硫酸亚铁铵的传统制法和巧制法

硫酸亚铁铵的传统制法和巧制法

杜峥辉

杜峥辉河南省洛阳市第十九中学471000

摘要实验原理：铁屑易溶于稀硫酸，生成FeSO4：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；FeSO4与等物质量的(NH4)2SO4在水溶液中相互作用，即生成溶解度较小的浅绿色硫酸亚铁铵复盐晶体：FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O=FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O↓。硫酸亚铁铵又摩尔盐，它在空气中不易氧化，比FeSO4稳定，易溶于于水，难溶于乙醇。

关键词硫酸亚铁铵传统制法巧制法

一、传统制法

1.实验步骤：第一步先制备中间产物FeSO4。第二步将FeSO4与等摩尔的(NH4)2SO4混合蒸发浓缩，利用在0-40℃时复盐的溶解度比构成复盐的任一组分FeSO4和(NH4)2SO4小的特性，冷却至室温析出硫酸亚铁铵晶体。

2．优点与不足之处：（1）该实验通常选用机械加工及制造行业产生的废弃物——铁屑为原料。从环境保护的角度来说，属于变废为宝、再生利用钢铁资源的环保型实验。（2）通过本实验学生一方面可学到一系列化学合成的基本操作如：称量、除杂、加热、倾析、抽滤、溶解、蒸发、结晶.（3）然而，由于原实验装置为敞开式，废铁屑含有的碳、硫、磷、硅等杂质和硫酸反应时生成H2S、H3P等有毒气体，导致实验室弥漫着强烈的刺激性气体，直接危害师生的身体健康。另外，实验的结果也不能令人满意，产物能达到级品的学生不多，这主要是因为合成硫酸亚铁中间产物时，原实验采用的工艺流程及操作极易导致Fe2+被氧化成Fe3+，增加产物中杂质Fe3+含量。（4）操作麻烦，且只能制得细小颗粒的晶体，废气有待治理和未达到原料的最大限度的合理利用。

二、巧制硫酸亚铁铵

1.改进依据：本人经过多次实验，克服传统制法的缺点，巧妙制得较大颗粒的晶体，不但操作简单，而且效果明显。实现人类的可持续发展，大力发展绿色化学，是时代赋予化学工作者的一项重要战略任务。绿色化学使用化学药品的基本原则为：不用危害品，循环使用，回收利用资源，零排放。因此改进硫酸亚铁铵制备实验是对绿色化学指导思想的贯彻执行。

2.实验步骤：第一步称取1g铁屑于大试管中，加入6ml3mol／l硫酸溶液，然后向溶液中加入1ml的苯，静置在通风橱中，使之充分反应。第二步用注射器抽取新制的FeSO4溶液于大试管中，加入2,5g的(NH4)2SO4，充分溶解后，慢慢地向其中倒入3ml的无水乙醇，无水乙醇浮在混合溶液上而且出现浑浊，静置一昼夜，试管底部有大量的浅绿色晶体析出。第三步倒去上层溶液，向析出的晶体中分3次分别加入3ml的无水乙醇洗涤，洗涤液再回收，洗净后倒在滤纸上晾干。

3.优点和不足之处：（1）在制备FeSO4的过程中，不需要水浴加热，反应结束后也不需要加酸调节溶液的pH值，只需加入少量的苯覆盖液面，有效地防止Fe2+被氧化成Fe3+。（2）虽然硫酸亚铁铵在水中的溶解度比FeSO4和(NH4)2SO4都要小，但只能形成饱和或过饱和溶液，否则无法析出晶体，在其中加入无水乙醇时，由于混合溶液的密度较大，无水乙醇浮在FeSO4和(NH4)2SO4的混合溶液上面，且出现浑浊，慢慢地在上层的无水乙醇中析出细小晶体，沉降到下层溶液中，晶体慢慢长大，可以制得较大颗粒的硫酸亚铁铵晶体，同时无水乙醇浮在水面上有效地隔绝了空气，防止硫酸亚铁铵在结晶过程中亚铁离子被氧化。（3）在结晶过程中，上层的无水乙醇慢慢地扩散到下层混合溶液中，由于硫酸亚铁铵不溶于无水乙醇，使得硫酸亚铁铵在酒精中的结晶较完全，在整个操作过程中无须减压过滤，只要倒去上层溶液，再用无水乙醇洗涤晶体，倒在滤纸上晾干即可。（4）该方法操作简单，现象明显，洗涤用的无水乙醇可以回收再利用，不浪费药品，唯有实验所需时间较长，但便于学生开展课外活动，有利于培养学生的创造性思维。