浅析七水硫酸亚铁溶解度引出的困惑

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1、万方数据浅析七水硫酸亚铁溶解度引出的困惑陆燕海(德清高级中学，浙江湖州313200)摘要：本文通过实验分析和理论分析，讨论了教材及教学参考书中七水硫酸亚铁溶解度数据不完整的原因，并提出了解决方法。关键词：七水硫酸亚铁；溶解度文章编号：1005—6629(2011)05—0075—02中图分类号：G633．8文献标识码：B苏教版高中化学选修六《实验化学》教材‘q第88页上，附有如下七水硫酸亚铁晶体在水中的溶解度数据，见表1。表1硫酸铵、水合硫酸亚铁、硫酸亚铁铵在水中的溶解度：心lO2030405070物质、(NH02SO。73．O75．478．081．O84．591．9Fe

2、S04‘7H2040．048．060．073．3(NH4)2S04·FeS04·6H20l8．121．224．527．931．338．5为什么上表中在50℃、70℃时FeS04·7H：0的溶解度标注为“一”，很多学生对此大呼不解。笔者请教了身边的很多化学同行，对此也是莫衷一是。而在翻阅《实验化学》教材配套的教学参考书12l时发现，第113页提供的教学设计片段中却提供了如下表格2：表2Fe$O。·7H20的溶解度温度／℃0102030405060l溶解度／g15．6520．526．532．940．248．6对比表1和表2，细心的同仁不难看出表2的数据并非是FeS04·7H2

3、0的溶解度，实际上是属于FeSO。的，两者相比恰好相差结晶水的换算，可见参考书中的表名“FeS04·7H20的溶解度”应属标示有误。此外，表2中有50℃内的FeSO。溶解度，缺60℃时的数据，而表1则温度高于50℃的数据均未示出。这些都不禁让人困惑，原因何在，又究竟孰是孰非呢?身边同行们对此的解释，概括起来主要有以下几种：1F02+水解说部分同行认为。可能在加热升温过程中，Fe2+的水解程度加大，致使一定温度时硫酸亚铁在溶液中会转化生成相应的一些碱式盐等物质而无法稳定存在。为化学教学2011年第5期此，我们设计了以下方案进行探究。实验l：按图l组装装置，在室温下(21℃)

4、，向具支试管加入5mL浅绿色的FeSO。饱和溶液。按图中所示方向通片刻N：，赶走装置内空气以减少Fe2+氧化产生的实验干扰。点燃酒精灯，让水浴温度从室温慢慢升高，52℃时溶液略带浅黄绿色，到64℃时可观察到试管底部有极少量黄色沉淀出现，上层仍为浅绿色清液，若再长时间恒温或升温加热，也不见有沉淀量增加的迹象。圈1实验1装置图2实验2装置上述实验中出现的少量黄色沉淀应是体系除氧不彻底而使少量Fe2+氧化为Fe3+并加热后水解导致的，Fe2+仍能在较高温度下稳定存在，因此试管内沉淀量不多且不会在持续加热过程中增加。可见，Fe2+水解的假设并不能成立。2自身溶解说FeSO。·7H

5、：0中自带有一定量的结晶水，随着温度上升Fes04溶解度的增加。到一定温度时1molFeSO。(溶质)可能会完全溶解于7tool的结晶水(溶剂)中，即发生自我溶解，FeSO一·7H20的溶解度则可看作是无穷大。若我们据此计算无水FeSO。的溶解度(用s表示)，即S：100=152：(18x7)，不难得出该前提下的S约为120．6g，是40℃下数据的3倍，与表2中48．6g的数据也有很大的出入。仅仅约十度的温差，溶解度数值万方数据【教学参考卜————————————————————————————————————————一、、，：。．．．．．．．．．．．．．．一／上增幅的变

6、化似乎太离谱了些，简直可以称得上是“突亚铁晶体构型也会有所差别。在一1．82℃到56．8℃范变”了。围内，从溶液中析出的晶体构型是七水硫酸亚铁；而实验2：在一支试管中放入约2g干燥的FeSO。·FeS04·4H20只在56．8—64℃间狭窄的温度范同内较稳7H，0同体，按图2所示用小试管将晶体压实并夹于两定；超过64℃时，直至90cc析出的将是FeSO。·H20试管的内外管擘薄薄的夹层中。塞卜橡胶塞，一支试管白色晶体。的支管口连一干瘪的小气球。酒精灯加热，使水浴温度综上所述，教材中表1对一定温度下FeSO。·7H20缓慢升高，观察试管内晶体的变化。随着水浴温度的升的溶解度

7、标示为“一”是有其事实依据的，因为高于一高，小气球慢慢鼓起；约59℃时原本浅绿色的晶体逐定温度后将不存在溶质FeSO。·7H：O；但绝大多数文渐变白，具支试管口与支管121有明显小液珠生成；继续献，一般都认可FeS04·7H20与FeS04·4H20两种晶体升温，试管底部同体会出现小范围的湿润现象，但直至的共存温度为56．8℃，由此笔者认为，表1中50℃时90oC，也仍未见到同体溶解。也注为“一”值得商榷，似有将问题扩大化之嫌。此外，结合实验2的结果，可以确认50℃左右，FeSO。·值得一提的是，图3还直观地告诉我们，硫酸哑铁