其中包括外围官能团的脱落及杂原子键的断裂, 同时伴有低分子烃类的物理挥发过程;第二阶段在412~510℃, 对应DTG曲线上第二个失重峰, 此阶段失重百分比约为38%, 此时沥青中的胶质等成分开始进一步分解, 发生断链和裂环反应, 强键遭到破坏;第三阶段在510~588℃, 为沥青质和残炭燃烧阶段, 此阶段失重百分比约为37%, 形成DTG曲线上的第三个失重峰。
添加了25%Mg (OH) 2后沥青的TG曲线明显右移, 出现失重开始燃烧的温度推迟到了320℃左右。且失重峰值高度所有降低, 整个热解过程变得相对平缓, 燃烧强度有所降低, 可见Mg (OH) 2体现出了很好的阻燃效果。
从图1 (b) 可以看出, 与基质沥青燃烧过程不同, 添加Mg (OH) 2后其DTG曲线出现了4个峰值。图2为Mg (OH) 2分解热重实验曲线, 对比发现, Mg (OH) 2分解的峰值在391℃左右, 和阻燃沥青热重曲线的第一个峰值温度393℃很接近。因此, 可以推测第一个峰值是由Mg (OH) 2分解引起的。而430℃对应由于沥青燃烧引起的第一个峰值, 相比基质沥青第一个峰值温度381℃, 其峰值温度推迟了49℃。抑制沥青第一阶段燃烧可以很好地阻碍沥青的着火和进一步燃烧, 可见Mg (OH) 2起到了很好的阻燃效果。同时, 沥青燃烧的第二和第三个峰也分别推后6℃和11℃。这说明添加Mg (OH) 2后, 需要达到更高的环境温度沥青才能充分燃烧。
2.3 Mg (OH) 2的沥青阻燃机理
Mg (OH) 2分解是一个吸热反应, ΔH=-93.3kJ/mol, 其化学方程式如式 (1) 所示。
Mg (OH) 2的分解温度与沥青燃烧的第一阶段温度相近, 略低于沥青燃烧的第一阶段温度。Mg (OH) 2吸热会降低反应物表面的温度, 减缓反应速度, 减少沥青着火的可能性。同时其分解会产生惰性的H2O气体, 从而稀释沥青反应界面周围的可燃气体以及氧气, 并阻碍气体成分的扩散。因此, 沥青燃烧的第一阶段燃烧温度推迟了近50℃。
Mg (OH) 2分解生成的MgO起到固体阻隔层的作用, 减少沥青表面与外界环境间的热质传递, 沥青燃烧的第二第三阶段的燃烧也被推迟。因此, 添加Mg (OH) 2可以很好地改善沥青的阻燃性能。
从图1可以看出, 沥青各阶段燃烧产生的失重峰均高度耦合在了一起。为了更清楚地分析各阶段的燃烧特性, 采用高斯分峰将各燃烧峰拆分开来, 其中沥青燃烧的第一阶段拟合成两个峰, 得到沥青燃烧拟合曲线, 如图3所示。
从图3可以看出, 拟合值之和与实验曲线吻合度非常高。将各失重峰进行积分可以得到每个阶段的失重比例, 如表3所示。阻燃沥青中, Mg (OH) 2分解失重占8.3%。燃烧各阶段阻燃沥青相比基质沥青的失重量都相对较少, 这是由于阻燃沥青中含有Mg (OH) 2, 分解产生MgO固体, 导致总失重量减少。为了消除Mg (OH) 2的影响, 在计算时扣除拟合得到的Mg (OH) 2失重, 得到阻燃沥青中沥青燃烧各阶段的失重比例。对比基质沥青可以看出, 添加Mg (OH) 2后沥青燃烧各阶段的比例基本不变, 其差别仅仅是各燃烧阶段的被推后。因此, 进一步证明了Mg (OH) 2的阻燃机理是吸热、稀释和阻隔等物理作用, 对其各阶段的化学反应并未造成很大影响。
3 结论
(1) 随着Mg (OH) 2的添加, 沥青针入度、延度都降低, 软化点和动力粘度呈增大趋势。为了保证沥青的低温抗裂性能, Mg (OH) 2添加比例不宜超过25%。
(2) 沥青燃烧分为三个阶段, 分别为挥发分析出阶段、胶质分解阶段和沥青质残炭燃烧阶段。Mg (OH) 2阻燃沥青燃烧分为4个阶段, 第一阶段为Mg (OH) 2分解, 后三阶段与基质沥青相同。
(3) 添加Mg (OH) 2后沥青的阻燃性能明显提高。燃烧三个阶段均被推后, 其中燃烧第一阶段峰值温度推后49℃。添加Mg (OH) 2后沥青燃烧各阶段的比例基本不变, Mg (OH) 2阻燃机理为分解反应产生的吸热、稀释和阻隔等物理作用。
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氢氧化亚铁 篇11
关键词：蚯蚓粪；亚铁；复合基质；秧苗素质
中图分类号：S511.043 文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）02-0093-02
收稿日期：2014-10-26
基金项目：江苏省产学研联合创新资金——前瞻性联合研究项目（编号：BY2014117-05）；江苏省农业三新工程 （编号：SXGC[2013]262）；江苏省大学生实践创新训练计划（编号：201311117089X）。
作者简介：张亚洁（1967—），女，江苏如皋人，博士，副教授，从事水稻逆境栽培生理及资源利用研究。E-mail： yjzhang@yzu.edu.cn。随着工业化和现代化的发展，大力推广机插秧代替传统人工移栽水稻的经济和技术条件日渐成熟，机插秧已成蓬勃发展之势[1]。推广机插秧是当前水稻生产的发展方向，采用水稻专用育秧基质育秧，是近年来探索机插稻育秧的一条新途径[2] 。机插水稻对秧苗素质要求较高，要发挥机插优势，使水稻高产稳产，必须培育符合机插要求的标准壮秧[3-4]。目前，生产已出现了与机械栽插秧相配套的软盘育秧、双膜育秧等技术，但育秧介质仍然是以营养土为主[5-8]。采用营养土育秧虽然成本较低，但育秧时需要从大田中取走大量的土壤作为营养土，这将带走大量的熟土层土壤，且整地取土劳动强度大，农村劳动力价格又高，培育的秧苗素质普遍较低，营养土的培肥和配制常常达不到壮秧的要求，还存在育秧、起秧用工多、工序复杂、占用耕地以及秧块重、机械作业负荷和损耗大等一系列问题。关于基质育秧的研究已有报道[9-11]，但该类基质大多数是以腐解的秸秆为主要成分，而以蚯蚓粪为主成分的育秧基质研究鲜有报道[12]。笔者在前期预试验研究发现，不添加亚铁的初制复合基质培育的秧苗出现整个叶片失绿或发白、苗高矮小等症状，推测可能是由于缺少铁、锌或锰等微量元素造成 [13]。为此，本试验在初制的复合基质基础上，设计拌和不同数量的七水硫酸亚铁（FeSO4·7H2O），探讨添加不同亚铁量的蚯蚓粪复合基质对旱育秧苗素质的影响，以达到优化育秧基质的目的，为机插培育壮苗提供可靠的依据，也可为促进机插秧发展提供技术支持。
1材料与方法
1.1材料
试验于2014年扬州大学农学院实验农牧场进行。供试品种为节水抗旱稻品种旱优8号。蚓粪来自江苏省农业环境安全技术服务中心有机固体废弃生物消解基地，由“大平二号”蚯蚓消解牛粪得到。蚓粪中含解碱氮911.3 mg/kg、速效磷412.0 mg/kg、速效钾3 798.3 mg/kg、有机质396.4 g/kg、腐殖酸155.0 g/kg。蛭石来自于镇江培蕾有机肥有限公司。菜园土来自于扬州大学农牧场前茬菜园地，为取土破碎过筛的细土。七水硫酸亚铁，国药集团化学试剂有限公司生产。对照（CK）基质为江苏常州市科力农业资源有限公司研制（市售）。苗盘为塑料硬盘，规格为长58 cm、宽28 cm、高 3 cm，底部平坦、孔稀少，底孔数70～80，孔径2～3 mm。
1.2基质试验处理
将体积百分比60%蚯蚓粪、30%蛭石、10%菜园土混合均匀初制成复合基质，然后设计添加5种不同质量的七水硫酸亚铁处理，处理代号分别为T1、T2 、T3、T4、T5，各处理对应的七水硫酸亚铁添加量分别为20、30、40、50、60 g/塑盘，每处理重复3次。对照（CK）为市售基质。
1.3种子处理
按照大田52.5～67.5 kg/hm2的种子备好旱优8号稻种，浸种前扬晒1～2 d；用盐水（比重1.08～1.12 g/mL）选种后，用清水淘洗干净；药剂浸种，浸种后不再用清水淘洗，直接催芽，破胸露白即可。
1.4播种与管理
播种后，结合喷水用50%霜·福·稻瘟灵可湿性粉剂 1 000 倍液进行基质消毒，再用拌匀的复合基质覆盖，以不露籽为宜。铺好盘后，插好竹弓，盖好农膜，7 d后揭膜旱育，再改用遮阳网覆盖，主要是防鸟。每天观察秧苗的变化，如发现秧苗无吐水或卷叶现象及时补水。
1.5测定项目与方法
按照机插秧对秧苗的要求进行秧苗素质的考察。本试验在播后20 d，每秧盘取有代表性的植株10株测定其叶龄、株高、单株茎基宽、单株根数、最长根长（直尺测量法，以根纵向最大垂直长度为准）。另外，每盘再取代表性秧苗50株，冲洗干净，分别将地上部和地下部分开，将植株置于可调温鼓风干燥箱105 ℃下杀青30 min，再在80 ℃下烘至恒重，分别将地上部和地下部干物质称重。
1.6数据分析
数据均用Excel处理，SPSS统计分析，SigmaPlot作图。
2结果与分析
2.1不同亚铁含量的复合基质对秧苗素质的影响
从表1可以看出，T1、T2、T3、T4、T5处理的秧苗叶龄分别较对照增加了29.1%、25.6%、22.7%、31.1%、23.9%，不同处理间与对照差异显著，不同亚铁含量间差异不显著。T3处理的株高最高，较对照增加59.7%，其次是T4，但两者差异不显著，再次为T2处理，T1和T5株高表现较矮，处理间差异不显著。随着基质中铁素含量的增加，叶片中SPAD值也随之增加，不同处理间较对照显著增加。T2处理的秧苗不定根数最多，其次为T4、T1、T3处理，分别比对照增加了34.4%、190%、18.1%、13.3%；T2处理的最长根长最长，其次为T1、T4处理，T2、T1、T4分别比对照增加了19.5%、174%、9.2%，其他处理较对照差异不显著。结果表明，添加不同铁素含量复合基质培育的秧苗叶龄、株高、叶绿素相对含量均较对照增加，不定根数和最长根长以T2处理表现较优。表明添加铁元素的复合基质培育出的水稻秧苗素质明显优于对照。
3.2不同铁素含量的复合基质对秧苗根冠比的影响
根冠比是指植物地下部分与地上部分的鲜质量或干质量的比值，是植物生长状况以及环境条件对作物地上、地下部不同影响的反映，一般来说，温度较高，水分、氮肥供应充足，磷肥较少，光照较弱时会促进植物地上部生长，降低根冠比，反之则促进地下部生长，增加根冠比。从图1可以看出，T2处理的根冠比最大，其次为T4、T1处理，分别比对照增加365%、35.2%、21.9%，T5处理的根冠比最小，比对照减少13.6%。
3.3不同铁素含量的复合基质对壮苗指数的影响
壮苗指数是评价幼苗质量的重要指标之一。壮苗指数=（茎粗/株高+根干质量/地上部干质量）×全株干质量。从图2可以看出，T2处理的壮苗指数最高，其次为T1、T4处理，分别比对照增加81.3%、75.7%、53.3%，T5处理的壮苗指数表现较小，初制的复合基质中添加亚铁培育的秧苗壮苗指数均显著高于对照，秧苗质量较优。试验结果表明，将体积百分比60%蚯蚓粪、30%蛭石、10%菜园土混合均匀初制成复合基质，育秧时再添加的FeSO4·7H2O能优化初制的复合基质，本试验中的T2处理，该基质配方培育出的旱育秧苗无论是不定根数、最长根长、根冠比、壮苗指数均较其他处理和对照培育的秧苗素质好，生长健壮。
3讨论与结论
相关研究表明，在有蚯蚓栖息的周围土壤中，许多无机盐的元素，如磷、钾、钙、镁等会较周围土壤增加数倍。由于土壤中离子之间有相互拮抗作用，蚯蚓粪中过高的磷含量，会造成铁、锌和锰固定，引起这些元素的缺乏，导致旱育幼苗根系对铁、锰和锌的吸收不良，对水稻秧苗生长造成障碍。笔者经过前期预处理试验发现，初制的复合基质培育的秧苗出现整个叶片失绿或发白、苗高矮小等症状，推测可能是缺素所造成[13]。田奉俊等研究指出硫酸亚铁做为铁肥、改良剂、调酸剂和杀菌剂，可以使秧苗粗壮、颜色浓绿，尤其在盐碱地育秧效果更佳[14-15]。进一步研究表明，每3.5 kg 碱性盐碱土使用8 g 左右硫酸亚铁可以显著改善土壤的营养状况，有利于秧苗生长，每3.5 kg 碱性盐碱土使用60 g 硫酸亚铁（含量95%），会抑制秧苗正常生长。本试验研究结果表明，T2处理即每盘初制基质中加入30 g FeSO4·7H2O所配成的复合基质培育的旱秧苗叶绿素相对含量、不定根数、最长根长、根冠比、壮苗指数等明显优于其他添加不同亚铁量的复合基质。
本试验结果，将体积百分比60%蚯蚓粪、30%蛭石、10%菜园土混合均匀初制成复合基质，再添加FeSO4·7H2O 30 g/塑盘 ，即在初制复合基质中添加FeSO4·7H2O 7.5 kg /m3，制成新型复合育秧基质，现拌现用。该基质主成分原料是蚓粪，蚓粪是利用畜禽粪便经过蚯蚓消解得来，广大农村畜禽粪便资源十分丰富，用料价格也十分低廉，不但解决了农业固体废弃物的环境污染问题，而且完全能变废为宝，减少环境污染，养分充足，性质稳定。该基质配方容重较轻，便于运输，对插秧机械负荷小，机械磨损轻，栽插速度快，稻田缺株率低，不仅减轻劳动强度，而且秧苗素质好，成秧率高，便于工厂化、专业化育秧，同时又由于其良好的结构以及养分释放的缓效性，还能反复利用，不仅避免了原材料的浪费，而且保护了环境。该
基质的产业化生产具有较大的市场竞争优势和良好的开发前景，同时有利于生态村镇和新农村建设。
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玉米施用硫酸亚铁肥效试验初报 篇12
1.1 选点原则
根据测土配方施肥铁元素取土化验结果, 在当地试验作物的主要种植区, 选择土壤中铁元素含量接近全区平均值的具有代表性的地块, 开展肥效试验。
1.2 试验地基本情况
本试验设在锦州市松山新区松山街道松山村松山村刀耙子地块裴玉祥农户承包田, 地势平坦, 土壤类型为棕壤, 土壤质地为壤土。地理坐标为东经121.15157°, 北纬41.02065°。地势较为平坦, 土壤类型为棕壤, 土壤质地为壤土, 耕层厚度20cm。无灌溉水源条件, 可自然排水。前茬作物为玉米, 近5年未施用过中微量元素肥料。播种前用四轮拖拉机进行灭茬起垄整地。0~20cm耕层土壤分析结果:碱解氮131mg/kg, 有效磷35.7mg/kg, 速效钾79mg/kg, 有机质17.3g/kg, ph5.75, 有效锌10.72mg/kg, 有效铁134.32mg/kg, 有效锰66.63mg/kg, 有效铜3.18mg/kg。
1.3 供试材料
供试玉米品种为丹玉703, 生产单位辽宁丹玉种业科技股份有限公司。供试底肥为中国―阿拉伯化肥有限公司生产的撒可富复合肥 (N:P2O5:K2O含量为15:15:15) 。供试追肥为辽宁华锦通达化工股份有限公司生产的尿素 (N含量46.4%) 。供试硫酸亚铁为天津市天力化学试剂有限公司生产的硫酸亚铁晶体, 质量标准为AR。
1.4 试验设计
试验区设3个处理, 3次重复, 排列情况见图1。各小区间设置50cm玉米隔离带, 小区面积40m2/个。试验田玉米为垄作等距栽培, 垄距50cm, 株距50cm, 每小区160株。配方施肥量为底肥N:P2O5:K2O含量为15:15:15的复合肥料28.77kg/667m2, 追肥为大喇叭口期追施尿素25.27kg/667m2。处理1为不施硫酸亚铁+配方施肥;处理2为硫酸亚铁用量1.8kg/667m2+配方施肥;处理3硫酸亚铁用量3.6kg/667m2+配方施肥。
1.5 试验管理
试验于5月5日播种, 试验各小区由畜力播种, 使用小型播种机播种的同时将底肥施入, 播种后人工均匀将硫酸亚铁施入播种沟内, 最后覆土, 使用畜力牵引磙子镇压。5月13日出苗, 5月24日人工除草间苗, 6月15日人工铲地除草, 7月6日追肥的同时畜力犁趟地封垄, 7月9日使用0.3%辛硫磷颗粒剂 (投入心叶内) 防治玉米螟, 9月28日收获。
2 结果与分析
2.1 生物性状
各处理叶色、穗数、百粒均差异不大;平均株高处理1最矮, 处理3最高, 但处理2与处理3相比差异不大;穗粒数处理1最少、处理2最多。详细数据见表1。
2.2 经济产量
从产量看各处理3次重复有一定的波动性, 应该是地力原因造成的, 不影响整体试验效果。平均看, 处理1产量最少, 处理3产量最高, 处理1与处理2产量比较接近。详细数据见表2。
3 结论
从本次试验结果看, 在此类地块中种植玉米施用硫酸亚铁有一定的增产效果, 施用量3.6kg/667m2时增产效果比较明显。考虑到不同土壤类型的理化性状不同, 不同年份气候条件对作物生长和养分吸收会有较大影响, 不同的玉米品种对养分需求和吸收也存在差异, 今后还应进行多点分散试验, 试验中还应探索加大硫酸亚铁施用量的增产效果, 进一步验证本次试验的准确性和代表性。
参考文献
[1]苗子余.玉米施用硫酸铜肥效试验初报[J].现代农村科技, 2015, (22) :47.