针对Fe3O4能否与盐酸和硫酸反应的争议,从文献资料考证、化学热力学数据角度进行了论证。以天然磁铁矿、分析纯Fe。O粉末、打印机墨粉3种物质为研究对象,探究了它们与盐酸和硫酸在不同温度、不同浓度条件下的反应情况,验证了Fe3O4,与盐酸反应存在“氯离子效应”,并获取了符合课堂探究实验时效性要求的反应条件……这是趣味化学社成员们最近在学习的一篇文献摘要,也是本次活动展开的依据。
4月3日中午12点20,趣味化学社的活动如约展开。为了简化实验而节约活动时间,指导教师晁老师带领成员们制定本次实验方案:各取0.3克四氧化三铁固体分别加入到10毫升3摩尔每升的硫酸溶液、6摩尔每升的盐酸中,观察实验现象;然后分别取适量上层清夜于试管中,滴加亚铁氰化钾溶液来检验三价铁离子的存在。为了加快反应速率,成员们还对四氧化三铁进行了研磨。
瞧,他们配溶液时的认真劲儿。
现象:四氧化三铁加入盐酸中,溶液先变灰绿后变为黄色,而加入硫酸中,溶液只变为灰绿色。他们初步断定在盐酸、硫酸溶液中氢离子浓度相同的条件下,四氧化三铁与盐酸的反应速率更快。
在上层清夜中分别滴加亚铁氰化钾溶液中,均出现红色,但盐酸那组颜色更深。
通过以上探究,证明了四氧化三铁与盐酸、硫酸均可以反应,但更易与盐酸反应,这也说明氯离子在反应中扮演重要作用。本次实验有不严谨的地方,比如没有做对照实验以排除溶液中可能潜在的铁离子干扰,也没有用天然矿石和墨盒粉来进行对照分析。