大学化学实验教师用书(合订本)(编码) 53页

实验四氯化钠的提纯一、目的1.学习提纯氮化钠的原理和方法及有关离子的鉴定。2.掌握溶解、沉淀、常压和减压过滤、蒸发、浓缩、结晶、干燥等基本操作。3.熟练掌握使用台秆、量筒和pH试纸。此外，还要求学生掌握滴管和试管的正确使用方法，以及常用玻璃容器(烧杯、试管等)的洗涤。二、原理粗食盐中含有泥砂等不镕性杂质及溶于水中的K+、Ca2+、Mg2+、SO42-等离子。将粗食盐溶于水后，用过滤的方法可以除去不溶性杂质。Ca2+、Mg2+、SO42-等离子需要用化学方法除去。有关的离子方程式如下：SO42-┼Ba2+=BaSO4(s)Ca2+┼CO32-=CaCO3(s)Ba2+┼CO32-=BaCO3(s)2Mg2+┼CO32-┼2OH-=Mg(OH)2·MgCO3(s)三、主要仪器、试剂1．仪器：台秤、烧杯(150ml)、普通漏斗、布氏漏斗、吸滤瓶、蒸发皿、量筒(10ml，50ml)泥三角、坩埚钳。2．药品酸：HCl(2.0mol/L)碱：NaOH(2.0mol/L)盐：Na2CO3(1.0mol/L)、BaCl2(1.0mol/L)、(NH4)2C2O4(0.5mol/L)、粗食盐其它：镁试剂3．材料：pH试纸、滤纸53\n四、设计NaCl提纯的流程图（含多种操作的设计）抽滤、干燥粗盐5.0g加水20ml搅拌，加热称量溶解称量煮沸，滴入BaCl2液至沉淀完全除SO42-BaSO4弃去滤液加NaOH,Na2CO3液至沉淀完全，煮沸，过滤除Ca2+、Mg2+、Ba2+Mg(OH)2CaCO3BaCO3弃去滤液除CO32-滴入盐酸至pH2~3蒸发、浓缩蒸浓至稀浆状的稠液冷却抽滤。在蒸发皿中小火干燥精盐称重含K+母液弃去过滤五、实验过程中主要现象及反应方程式SO42-┼Ba2+=BaSO4(s)清液内有混浊现象，白色沉淀不溶于盐酸Ca2+┼CO32-=CaCO3(s)清液内有混浊现象，白色沉淀Ba2+┼CO32-=BaCO3(s)清液内有混浊现象，白色沉淀2Mg2+┼CO32-┼2OH-=Mg(OH)2·MgCO3(s)清液内有混浊现象，白色沉淀OH-┼H+=H2OCO32-┼2H+=CO2┼H2O有气泡冒出六、实验结果1.产品外观：纯白色2.产量/克：2.5克以上3.产率要求精盐产率要求在50%以上为合格4.质量要求按照实验中提供的检验法，提纯后的精盐中检验不到Ca2+、Mg2+、Ba2+离子的存在。53\n七、产品纯度检验检验项目产品溶液粗盐溶液SO42-：（+BaCl2）无现象混浊现象，白色沉淀不溶于盐酸Ca2+：（+(NH4)2C2O4）无现象混浊现象，白色沉淀Mg2+：（+NaOH+镁试剂）无现象天蓝色沉淀八、实验结果讨论（影响产率及纯度的因素）1.要注意检查SO42-是否沉淀完全，BaCl2不要加得过多，也不要加得过少。2.NaOH和Na2CO3量也要注意控制得恰到好处。3.蒸发时要一手搅拌，一手用坩锅钳轻轻夹住蒸发皿。蒸发皿底上无水滴，并用小火加热，否则易烧裂蒸发皿。4.在蒸发皿中浓缩至稀浆状，切不可蒸干。5.溶解粗盐用自来水，溶解精盐用蒸馏水。6.学生不能判断精盐是否烘干。不冒水汽，不成团粒而呈粉状，无辩啪响声，达时可认为食盐已干燥。7.不少学生认为看到较大颗粒沉下，才算是沉淀生成。事实上，大颗粒是沉淀，但是只要看到溶液混浊或不透明时，也即有了沉淀形成。九、示范操作1.普通过滤滤纸的叠法及操作过程2．减压过滤整套及操作过程设备的讲解，布氏漏斗中所用的圆形滤纸可这样剪得：将滤纸盖在擦干的布氏漏斗口上，用手爪一下滤纸，出现一道圆印痕。沿着圆印痕的内侧(稍小于印痕)剪下，即得略小于布氏漏斗口径的圆形滤纸。也可把一张己剪成的圆形滤纸保存好，每次用它作样板，剪成同样大小的其它圆形滤纸。编者：肖旭贤53\n实验五硫酸铝的制备一、目的1、了解碱法制备硫酸铝的方法。2、加深对氢氧化铝两性性质的认识。二、原理1、金属铝的性质⑴铝是银白色轻金属，密度为2·699g/cm3。⑵在空气中，铝表面容易形成一层致密的氧化膜，帮在空气、水及冷、热硝酸中都不被腐蚀，因此在工业及日常生活用品中有着广泛的用途。4Al＋3TiO2＋3C→2Al2O3＋3TiC耐高温材料⑶铝是典型的两性元素，因此稀酸和碱都能溶解Al：2Al＋6H＋→2Al3＋＋3H2↑2Al＋2OH－＋6H2O→2Al(OH)3＋3H2↑⑷铝与氧化合时产生大量的热4Al＋3O2→2Al2O3；ΔrΗm＝－1676kJ/mol2、Al2(SO4)3·18H2O的制备2Al＋2NaOH＋6H2O＝2Na[Al(OH)4]＋3H2↑2Na[Al(OH)4]＋NH4HCO3＝2Al(OH)3↓＋Na2CO3＋NH3↓＋2H2O2Al(OH)3＋3H2SO4＋12H2O＝Al2(SO4)3·18H2O三、主要仪器、试剂1.仪器：托盘天平，抽滤装置，生物显微镜2.药品：H2SO4(6molL-1),NH4HCO3(饱和)，无水酒精，NaOH（固体，化学纯）铝片3．其他：pH试纸，滤纸。53\n四、设计用金属铝制备硫酸铝的流程图五、实验过程主要现象及反应方程式2Al＋2NaOH＋6H2O＝2Na[Al(OH)4]＋3H2↑2Na[Al(OH)4]＋NH4HCO3＝2Al(OH)3↓＋Na2CO3＋NH3↓＋2H2O2Al(OH)3＋3H2SO4＋12H2O＝Al2(SO4)3·18H2O六、实验结果金属铝片质量/克：硫酸铝产量/克：产率/%：七、结果讨论1、从显微镜下观察晶体的形成与溶解（并绘出晶体的形状）答：从显微镜下观察，可看到晶体的形成，有放射形花状，草状，乱草状，乱石状等；从显微镜下观察，可看到晶体的溶解，溶解从晶体的边缘开始，慢慢残食，直至全溶。2、探讨影响晶体形状的因素。答：影响晶体形状的因素很多，主要有：pH值不为8～9；过滤不净；浓缩过分；取液过多等。53\n八、思考题1、将铝酸钠转变为氢氧化铝时，所加的NH4HCO3起什么作用？答：将铝酸钠转变为氢氧化铝时，用NH4HCO3调节溶液的pH值至8~9，将其转化形成为氢氧化铝沉淀。2、氢氧化铝的生产过程中，为什么要加热这煮并充分搅拌？答：因为，氢氧化铝易形成胶体，吸附杂离子，加热搅拌，可加速氢氧化铝陈化3、浓缩硫酸铝溶液进行结晶时，为什么不要过分浓缩？答：不能过分浓缩，否则得不到Al2(SO4)3·18H2O，并防止爆沸。附：生物显微镜的结构和使用方法视度调节圈目镜双目拉板物镜转换器物镜粗调焦手轮载玻片细调焦手轮载物台聚光镜升降拨杆照明光源电源插头电源开关1．接通电源。将过饱和溶液滴于载玻片上，借助纵横移动手轮使观察区进入光路。2．拨动聚光镜升降拨杆，改变照明孔径和视埸照度。3．转动物镜转换器，将40X物镜置于光路，从目镜中观察，并转动粗调焦手轮，见物像轮廓后，再转动细调焦手轮，使物像清晰。4．使用双筒目镜时，先用手握住双目拉板，使两目镜的中心距与观察者双眼距一致。然后从右目镜中观察，调节成像清晰；再从左目镜中观察，调节视度调节圈，使成像与右目镜筒同样清晰。5．改变物镜倍率，使观察效果最好为止。编者：钱频53\n实验六水的净化一、目的1了解离子交换法制取去离子水的原理和方法；2了解自来水中的主要杂质离子，学习鉴定水中无机杂质离子的方法；3学习使用DDS—12A数字式电导仪。二、原理离子交换法是基于阴、阳离子交换树脂能与其它物质的离子进行选择性的离子交换反应。自来水中所含的阴、阳离子经离子交换后得到净化，这种净化的水叫做去离子水。阳离子交换树脂与自来水中的Na+、Mg2+、Ca2+等阳离子进行交换。反应式为：nRSO3—Na++Mn+(RSO3—)nMn++nH+阴离子交换树脂与自来水中的Cl—、SO42—、CO32—等阳离子进行交换。反应式为：nRN+OH—+Xn-(RN+)nXn-+nOH—经阴、阳离子交换后产生的H+和OH—结合又生成水。H++OH—H2O三、主要仪器、试剂仪器：离子交换装置，铁架台，蝴蝶夹，乳胶管，T形玻璃管，弯玻璃管，玻璃纤维，DDS—12A电导仪（带电极），烧杯（50ml，5只），锥形瓶（250ml，配有孔软木塞，浸泡电极用）。试剂：HNO3（0.5ml·dm-3），HCl（5%），NaOH（4%），NH3H2O（2ml·dm-3），络黑T，钙指示剂，强酸型离子交换树脂，强碱型离子交换树脂。其它：滤纸碎片。四、绘制实验装置图自来水首先在柱底铺少量棉花阳离子柱①柱内先加入蒸馏水②用角勺桡着树脂，借阴离子柱助柱子中的水，将树脂注入柱子混合离子柱③树脂注入高度约15cm④树脂间不能有气泡阳床水阴床水纯净水53\n五、实验记录样品名称电导率Mg2+Ca2+Cl—SO42—μs/cm现象结论现象结论现象结论现象结论阳离子交换柱流出液70-110兰不含兰不含白↓含白↓含阴离子交换柱流出液30-60兰不含兰不含无↓不含无↓不含阴、阳离子混合柱流出液1.0-2.0兰不含兰不含无↓不含无↓不含蒸馏水2.0-3.0兰不含兰不含无↓不含无↓不含自来水170兰变紫含变红含白↓含白↓含电导率的单位：μs/cm；μs（微西门子）六、讨论1、水中的主要无机杂质离子是哪些？怎样才能检查出来？答：水中的主要无机杂质离子是钠、镁钙的碳酸盐、硫酸盐、氯化物及某些气体，所以水中含有Na+、Mg2+、Ca2+、Cl—、SO42—、CO32—等离子。用络黑T检验Mg2+，在pH=8～11的溶液中，络黑T本身显蓝色，若水样中含有Mg2+则与络黑T形成紫红色；用钙指示剂检验Ca2+，游离的钙指示剂呈蓝色，在pH＞12的碱性溶液中，它能与Ca2+结合显红色；用焰色反应检验Na+，Na+的火焰呈黄色；用AgNO3溶液检验Cl—，出现白色混浊说明有Cl—；用BaCl溶液检验SO42—，出现白色混浊说明有SO42—；用酸分解法检验CO32—，有气泡出现说明有CO32—。2、阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和阴阳离子混合柱各起什么作用？能否将前二者颠倒顺序安装？答：阳离子交换树脂的作用是与水样中的Na+、Mg2+、Ca2+等阳离子进行交换；阴离子交换树脂的作用是与水样中的Cl—、SO42—、CO32—等阴离子进行交换；阴阳离子混合柱的作用是为了进一步提高水质。它们的顺序不能颠倒，否则大量的Mg2+、Ca2+流过阴离子交换树脂会产生Mg(OH)2、Ca(OH)2沉淀，大大降低阴离子交换树脂的交换能力。3、为什么可由水样中的电导率估计它的纯度？答：电导率是单位长度和单位截面积的电导值。而溶液的电导是溶液的一个重要参数，它反映了溶液的导电能力。因为纯水是弱电解质，水中若有可溶性杂质，将使其导电能力增大。用电导仪测出水样的电导，再根据电导的大小估计出水样的纯度。编者：莫红兵53\n实验十一溶液的配制与标定一、目的1．掌握一般溶液的配制方法及基本操作；2．掌握酸碱滴定的基本原理和操作方法；3．掌握滴定管、移液管、量筒、容量瓶等仪器的使用方法。二、原理一般的酸碱因含杂质或稳定性差，不能直接配制成准确浓度的溶液，通常先配成近似浓度的溶液，然后再用适当的基准物质加以标定或用已知准确浓度的碱酸标准溶液加以标定。用已知浓度的盐酸溶液标定未知浓度的碱溶液酸碱反应的实质是H3O++OH-＝2H2OHCl与NaOH完全反应时n(HCl)＝n(NaOH)NaOH溶液的准确浓度可用下式计算：C（HCl）×V（HCl）＝C（NaOH）×V（NaOH）三、主要仪器、试剂1.仪器：酸式滴定管（50ml）、碱式滴定管（50ml）、滴定管架、移夜管（25ml）锥形瓶（250ml）量筒(100ml)、烧杯（400ml）、容量瓶（250ml）2.药品：HCl（0.1mol/L-1,已知准确浓度的和待标定的），NaOH（0.1mol/L-1,待标定的），甲基橙指示剂，酚酞指示剂，铬酸洗液。四、仪器的洗涤和干燥常用的洗涤方法：用水淌洗；用水刷洗；用去污粉、肥皂或合成洗涤剂洗涤；用铬酸洗洗涤；特殊物质的洗涤。仪器名称规格洗涤方法洗涤效果烧杯400ml淌洗、刷洗等水在器壁上自然地流动，器壁表面被水膜均匀润湿量杯10ml淌洗、铬酸洗液洗涤等容量瓶250ml淌洗、铬酸洗液洗涤等移液管25ml淌洗、铬酸洗液洗涤等滴定管50ml淌洗、铬酸洗液洗涤等五、溶液的配制1、配制准确到四位有效数字的HCl标准溶液250ml(1)原始HCl溶液(C=ml·L－1)用量计算：(2)所需玻璃仪器：53\n(3)配制步骤：1、配制0.1ml·L－1NaOH标准溶液250ml(1)NaOH固体用量计算：(2)所需仪器：(3)配制步骤：六、酸碱滴定的数据记录和结果处理方法一：碱滴酸测定序号数据记录与计算123HCl标准溶液的净用量/ml25.0025.0025.00NaOH初读数/ml终读数/ml净用量/mlNaOH标准溶液的浓度/ml·L－1平均值/ml·L－1相对平均偏差方法二：酸滴碱测定序号数据记录与计算123NaOH标准溶液的净用量/ml25.0025.0025.00HCl初读数/ml终读数/ml净用量/mlHCl标准溶液的浓度/ml·L－1平均值/ml·L－1相对平均偏差53\n七、思考题1、滴定管和移液管均要用待装液淌洗三次的原因何在？滴定用的锥形瓶也要用待装液淌洗吗？答：滴定管、移液管均要用待装液淌洗三次，是为了保证溶液在滴定过程中或转移过程中被管内残留的水所稀释。滴定用的锥形瓶不能用待装液淌洗。2、以下情况对滴定结果有何影响？1）滴定管中留有气泡。2）滴定近终点时，没有蒸馏水冲洗锥形瓶内壁。3）滴定完毕后有液滴悬挂在滴定管的尖端处。答：1）若滴定前，管中留有气泡，滴定后气泡消失，则测量体积比实际消耗体积高，使得测量结果偏高2）会使得滴定结果偏低3）测量体积比实际消耗体积高，使得测量结果偏高编者：钱频53\n实验十三醋酸电离常数和电离度的测定一、目的1．了解用pH计测定醋酸的解离常数和解离度的测定方法；2．掌握pH计的使用方法；3．学习碱式滴定管、容量瓶和容量吸管的使用方法；4．学习溶液的配制方法。二、原理HAc是一种弱的电解质,在水溶液中部分电离为:HAc⇌H+＋Ac－[H+]＝[Ac－]⑴[HAc]＝CHAc－[H+]⑵K∅a(HAc)＝[H+]·[Ac－]╱[HAc]⑶将⑴、⑵式代入⑶式，因此有K∅a(HAc)＝[H+]2╱CHAc－[H+]⑷上式中CHAc用标准NaOH溶液滴定测定；[H+]用pH计测定溶液的pH值而求出，从而求得K∅a(HAc)。醋酸的电离度：α=[H+]╱CHAc×100%（5）将[H+]代入（5）中，可求得该温度下，不同浓度醋酸的相应的电离度。pH＝－㏒[H+]E正E负E电池＝E正－E负E正常数E负＝E玻＝E外－E内＝0.059㏒a(H＋内)/a(H＋外)＝K－0.059pH电极电位产生的原理：如图：玻璃电极电极引线水化层内部干外部缓冲液缓冲液金属银丝aH内层aH外E内E外E负甘汞电极53\n电极引线加液口金属汞电极反应：KCl饱和溶液甘汞Hg2Cl2（固）＋2e＝2Hg(液)＋2Cl－E甘＝E正＝K－0.059㏒a(Cl－)KCl晶体微孔陶瓷E电池＝E正－E负＝常数－(K’－0.059pH)＝常数＋0.059pHpHS－10B数字酸度计工作原理和使用方法放大器定位斜率●电源功能调零温度补偿三、主要仪器、试剂1.仪器：PHS-3C型数字式酸度计、移液管(25ml)、容量瓶(50ml，3只)、碱式滴定管(50ml)、锥形瓶(250ml，2只)、烧杯(50ml，4只)、刻度吸管(10ml)、锥形瓶(250ml，2只)、铁架、洗耳球、温度计(0～100℃)2.药品：标准NaOH溶液(约0.1mol·L-1，已标定到四位有效数字)、待标定醋酸溶液(约0.1mol·L-1)、标准缓冲溶液(pH=4.00)、酚酞指示剂(1%)53\n四、醋酸的电离度和电离常数的测定（温度/℃）计算结果溶液编号C/mol·L－1pH（测定值）[H＋]/mol·L－1Kaα1C/20约3.52C/10约3.33C/2约3.04C≈0.1M约2.8Ka（平均值）=五、思考并回答下列问题1、如果改变所测HAc溶液的温度，则电离度和电离常数有无变化？答:若改变温度，则电离常数会变化，如果反应是吸热的，电离常数随温度的升高而增大，如果反应是放热的，电离常数随温度的升高而降低。根据稀释定律，电离度与电离常数有关，温度改变，电离常数改变，则电离度也变化。2．温度一定时，CHAc分别对Ka及α各有何影响？答:温度一定时，CHAc对Ka无影响；但CHAc对α有影响，根据稀释定律，若CHAc减小，则α增大，即溶液越稀，电离度越大。六、分析产生误差的主要原因：答：主要考虑以下几个方面的影响：操作：由操作人员的主观原因造成的。如对终点颜色判断偏深或偏浅，滴定速度过快或过慢，配制及分取溶液是否准确等。方法：指分析方法本身不完善所造成的误差。仪器：由仪器本身不够准确引起的误差。如容量仪器体积不够准确，酸度计、电极不够精确等。温度：参比电极的电极电位受温度的影响，温度补偿值是否和测量的温度相吻合等。编者：何跃武53\n实验十五硝酸钾溶解度与温度的关系一、目的1、掌握测定盐类在水中溶解度的方法，了解溶解度与温度的关系；2、练习绘制溶解度—温度曲线。二、原理物质的溶解过程往往伴有能量和体积变化。物质的溶解过程包括两个步骤：一是溶质分子在溶剂中的分散，这一过程需要吸热以克服溶质质点间的吸引作用，并有溶液体积增大的趋向；二是溶质的溶剂化过程，这一过程是放热、体积缩小的过程。溶解过程表现为放热还是吸热、体积是增大还是缩小，由这两个过程的共同作用所制约。在一定温度和压力下，饱和溶液中溶质和溶剂的相对含量称为溶解度。对于易溶物质的溶解度，通常用该物质饱和溶液中每100g溶剂所含溶质的质量（g）表示。对于难溶电解质，其溶解度一般以饱和溶液的物质的量浓度（mol·L-1）表示。物质溶解度的大小除与物质的本性有关外，还受溶剂、温度、压力等因素影响。有些物质的溶解度会随温度变化发生显著变化，例如硝酸钾。将不同质量的硝酸钾加入一定质量的水后，加热完全溶解，再缓慢冷却至晶体刚刚析出，记录温度，则该溶液的浓度就是此温度下硝酸钾的溶解度。三、主要仪器、试剂分析天平，温度计（0~100℃），吸量管1ml），洗耳球，小试管（15×80mm）4支，玻璃棒4支，带有橡皮塞的玻璃棒，橡皮圈。KNO3（固体，分析纯）四、实验记录和结果操作注意：1、取编号为1、2、3、4号试管，分别在分析天平上称取KNO3固体1.7~1.8g、1.4~1.5g、1.1~1.2g、0.8~0.9g（准确至1mg），再各加水1.00ml。2、热水浴液面应高于试管内液面而低于固定试管的橡皮圈。3、加热与冷却过程中，均需不断搅拌。4、水浴温度不应高于90℃，以免溶剂过度蒸发。五、绘制溶解度-温度曲线注意：1、取所得各组温度（t，℃）与溶解度（s，g/100g水）数据作图。注意合理安排曲线的位置和图的大小，并注意曲线不要有明显折点。2、根据实验讲义p143表3-12中的数据，在同一坐标系中绘制KNO3溶解度的标准曲线，并进行比较。六、思考并回答下列问题1、在实验过程中，搅拌与不搅拌对实验结果有何影响？在固体溶解过程中不断搅拌，可以加快固体的充分溶解，缩短溶解时间，减少溶剂的蒸发；53\n在晶体析出过程中不断搅拌，可以防止溶液出现过饱和现象。溶液过饱和会导致测得的晶体析出温度偏低、所测物质的溶解度偏高。2、实验过程中试管内的水显著蒸发，对实验结果有何影响？如果实验过程中试管内的水显著蒸发，溶剂的显著减少会使晶体提前析出，使测得的温度偏高，造成所测物质的溶解度偏低的结果。3、为什么硝酸钾的称量要准确至1mg，水的量取要准确至0.01ml？为了减小实验误差。编者：曾小玲53\n实验十七难溶物质的生成与溶解一、目的1．了解常见难溶物的基本性质2．掌握难溶物的生成与溶解的实验方法。二、原理溶度积规则：在难溶电解质的饱和溶液中，存在如下的多相离子平衡体系，AmBn(s)⇌mAn+(aq)+nBm-(aq)在一定温度下[An+]m[Bm-]n=K∅sp此时，K∅sp为一常数，称为溶度积常数比较难溶电解质的离子积（J）与K∅sp值的大小，可以判断难溶电解质溶液中多相离子平衡的移动方向。即，JK∅sp为过饱和溶液，生成沉淀直至达到新的平衡附：物理常数难溶化合物溶度积（K∅sp）PbI27.1×10-9PbCl21.6×10-5Ag2CrO42.0×10-12AgCl1.8×10-10Mg(OH)25.1×10-12三、主要仪器、试剂仪器：酒精灯，洗瓶，吸管，微型试管，离心试管，离心机，恒温水浴锅。药品：（1）0.1mol·L-1金属离子溶液：Sb3+，Bi3+，Sn2+，Pb2+，Cu2+，Ag+，Zn2+，Cd2+，Hg2+，Cr3+，Mn2+（2）0.1mol·L-1酸碱溶液：H3AsO3，H3AsO4，HCl，HNO3，NaOH（3）0.1mol·L-1Na2S，Na2S2O3，KI，NH4Cl，Na2CrO4溶液。（4）丁二肟溶液。四、实验现象及解释1、沉淀的生成Pb(NO3)2+KCl（浓）无沉淀Pb2++4Cl―=[PbCl4]2―Pb(NO3)2+KCl（稀）白色沉淀Pb2++2Cl―=PbCl2↓2、分步沉淀及沉淀的转化NaCl+K2CrO4+H2O+AgNO3白色沉淀(静置)Ag++Cl―=AgCl↓△离心分离53\n上清液+AgNO3砖红色沉淀4Ag++CrO42―+H2O=2Ag2CrO4↓2H+沉淀+NaCl砖红色→白色沉淀Ag2CrO4+2Cl―=2AgCl↓+CrO42―1、沉淀的溶解(1)MgCl2+NaOH白色沉淀Mg2++2OH―=Mg(OH)2↓①+HCl沉淀溶解Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O②+NH4Cl沉淀溶解Mg(OH)2+2NH4+=Mg2++2NH3+2H2O(2)Pb(NO3)2+KI黄色沉淀Pb2++2I―=PbI2↓+NaAc(s)沉淀溶解PbI2+Ac―=Pb(Ac)2+2I―(3)Pb(NO3)2+KCl白色沉淀Pb2++2Cl―=PbCl2↓+KCl（饱和）沉淀溶解PbCl2+2Cl―=[PbCl4]2―（4）Pb(NO3)2+KI黄色沉淀Pb2++2I―=PbI2↓+NaNO3（s）浑浊度变小盐效应4、设计性实验（氢氧化物的性质）在下列三组金属离子中任选一组①Sb3+，Bi3+，Sn2+，Pb2+②Cu2+，Ag+，Zn2+，Hg2+③Cr3+，Mn2+①加入NaOH(适量)：Sb3++3OH―=Sb(OH)3（白色↓）（1）+HCl→Sb3++H2O(2)+NaOH→[Sb(OH)4]―Bi3++3OH―=Bi(OH)3（白色↓）（1）+HCl→Bi3++H2O(2)+NaOH→不溶（浓碱微溶）Sn2++2OH―=Sn(OH)2（白色↓）（1）+HCl→Sn2++H2O(2)+NaOH→[Sn(OH)4]2―Pb2++2OH―=Pb(OH)2（白色↓）（1）+HNO3(或HAc)→Pb2++H2O(2)+NaOH→[Pb(OH)3]―②加入NaOH(适量)：Cu2++2OH―=Cu(OH)2（蓝色↓）（1）+HCl→Cu2+(2)+NaOH→[Cu(OH)4]2―Ag++2OH―=H2O+Ag2O（黑色↓）（1）+HNO3→无反应(2)+NaOH→无反应Zn2++2OH―=Zn(OH)2（白色↓）（1）+HCl→Zn2+(2)+NaOH→[Zn(OH)4]2―53\nHg2++2OH―=H2O+HgO（黄色↓）（1）+HNO3→Hg2+(2)+NaOH→无反应③加入NaOH(适量)：Cr3+：Cr3++3OH―→Cr(OH)3(灰绿色↓)（1）+HCl→Cr3+(2)+NaOH→[Cr(OH)4]―（亮绿色）Mn2+：Mn2++2OH―→Mn(OH)2↓（白色）（1）静置→Mn2O3、MnO2的水合物（棕色）（2）+HCl→无反应(3)+NaOH→无反应5、设计性实验（难溶硫化物的生成与溶解）在下列三组金属离子中任选一组①Sn2+,Sn4+,Pb2+②H3AsO3,H3AsO4,Sb3+,Bi3+③Zn2+,Cd2+,Hg2+①加入Na2S，然后向沉淀中加入盐酸:SnS（棕色↓）SnS+4Cl―+2H+→SnCl42―+H2SSnS2（黄色↓）SnS2+6Cl―+4H+→SnCl62―+2H2SPbS（黑色↓）PbS+4Cl―+2H+→PbCl42―+H2S②加入Na2S，然后向沉淀中分别加入NaOH和Na2S:Sb2S3（橙色↓）Sb2S3+6NaOH→Na3SbS3+Na3SbO3+3H2OSb2S3+3Na2S→2Na3SbS3Bi2S3（黑色↓）Bi2S3+6NaOH→不反应Bi2S3+3Na2S→不反应As2S3（黄色↓）As2S3+6NaOH→Na3AsS3+Na3AsO3+3H2OAs2S3+3Na2S→2Na3AsS3As2S5（黄色↓）4As2S5+24NaOH→5Na3AsS4+3Na3AsO4+12H2OAs2S5+3Na2S→2Na3AsS4③加入Na2S：Zn2+：→ZnS（白色↓）ZnS+2H+（稀HCl）→Zn2++H2SCd2+：→CdS（黄色↓）CdS+2H+（浓HCl）→Cd2++H2SHg2+：→HgS(黑色↓)HgS+S2―（过量，浓Na2S）→[HgS2]2-编者李战辉53\n实验十八氧化还原与电化学一、目的1．定性比较电极电位高低。2．了解影响氧化还原反应的因素。3．熟悉常见的氧化剂和还原剂。二、原理原电池：电解池：将化学能直接转变为电能的装置。用电能使非自发性的氧化还原顺利进行的装置。检流计e－e－e－e－盐桥锌棒铜棒（负极）（正极）＋－铜丝铜丝阴极阳极ZnSO4溶液CuSO4溶液直流电源酚酞Na2SO4溶液表面皿负极反应：Zn－2e－Zn2＋阳极反应：Cu－2e－Cu2＋正极反应：Cu2＋＋2e－Cu阴极反应：2H2O＋2e－H2＋2OH－电池总反应：Zn＋Cu2＋＝Zn2＋＋Cu电解总反应：原电池符号：–）Zn︱Zn2＋(c1)‖Cu2＋(c2)︱Cu(+Cu＋2H2O＝H2↑＋Cu2＋＋2OH－自发性产生氧化还原反应非自发性产生氧化还原反应从检流计的指针偏转，可以证明导线中有电流从酚酞变红和棕色的(DDTC－Cu)配通过。说明两电极之间有电势差，此即原电池电动势合物的出现，说明氧化还原已经发生。如何判断氧化还原反应的自发性？每一个半电池相对于氢电极都有一个标准电极电势EΘ，将两个半电池组成原电池，并计算原电池的电动势，即EΘ电池＝EΘ正极－EΘ负极当EΘ电池＞0氧化还原反应可按指定方向进行53\n当EΘ电池＜0氧化还原反应只可按逆方向进行EΘ(Zn2＋/Zn)＝-0.76V(负极)EΘ(Cu2＋/Cu)＝+0.34V(负极)＊EΘ(Cu2＋/Cu)＝+0.34V(正极)EΘ(H2O/H2)＝-0.83V(正极)＊EΘ电池＝EΘ正极－EΘ负极＝+1.10VEΘ电池＝EΘ正极－EΘ负极＝-1.17V能够按指定方向自发进行不能按指定方向自发进行附：物理常数标准电极jq/Vjq(Fe3+/Fe2+)0.771jq(I2/I-)0.536jq(Br2/Br-)1.066jq(MnO4-/Mn2+)1.507jq(Zn2+/Zn)-0.762jq(Cu2+/Cu)0.324三、主要仪器、试剂1.仪器：pH数字酸度计(做伏特计使用)，KCl盐桥2.药品（除特别标明外，单位为mol·L-1）：ZnSO4(1，0.2)，CuSO4(0.001，1)，FeSO4(0.1,1),KI(0.1)，FeCl3(0.1)，CCl4，H2SO4(2)K3[Fe(CN)6](0.1)，KBr(0.1)，溴水，KSCN(0.1)，碘水，HNO3(12，2)，锌粒，KIO3(0.1)，NaOH(6)，KMnO4(0.01)，Na2SO3(0.1)，H2C2O4(2)，MnSO4(0.2)，NH4F(3)，H2O2(0.1)，NaBiO3(固体)，Na2S2O3(0.05)，氯水。其他:pH试纸，滤纸，细砂纸。四、实验步骤1、定性比较电极电位的高低KI+FeCl3+CCl4CCl4层为棕黄色2I―+2Fe3+=2Fe2++I2+K3[Fe(CN)6]有蓝色沉淀Fe2++[Fe(CN)6]3―=Fe3[Fe(CN)6]2用KBr代替KI不反应(NH4)2Fe(SO4)2+Br2+KSCN溶液变血红色2Fe2++Br2=2Fe3++2Br―Fe3++SCN―=[Fe(NCS)]2+用I2代替Br2不反应电动势比较:ΦBr2/Br―>ΦFe3+/Fe2+>ΦI2/I―2、浓度对氧化还原反应的影响（2）Zn+HNO3(浓)大量气泡、红棕色、大量热4Zn+2NO3―+10H+=4Zn2++N2O+5H2OZn+HNO3(稀)少量气泡、无色、放热不明显53\nZn+2NO3―+4H+=Zn2++2NO2+2H2O（3）KI+K3[Fe(CN)6]+CCl4无变化2I―+2[Fe(CN)6]3―2[Fe(CN)6]4―+I2+ZnSO4静置：CCl4层红色、白色沉淀、上层黄色溶液2Zn2++[Fe(CN)6]4―+Zn2[Fe(CN)6]↓3、介质酸度对氧化还原反应的影响（1）KI+H2SO4+KIO3溶液变棕黄色、震荡棕灰色↓5I―+IO3―+6H+=3I2+3H2O+NaOH沉淀溶解、溶液黄色3I2+6OH=5I―+IO3―+3H2O（2）KMnO4+H2SO4+Na2SO3紫红色→无色2MnO42-+5SO32-+6H+==2Mn2++5SO42-+3H2OKMnO4+H2O+Na2SO3紫红色→棕黄色2MnO42-+3SO32-+H2O==2MnO2+3SO42-+2OH-KMnO4+NaOH+Na2SO3紫红色→绿色2MnO42-+SO32-+2OH-==2MnO22-+SO42-+H2O4、催化剂对氧化还原反应速度的影响H2C2O4+H2SO4+MnSO4+KMnO4红色迅速腿去H2C2O4+H2SO4+KMnO4加热，红色迅速腿去H2C2O4+H2SO4+NH4F+KMnO4加热，红色缓慢腿去5H2C2O4+2MnO4―+6H+=2Mn2++10CO2+8H2O此反应的电动势虽较大，但反应速度较慢。Mn2+对此反应有催化作用。随着反应自身产生Mn2+，反应速度变快。若加入F―将Mn2+掩蔽，则反应速度仍旧较慢。5、常见的氧化剂和还原剂的反应（1）KI+H2SO4+H2O2棕黄色2I―+2H++H2O2=I2+2H2O（2）KMnO4+H2SO4+FeSO4紫色腿去MnO42-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O（3）MnSO4+HNO3+NaBiO3(s)振摇溶液变紫红色2Mn2++5NaBiO3(s)+14H+=2MnO42+5Bi3++5Na++7H2O（4）碘水+Na2S2O3棕黄色→无色2S2O32-+2I―=S4O62-+I2（5）HgCl2+SnCl2白色丝光状↓2Hg2++Sn2+=Hg22++Sn4+继续+SnCl2沉淀灰有金属光泽Hg22++Sn2+=2Hg+Sn4+（6）KI+Cl2水溶液呈橙黄色2I―+Cl2=2Cl―+I2继续+Cl2水橙黄→棕黄↓→↓消失→黄绿色溶液I2+5Cl2+6H2O=2IO3―+10Cl―+12H+五、思考题1、Fe3+离子能把Cu氧化成Cu2＋离子，而Cu2＋离子又能将Fe氧化成Fe2+离子，这两个反应有无矛盾？为什么？答：不矛盾。因为所对应的电对不同，Fe3+/Fe2+的标准电极电势最高，Cu2＋/Cu的标准电极电势次之，Fe2+/Fe的标准电极电势最低；标准电极电势越高，其氧化态越容易氧化标准电极电势比它低的还原态。2、H2O2为什么既可以作氧化剂有可以作还原剂？写出有关电极反应，说明H2O2在什么情况下可以作氧化剂，什么情况下可以作还原剂？答：在H2O2中，氧的氧化值为-1，所以H2O2既有氧化性，又有还原性。H2O2无论在酸性还是碱性溶液中都是强氧化剂强氧化性：酸性条件：H2O2+2H+ +2e→ 2H2O碱性条件：H2O2 +2H2O+2e →6OH―53\nH2O2的还原性较弱，只有当H2O2与强氧化剂作用时才显示出其还原性。还原性：H2O2—2e → 2H++O2（g）3、为什么稀HCl不能和MnO2反应，而浓HCl则能反应？这里除H+离子浓度改变外，Cl―离子浓度的改变对反应是否也有影响？答：MnO2+4HCl(浓)→Cl2+MnCl2+2H2O从反应方程式可知，这是一个氧化还原反应，H+离子和Cl―离子都参与电极反应，它们的浓度改变对反应有影响。编者：李战辉53\n实验二十配合物的组成和稳定常数的分光光度法测定一、目的1.了解配合物稳定常数测定的基本方法及影响配合物稳定常数准确性的基本因素；2.巩固溶液的配制和标定；3.掌握分光光度计、酸度计等基本仪器的使用方法。二、原理1.配合物的浓度与吸光度的关系根据朗伯－比尔定律：当一适当波长的单色光通过溶液时，若液层厚度一定，则吸光度与溶液浓度成正比。如图I0入射光强度I透射光强度I0CIC被测溶液浓度L被测溶液厚度T＝I/I0透光率LD＝－㏒T＝kCL吸光度如果中心离子M与配位体L在溶液中都是无色的，或者对我们所选定的波长的光不吸收，而它们所形成的配合物MLn（省去电荷）是有色的，而且在一定条件下只生成这一种配合物，那么吸光度就与该配合物的浓度成正比。在此前提条件下，便可以从测得的吸光度值来求出该配合物的组成和稳定常数。2.配合物组成的测定方法设配合反应为：M＋nL＝MLn平衡浓度为：[TM][TL][MLn]先配制等摩尔系列溶液，使溶液中M与L的物质的量总和恒定不变，而两者的摩尔分数连续变化。方法为：定量改变原始浓度相同的M、L溶液的移取体积，保持混合溶液中总的物质的量(nM+nL)不变。再用蒸馏水定容即可得到一系列溶液，其物质的量比分别为：nM1/nM1＋nL1、nM2/nM2＋nL2nM11/nM11＋nL11。然后，在特征波长下测定上述每一份溶液的吸光度，并以物质的量比为横坐标，以对应的吸光度值为纵坐标，绘制吸光度-物质的量比图。MLML53\n从图中可以看出：D1A物质的量比值很小或很大时，生成的配合物浓度都不大，因此吸光度值都较小；物质的量比为：D2B50%，即1:1时可以获得最高浓度的配合物，吸光度也最大，即图中A点(切线部分延长相交点)所对应的吸光度D1（理论值）。但由于配合物部分离解，实验测得的最大吸光度为B点所对应的吸光度D2（实验值）。F点所在位置的横坐标对应F物质的量的比值，就是配位数n值。TM0.5TL3.配合物稳定常数的测定方法,,三、主要仪器、试剂1.仪器：722型分光光度计，pH计，电磁搅拌器，容量瓶(50ml)，烧杯（50ml）。2．药品：（浓度单位为mol·L-1）Cu(NO3)2（0.05），磺基水杨酸（0.05），NaOH（0.05，1.0），KNO3（0.1），HNO3（0.01）。四、实验记录和结果1．按等摩尔系列法配制硝酸铜和磺基水杨酸混合溶液：用0.05mol·L-1硝酸铜溶液和0.05mol·L-1磺基水杨酸溶液，在13个50mL烧杯中（编号依次为1～13，如下表）按所列体积比配制混合溶液（用滴定管量取溶液）。配合物的组成与吸光度数据混合溶液编号12345678910111213磺基水杨酸溶液体积VL/mL024681012141618202224硝酸铜溶液体积VM/mL24222018161412108642053\nTL（VL╱VL+VM）混合溶液吸光度D2．依次对每份混合液用酸度计测定pH值：在电磁搅拌器搅拌下，慢慢滴加1mol·L-1NaOH溶液调节pH为4左右，然后改用0.05mol·L-1NaOH溶液调节pH为4.5(此时溶液颜色为黄绿色，不应有沉淀产生，若有沉淀产生，则说明溶液pH过高，Cu2+离子已水解，可用0.01mol·L-1硝酸溶液回调)，溶液的总体积不得超过50mL。3．混合溶液定容：将调节好pH的溶液分别转移到预先编号的干净的50mL容量瓶中，用pH=5的0.1mol·L-1硝酸钾溶液稀释至标线，摇匀备用。4．混合溶液吸光度的测量：在波长440nm条件下，用1cm比色皿，以蒸馏水为空白，用分光光度计分别测定每号混合溶液的吸光度D，记入表3-26。以吸光度D为纵坐标，配体摩尔分数TL为横坐标，作D－TL图，求CuLn的配体数目n和配合物的稳定常数K稳。TLTMD1D2ABC0.5五、绘制D—TL曲线六、思考题并回答下列问题：1．如果溶液中同时有几种不同组成的有色配合物存在，能否用本实验方法测定它们的和稳定常数？答：不能。因为其他有色物质的存在会影响到吸光度的测量。2．如果被测的配合物稳定性太低或者太高，对测定结果是否有影响？答：稳定性太低时，53\n绘制的吸光度-物质的量比图中曲线的峰太平坦，难以确定其峰的位置（做切线易产生误差），而稳定性太高时，D1和D2几乎相等，无法运算。3．本实验中，为何能用体积比代替物质的的量比为横坐标作图？答：因为在实验中所采用的是原始浓度相同的金属离子和配体溶液，故可以用体积比代替物质的的量比为横坐标作图。4．使用分光光度计应该注意哪些事项？⑴、722型分光光度计外部旋钮、开关介绍1234567AbsT%ComFactor10981－数字显示器2－A/T/C/F3－SD4－0%5－100%6－波长刻度窗7－波长手轮8—比色皿暗室盖9－试样架拉手10－干燥器⑵、吸光度测量步骤序号步骤操作方法显示1通电预热打开比色皿暗室盖，开启电源，预热仪器20分钟。2选择“T%”按“A/T/C/F”键，选择“T%”。“T%”灯亮3调T＝0按“0%”键000．04装样品溶液将待测溶液装入比色皿，依次放入样品室000．05选择波长旋转波长手轮，选择480nm，从“9”观察000．06调T＝100盖好样品室，空白置于光路，按“100%”键100．07调A＝0在上述条件下，按“A/T/C/F”键，选择“A”，再按“0%”键000．08调A＝100打开比色皿暗室盖，再按“100%”键100．09测量样品A盖好样品室，将试样架拉手逐格拉出，依次读出各样品的A值10结束取出比色皿洗净、倒置、晾干，灵敏度调至最小，关闭电源（3）使用注意事项：A：空白样的选择应合理B：同一次实验应使用同一套比色皿C：比色皿中溶液的量为比色皿总体积的约2/3D：手避免拿比色皿的光滑玻璃面E：每号溶液读取2次吸光度数值F：读取吸光度数值时，比色皿应该对准入射光源G：不测量时，应将比色盒的盖子打开，以保护光敏电池H：分光光度计应该保持干燥53\n编者：刘绍乾实验二十一气体密度法测定二氧化碳分子量一、目的1．了解用相对密度法测定气体分子量的原理和方法；2．了解启普发生器、洗气瓶和干燥塔的装配和使用方法；3.进一步熟悉电子分析天平和电子台秤的使用方法。二、原理根据阿佛加德罗定律，在同温同压下，同体积的任何气体含有相同数目的分子，因此，在同温同压下，任何相同体积的两种气体（A和B）的质量之比，等于他们的分子量之比。WA/WB=MA/MB在本实验中，以空气（平均分子量为29）为标准气体，求二氧化碳的分子量。即：MCO2=WCO2/W（空气）×29.0（1）WCO2，W空气分别为同体积的二氧化碳和空气的质量，MCO2为二氧化碳的分子量。WCO2=（充满了二氧化碳的瓶重G2—充满了空气的瓶重G1）+W（空气）又：W（空气）=29.0pV/R(273.16+t)（2）将充满水的瓶重近视为W（水）除以水的密度（近视为1.00g/mL）便得瓶的容积V。将V，p,t代入（2）式，即可以求得W（空气）和WCO2的值，根据（1）式即可求出二氧化碳的分子量MCO2。三、主要仪器、试剂1．仪器：启普发生器，洗水瓶2个，干燥塔2个，电子分析天平，电子台秤，锥形瓶（250mL）温度计。2．药品：H2SO4(浓),HCl(6mol.L-1),CaCO3(大理石或石灰石)，无水氯化钙。四、绘制制备和收集二氧化碳的装置简图53\n浓硫酸无水氯化钙CO2水稀盐酸大理石五、思考并回答下列问题1.用启普发生器制取二氧化碳为什么要通过水、浓硫酸和无水氯化钙?答：净化和干燥。由于原料大理石CaCO3不纯，制取过程中会产生一些杂质气体，可用水洗除之，水还可除去多余的HCl气体，再依次用浓硫酸除CO2中的水汽，用无水氯化钙进一步干燥。2.为什么(CO2＋瓶＋塞子)的质量要在分析天平上称量，而(水＋瓶＋塞子)的质量可以在托盘天平上称量？答：锥形瓶注入水后，质量太大，超过了分析天平的承重限值，易损坏分析天平这种精密仪器；而托盘天平或电子台秤不会。3.为什么计算锥形瓶的容积时,不考虑空气的质量,而在计算二氧化碳气体质量时却要考虑空气的质量？答：锥形瓶的容积是用称得的水重来计算的,称得的空气质量对于水来说,可以忽略,但称得的空气质量对于CO2气体来说，是同一个数量级，决不能忽略。六、实验记录和结果实验时的室温t/℃如23实验时的大气压力P/Kpa如101.2(空气＋瓶＋塞子)的质量G1/g(CO2＋瓶＋塞子)的质量G2/g＞0.150g53\n(CO2＋瓶＋塞子)的质量G2/g如0.183g(CO2＋瓶＋塞子)的质量G2/g如0.182g保证最后两次质量差值＜2mg(水＋瓶＋塞子)的质量G3/g＞150g瓶的容积V/mL=G3－G1/1.00空气的质量W空气=29.0PV/R(273.16+t)如0.117gCO2的质量W二氧化碳=(G2－G1)+W空气如0.176gCO2的分子量M二氧化碳=(W二氧化碳/W空气)×29.043.6相对误差(43.6－44.0)/44.0×100%=0.9%七、分析产生误差的主要原因答：实验结果若CO2分子量太大，则可能是由于干燥气体时，气体产生速度过快，使CaCl2细小粉末混入制取的CO2气体中而造成；实验结果若CO2分子量太小，则可能是由于CO2气体未充满而造成。因此，本实验的成败关键是：1．二氧化碳气体的制备和净化；2．二氧化碳气体的收集和称量实验时应注意以下事项：1．检查装置的气密性2．加试剂加入固体的量不要太多，以不超过中间球体容积的1/3为宜，否则固液反应激烈，酸液很容易被气体从导管冲出。再从球形漏斗加入适量稀酸（~6mol/L）。3.发生气体可通过调节旋塞来控制气体的流速，气体产生速度以每秒钟3～4个水中气泡为宜。4.收集气体CO2采用向上排空气集气法，在收集气体时应注意：⑴集气导管应尽量接近集气瓶底，认为满了之后，慢慢往上抽，然后立即盖上玻塞。⑵最后一次灌气的瓶重应大于150mg，且与第一次灌气的瓶重之差应小于2mg。5．充水的方法集气瓶灌水时应涓涓细流，至瓶口为止，这样就不会产生气泡，玻塞应自由落体盖上。6.尽量减小二氧化碳气体的称量误差。编者：王一凡53\n实验十九配合物的生成和性质一、目的1．了解配合物的生成及配离子的相对稳定2．了解沉淀反应、氧化还原反应等对配位平衡的影响。二、原理配合物由内界和外界两部分组成。中心离子与配位体组成配合物的内界，其余处于外界。内界和外界在水溶液中完全离解，配离子本身在溶液中只部分离解。例如：Fe3＋＋6KCNK3[Fe(CN)6]＋3K＋外界(中心离子配位体)内界K稳＝[Fe(CN)6]3－[Fe3＋][CN－]6K稳是配离子的稳定常数，可用于判断配位反应进行的程度。简单离子形成配位化合物后，其颜色、溶解度、电极电位等都会发生变化，利用这些变化可以检验有关离子。例如：Fe3＋＋nSCN－[Fe(SCN)n]3－n黄色无色浅红血红色n＝16CH3OHOCH3CH3－C＝N－OHC＝NN＝CNi2＋＋2Ni＋2H＋CH3－C＝N－OHC＝NN＝C浅绿浅黄鲜红CH3OHOCH3三、主要仪器、试剂53\n药品（除特别标明外，单位为mol·L-1）：H2SO4(1)，NaOH(0.1，2),NH3·H2O(2)，NaCl(0.1)，BaCl2(0.1)，HgCl2(0.1)，FeCl3(0.1)，AgNO3(0.1)，CuSO4(0.1)，NiSO4(0.1,0.5)，Na2S2O3(0.1)，KSCN(0.1)，NH4F(1)，KBr(0.1)，KI(0.1)，K3[Fe(CN)6](0.1)，碘水，CCl4，丁二肟（1%），K4P2O7(2)，(NH4)2Fe(SO4)2固体。四、实验内容1．配离子的生成和组成内容现象解释及方程式（1）[HgI4]2-的生成HgCl2+KI(适量)桔红色沉淀HgCl2+2I-=HgI2¯+2Cl-+KI（过量）沉淀褪去，溶液清亮HgI2+2I-=HgI42-（2）[Cu(NH3)4]2+的生成及组成CuSO4+BaCl2白色沉淀Ba2++SO42-=BaSO4¯CuSO4+NaOH浅兰色沉淀Cu2++2OH-=Cu(OH)2¯CuSO4+NH3.H2O(适量)兰色沉淀2Cu2++2NH3.H2O+SO42-=Cu2(OH)2SO4¯+2NH4++NH3.H2O(过量)（该溶液分作两分）沉淀溶解溶液呈深兰色Cu2(OH)2SO4+8NH3.H2O=2[Cu(NH3)4]2++2OH-+SO42-+8H2O①+BaCl2白色沉淀Ba2++SO42-=BaSO4¯②+NaOH无现象2.简单离子和配离子的区别内容现象解释及方程式①FeCl3+KSCN溶液呈血红色Fe3++xSCN-=[Fe(SCN)x]3-(x=1~6)②K3[Fe(SCN)6]+KSCN无现象3．配位平衡与氧化还原反应（1）①FeCl3+KI+CCl4分层，上层黄色，下层红色2Fe3++2I-=2Fe2++I2,I2溶于CCl4②[Fe(CN)6]3-+KI+CCl4无现象(2)①I2+(NH4)2Fe(SO4)2+CCl4分层，上层黄色，下层红色I2溶于CCl453\n②I2+K4[Fe(CN)6]+CCl4I2水褪色，变浅黄,下层无色I2+2[Fe(CN)6]4-=2I-+2[Fe(CN)6]3-4.配位平衡与沉淀反应内容现象解释及方程式AgNO3+NaCl白色沉淀Ag++Cl-=AgCl¯+NH3.H2O沉淀溶解AgCl+2NH3.H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O+KBr浅黄色沉淀Ag(NH3)2++Br-=AgBr¯+2H2O+Na2S2O3沉淀溶解AgBr+2S2O32-=[Ag(S2O3)2]3-+Br-+KI黄色沉淀[Ag(S2O3)2]3-+I-=AgI¯+2S2O32-5.配合物之间的转化内容现象解释及方程式FeCl3+KSCN溶液呈血红色Fe3++6SCN-=[Fe(SCN)6]3-+NH4F血红色褪去[Fe(SCN)6]3-+6F-+=FeF63-+6SCN-6.配位平衡与介质的酸碱性内容现象解释及方程式NiSO4+NH3.H2O(适量)绿色沉淀SO42-+2Ni2++2NH3.H2O=Ni2(OH)2SO4¯+2NH4+NiSO4+NH3.H2O(过量)（该溶液分成两份）沉淀消失溶液呈兰色Ni2(OH)2SO4+8NH3.H2O=2[Ni(NH3)4]2++SO42-+8H2O+2OH-①+H2SO4兰色褪去，变成淡绿[Ni(NH3)4]2++4H+=Ni2++4NH4+②+NaOH绿色沉淀[Ni(NH3)4]2++2OH-=Ni(OH)2¯+4NH37.螯合物的形成内容现象解释及方程式（1）NiSO4+NH3.H2O+丁二肟红色沉淀Ni2++2丁二肟=红色螯合物¯+2H+（2）CuSO4+K4P2O7(适量)白色沉淀2Cu2++P2O74-=Cu2P2O7¯+K4P2O7沉淀溶解，呈兰色溶液Cu2P2O7+3P2O74-=2[Cu(P2O7)2]6-五思考并回答以下问题1.影响配合物的稳定性的主要因素有哪些？有过量NH3存在的[Cu(NH3)4]2+溶液中加入NaOH或HCl的稀溶液对配合平衡各有何影响？答：影响配合物的稳定性的主要因素有：中心离子和配体的本身性质；溶液的酸碱性；53\n在过量NH3存在的[Cu(NH3)4]2+加入稀NaOH对配合物平衡没明显影响，但加入稀HCl配合物平衡移动，分解形成NH4+和Cu2+。2.衣服上沾有铁锈时，常用草酸去洗，试说明原理。答：衣服上的铁锈可以在草酸中溶解，既可以起还原作用，使铁离子还原，又可使铁离子和草酸根离子形成配合物从而加快其溶解速度，因此容易清洗干净。3.可用哪些不同类型的反应，使FeSCN2＋的红色褪去？答：可以加入能够与铁离子形成更加稳定的配合物的配体离子，例如F-离子，或者加入能够与配体离子SCN-形成更加稳定配合物的金属离子例如Cu+等。编者：桑商斌实验二十八无机化合物一、目的1．了解常见含氧酸根和金属离子的颜色。2．掌握某些氢氧化合物的酸碱性。3．掌握无机化合物中KMnO4、K2Cr2O7、PbO2的氧化性及H2O2、NaNO2的氧化还原性。二、原理KMnO4和K2Cr2O7有较强的氧化性，但其电对的电极电势受溶液酸碱性的影响较大。H2O2和NaNO2既有氧化性又有还原性。三、主要仪器、试剂恒温水浴pH试纸四、实验内容1．水合离子颜色水合离子Cr3+CrO42—Cr2O72—Mn2+MnO4—Fe2+Fe3+Co2+Ni2+Cu2+颜色绿色黄色橙红色淡红紫红淡绿棕黄粉红绿色蓝色2．氢氧化物的酸碱性内容现象解释及方程式①Mg(OH)2的酸碱性MgCl2+NaOH白色沉淀Mg2++2OH—=Mg(OH)2↓+HCl沉淀溶解Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O+NaOH沉淀不溶②Al(OH)3的酸碱性AlCl3+NH3H2O白色沉淀Al3++3NH3H2O=Al(OH)3↓+3NH4++HCl沉淀溶解Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O53\n+NaOH沉淀溶解Al(OH)3+OH—=[Al(OH)4]—③H3BO3的酸碱性(0.1molL—1)pH=5氢氧化物的酸碱性强弱规律：Mg(OH)2呈碱性，Al(OH)3呈两性，H3BO3呈酸性。3．化合物的氧化还原性(1)亚硝酸盐的氧化还原性内容现象解释及方程式①KI+H2SO4(稀)+NaNO2溶液变黄2I—+2NO2—+4H+=I2+2NO↑+2H2O+淀粉溶液显蓝色②KMnO4+H2SO4(稀)+NaNO2溶液紫色褪去2MnO4—+5NO2—+6H+=2Mn2++5NO3—+3H2O③查电极电势电对NO3—/HNO2HNO2/NO标准电极电势值0.92751.04(2)Cr(Ⅲ)的还原性与Cr(Ⅵ)的氧化性①Cr(Ⅲ)的还原性内容现象解释及方程式CrCl3+NaOH产生绿色沉淀Cr3++3OH—=Cr(OH)3↓+NaOH(过量)沉淀溶解，溶液呈绿色Cr(OH)3+OH—=[Cr(OH)4]—+H2O2(加热)溶液变成黄色2[Cr(OH)4]—+3H2O2+2OH—=2CrO42—+8H2O②K2Cr2O7的氧化性内容现象解释及方程式K2Cr2O7+H2SO4+H2O2(加热)溶液由橙红变为绿色Cr2O72—+3H2O2+8H+=2Cr3++3O2+7H2O③查电极电势电对CrO42—/CrO2—Cr2O72—/Cr3+H2O2/OH—O2/H2O2标准电极电势值—0.121.330.8670.6945(3)高锰酸的氧化性和硫酸锰的还原性内容现象解释及方程式KMnO4+H2SO4+Na2SO3溶液紫色褪去2MnO4—+5SO32—+6H+=2Mn2++5SO42—+3H2OKMnO4+H2O+Na2SO3溶液褪色，生成棕色沉淀2MnO4—+5SO32—+H2O=2MnO2↓+5SO42—+2OH—KMnO4+NaOH+Na2SO3溶液变为绿色2MnO4—+SO32—+2OH—=2MnO42—+SO42—+H2OPbO2+HNO3(稀)+MnSO4，Δ溶液变为紫红色5PbO2+2Mn2++4H+=5Pb2++2MnO42—+2H2O注：此处所加PbO2的量不能多，加热时间不能太长，主要观察上方溶液的紫红色53\n查电极电势电对MnO2/Mn2+MnO4—/Mn2+MnO4—/MnO42—SO42—/SO32—标准电极电势值1.22931.5120.55450.1576五、设计实验方案现有两组没有标签的溶液，浓度均为0.1mol·L－1。1．ZnSO4、Pb(NO3)2、SnCl2、CdSO42．Na2CO3、NaNO2、MgCl2、AlCl3试用简便方法鉴别它们。记录实验现象，并由实验现象得出结论。答：①．ZnSO4ZnS↓，白色Pb(NO3)2Na2SPbS↓，黑色SnCl2SnS↓，棕色CdSO4CdS↓，黄色②．利用相互之间的反应即可鉴别Na2CO3NaNO2MgCl2AlCl3Na2CO3无明显现象白色沉淀白色沉淀和无色气体NaNO2无明显现象无明显现象无明显现象MgCl2白色沉淀无明显现象无明显现象AlCl3白色沉淀和无色气体无明显现象无明显现象编者：王曼娟53\n实验二十五IB、IIB族元素——铜、银、锌、镉、汞一、目的1．了解铜、银、锌、镉、汞的氢氧化物（氧化物）的酸碱性及热稳定性；2．了解铜、汞的氧化态变化及氧化还原性；3．了解铜、银、锌、镉、汞的配合物的性质；4．了解铜、银、锌、镉、汞的硫化物的生成及溶解性；5．了解铜、银、锌、镉、汞离子的分离与鉴别。二、主要仪器、试剂1．仪器：离心机、电炉、试管、烧杯2．药品：CuSO4、ZnCl2、ZnSO4、ZnCl2、CdSO4、AgNO3、Hg(NO3)2、Na2S2O3、KI、NH4Cl、CoCl2、硫氰合汞、氨水、NaOH溶液、HCl溶液、H2SO4溶液、HNO3溶液、葡萄糖、Na2S、KSCN。三、思考并回答下列问题1．Cu(I)在什么条件下不能稳定存在？答：在水溶液中不能稳定存在。Cu(I)只能存在于固态及配离子中。53\n1．汞盐、亚汞盐与KI的作用有何不同？答：Hg2++2I-(适量)→HgI2↓（橘红）HgI2+2I-(过量)→[HgI4]2-（无色）Hg22++2I-(适量)→Hg2I2↓（草绿）Hg2I2+2I-(过量)→[HgI4]2-（无色）+2Hg↓(黑)2．如何鉴别Cu2+、Ag+、NH4+离子？答：（1）看颜色：Cu2+兰色，Ag+、NH4+离子无色；再在Ag+、NH4+离子中加卤化物，Ag+形成白色或黄色沉淀，NH4+离子无变化；或在Ag+、NH4+离子中加强碱，Ag+形成Ag2O棕色沉淀，NH4+则产生能使润湿的红色石蕊试纸变蓝的气体。（2）加NaOH：Cu2+→Cu(OH)2↓(兰色)Ag+→Ag2O↓（棕色）NH4+→NH3↑（使润湿的红色石蕊试纸变蓝）（3）加氨水：Cu2+→Cu(OH)2↓(兰色)→[Cu(NH3)4]2+(兰色清亮)Ag+→Ag2O↓（棕色）→[Ag(NH3)2]-(兰色清亮)NH4+无变化四、实验内容1．氢氧化物和氧化物的组成和性质序号实验现象反应式1CuSO4+NaOH(适量)浅蓝↓Cu2++2OH-→Cu(OH)2↓其一：加热黑↓Cu(OH)2→CuO↓+H2O其二：+H2SO4浅蓝↓溶解Cu(OH)2+2H+→Cu2++2H2O其三：+NaOH(过量)浅蓝↓溶解Cu(OH)2+2OH-→[Cu(OH)4]2-2ZnSO4+NaOH(适量)白↓Zn2++2OH-→Zn(OH)2↓其一：+H2SO4(过量)白↓溶解Zn(OH)2+2H+→Zn2++2H2O其二：+NaOH(过量)白↓溶解Zn(OH)2+2OH-→[Zn(OH)4]2-CdSO4+NaOH(适量)白↓Cd2++2OH-→Cd(OH)2↓53\n其一：+H2SO4白↓溶解Cd(OH)2+2H+→Cd2++2H2O其二：+NaOH(过量)白↓不溶解(加热，加40%NaOH则溶解)3AgNO3+NaOH(适量)白↓→棕↓Ag++2OH-→Ag2O↓+H2O其一：+HNO3棕↓溶解Ag2O+2H+→Ag++H2O其二：+NaOH(过量)棕↓不溶解∵Ag2O为中强碱Hg(NO3)2+NaOH(适量)黄↓Hg2++2OH-→HgO↓+H2O其一：+HNO3黄↓溶解HgO+2H+→Hg2++H2O其二：+NaOH(过量)黄↓不溶解∵HgO为碱性1．铜、银化合物的氧化还原性序号实验现象反应式1CuSO4+NaOH先浅蓝↓,后溶解Cu2++2OH-→Cu(OH)2↓Cu(OH)2+2OH-→[Cu(OH)4]2-继续+葡萄糖，加热鲜红↓[Cu(OH)4]2-+C6H12O6→Cu2O↓+2H2O+C6H12O7+4OH-离心分离，沉淀+H2SO4↓部分溶解，余红棕色↓Cu2O+2H+→Cu2++Cu↓+H2O2CuSO4+KI黄棕色↓2Cu2++4I-→CuI2↓+I2继续+Na2S2O3黄棕色↓→白↓I2+2S2O32--→2I-+S4O62--3AgNO3+NH3·H2O白↓→溶解Ag++2NH3→[Ag(NH3)2]+继续+葡萄糖，加热试管壁上生成银镜[Ag(NH3)2]++2OH-+C6H12O6→Ag↓+C6H11O7-+NH4++3NH3+H2O2．汞盐和亚汞盐的性质序号实验现象反应式53\n1Hg(NO3)2+NH3·H2O白↓2Hg2++4NH3+NO3+H2O→[HgOHgNH2]NO3↓+3NH4+Hg2(NO3)2+NH3·H2O灰↓2Hg22++4NH3+NO3+H2O→[HgOHgNH2]NO3↓+2Hg↓+3NH4+2Hg2(NO3)2+NaOH棕黑↓Hg22++2OH-→HgO↓+Hg↓+H2OHg2(NO3)2+H2S(饱和)黑↓Hg22++H2S→HgS↓+Hg↓+2H+Hg2(NO3)2+KI(适量)继续+KI(过量)草绿↓草绿↓→黑↓Hg22++2I-→Hg2I2↓+Hg↓+H2OHg2I2+2I-→[HgI4]-+Hg↓3Hg(NO3)2+KI(适量)橘红↓Hg2++2I-→HgI2↓继续+KI(过量)↓溶解HgI2+2I-→[HgI4]-继续+NaOH无现象调节碱性环境（Nessler试剂）继续+NH4Cl红褐↓2[HgI4]-+NH4++4OH-→[HgOHgNH2]I↓+7I-+3H2O4Hg(NO3)2+KSCN白↓Hg2++2SCN-→Hg(SCN)2↓继续+KSCN(过量)↓溶解Hg(SCN)2+2SCN-→[Hg(SCN)4]2-分为两份+ZnCl2白↓[Hg(SCN)4]2-+Zn2+→Zn[Hg(SCN)4]↓+CoCl2湖蓝↓[Hg(SCN)4]2-+Co2+→Co[Hg(SCN)4]↓1．难溶硫化物的生成与溶解序号实验现象反应式1ZnSO4+Na2S白↓Zn2++S2-→ZnS↓继续+HCl↓溶解ZnS+2H+→Zn2++H2SCdSO4+Na2S黄↓Cd2++S2-→CdS↓53\n2继续+HCl，离心弃去水相↓不溶解沉淀+HCl(较浓)↓溶解CdS+2H+→Cd2++H2S3CuSO4+Na2S黑↓Cu2++S2-→CuS↓继续+HCl(较浓)，离心分离↓不溶解沉淀+HNO3(较浓)↓溶解，仍浑浊3CuS+8H++2NO3-→3Cu2++2NO↑+3S↓+4H2O4AgNO3+Na2S黑↓2Ag++S2-→Ag2S↓离心分离，水洗，离心分离↓不溶解沉淀+HNO3(较浓)，加热↓溶解，仍浑浊3Ag2S+8H++2NO3-→6Ag++2NO↑+3S↓+4H2O5Hg(NO3)2+Na2S黑↓Hg2++S2-→HgS↓离心分离，水洗，离心分离↓不溶解沉淀+HNO3(较浓)，加热↓不溶解继续+HCl(较浓)↓溶解，仍浑浊3HgS+8H++12Cl-+2NO3-→3[HgCl4]2-+2NO↑+3S↓+4H2O比较上述无机金属硫化物与酸反应的情况，并加以解释。ZnS溶于稀酸CdS不溶于稀酸，溶于浓酸CuS、Ag2S不溶于浓盐酸，只溶于浓硝酸，氧化溶解HgS不溶于盐酸和硝酸，可溶于王水，氧化配位溶解五、自行设计方案鉴别下列化合物AgNO3、Zn(NO3)2、Cd(NO3)2、Hg(NO3)2、Hg2(NO3)2答：（1）53\n(2)(3)编者：古映莹实验二十六ⅥB、ⅦB元素—铬和锰一、目的1．了解铬、锰主要价态化合物的生成和性质2．掌握铬、锰各种价态之间的转化条件二、原理铬原子价层电子构型是3d54s1，能形成氧化态为+6、+5、+4、+3、+2、+1的化合物。常见的为Cr(VI)、Cr(III)、Cr(II)的化合物，其他并不多见。锰原子价层电子构型是3d54s2，也能形成氧化态为+7、+6、+4、+3、+2的化合物。常见的为Mn(VII)、Mn(IV)和Mn(II)的化合物，其他也不多见。铬的电势图如下：E0A/VCr2O72－1。33Cr3＋－0。41Cr2＋－0。91Cr－0。7453\nE0B/VCrO42－－0。13Cr(OH)3－1。1Cr(OH)2－1。4Cr锰的电势图如下：1。51E0A/V酸性MnO4－0。56MnO42－2。26MnO20。95Mn3＋1。51Mn2＋－1。18Mn1。691。23E0B/V碱性MnO4－0。56MnO42－0。62MnO2－0。20Mn(OH)3－0。10Mn(OH)2－1。56Mn0。59－0。05相关的物理常数：难溶化合物溶度积（K∅sp）Cr(OH)36×10-31PbCrO41.8×10-14BaCrO41.2×10-10Mn(OH)21.9×10-13Ag2CrO41.1×10-12Ag2Cr2O72.0×10-7三、主要仪器、试剂1.仪器：试管、恒温水浴箱2.药品：（除特殊表明外，其单位为mol·L-1）H2SO4（2），HNO3（6），H2S溶液（饱和），NaOH（2，6，40%），NH3·H2O（2），BaCl2（0.1），CrCl3（0.1），Pb(NO3)2(0.1)，AgNO3(0.1)，Na2S（0.1），Na2SO3（0.5），K2CrO4（0.1），K2Cr2O7（0.1），H2O2(3%)，KMnO4（0.01），溴水，Na2SO3（固体），NaBiO3（固体），(NH4)2Cr2O7。待鉴定溶液：AlCl3（0.1），Cd(NO3)2(0.1)，MnSO4（0.1），MgCl2（0.1）。四、思考并回答下列问题1．为什么酸洗液能洗净玻璃仪器？洗液用久了为什么会逐渐变成绿色？答：因为铬酸洗液中K2Cr2O7在酸性条件下具有强氧化性，与大部分污物反应，故能洗净玻璃仪器；洗液用久了之后，大部分高价的铬被还原成三价的铬，Cr3＋水溶液呈绿色。2．能否用KMnO4和浓H2SO4的混合液作洗液？为什么？答：不能。因为KMnO4在酸性介质中易分解。即2KMnO4＋浓H2SO4Mn2O7＋K2SO4＋H2O（绿褐色油状物）遇有机物即剧烈反应，甚至燃烧爆炸。此外，KMnO4在酸性介质中还易分解为MnO2和O2，而MnO2能催化KMnO4还原，使之失效。五、实验内容53\n1．铬(Ⅲ)化合物的性质序号实验现象反应式①CrCl3(紫兰色)＋NaOH绿色↓Cr3＋＋3OH－→Cr(OH)3(灰绿色)↓其一＋HCl溶解Cr(OH)3＋3H＋→Cr3＋(浅绿色)＋3H2O其二＋NaOH溶解Cr(OH)3＋OH－→[Cr(OH)4]－(亮绿色)②CrCl3＋Na2S绿色↓2Cr3＋＋3S2－＋6H2O→2Cr(OH)3↓＋3H2S↑产物检验＋H＋或OH－溶解Cr(OH)3＋3H＋→Cr3＋＋3H2OCr(OH)3＋OH－→[Cr(OH)4]－③CrCl3＋NaOH（过量）绿色溶液Cr3＋＋3OH－→Cr(OH)3↓→[Cr(OH)4]－(亮绿色)＋H2O2水浴△亮黄色溶液2[Cr(OH)4]－＋3H2O2－＋2OH－→2CrO42－＋8H2O2．铬(Ⅵ)化合物的性质序号实验现象反应式①K2Cr2O7＋NaOH橙黄→柠檬黄Cr2O72－＋2OH－→2CrO42－＋H2O＋H2SO4柠檬黄→橙黄2CrO42－＋2H＋→Cr2O72－＋H2O②K2Cr2O7＋H2SO4＋H2O2黄色→兰色Cr2O72－＋4H2O2＋2H＋→5H2O＋2CrO5（过氧化铬，在乙醚中呈兰色；不稳定，易分解）4CrO5＋12H＋→4Cr3＋＋7O2↑＋6H2OK2Cr2O7＋Na2SO3＋H2SO4黄色→浅绿色Cr2O72－＋3SO32－＋8H＋→2Cr3＋＋3SO42－＋4H2O③AgNO3＋K2CrO4砖红色↓2Ag＋＋CrO42→Ag2CrO4↓K2Cr2O7深红色↓4Ag＋＋Cr2O72－＋H2O→2Ag2CrO4↓＋2H＋BaCl2＋K2CrO4乳黄色↓Ba2＋＋CrO42→BaCrO4↓K2Cr2O7柠檬黄↓2Ba2＋＋Cr2O72－＋H2O→2BaCrO4↓＋2H＋Pb(NO3)2＋K2CrO4黄色↓Pb2＋＋CrO42→PbCrO4↓K2Cr2O7黄色↓2Pb2＋＋Cr2O72－＋H2O→2PbCrO4↓＋2H＋1．锰的化合物（1）锰(Ⅱ)化合物的性质序号实验现象反应式①MnSO4（在水溶液中显粉红色）＋NaOH显粉红色↓实为白色↓Mn2＋＋2OH－→Mn(OH)2↓（曝露在空气中极易氧化）其一＋空气红褐色↓2Mn(OH)2＋O2→2MnO(OH)2↓（二氧化锰的水合物，又称氢氧化酰锰或水合氧化锰）其二＋HCl溶解Mn(OH)2＋2H＋→Mn2＋＋2H2O其三＋NaOH不溶②MnSO4＋H2S无明显反应＋NH3·H2O肉色↓Mn2＋＋H2S＋2NH3·H2O→MnS（肉色）↓＋2NH4＋＋2H2O③MnSO4＋HNO3＋NaBiO3紫红色溶液2Mn2＋＋5BiO3－＋14H＋→2MnO4－＋5Bi3＋＋7H2O53\nMnSO4＋Br2＋NaOH棕褐色↓2Mn2＋＋5Br2＋8OH－→2MnO2↓＋10Br－＋4H2O（2）锰(Ⅳ)化合物的生成序号实验现象反应式KMnO4＋MnSO4紫色→棕色↓2MnO4－＋3Mn2＋＋2H2O→5MnO2↓＋4H＋（3）锰(Ⅶ)化合物的性质序号实验现象反应式KMnO4H2SO4Na2SO3紫色→无色2MnO4－＋6H＋＋5SO32→Mn2＋＋5SO42－＋3H2OH2O紫色→棕色↓2MnO4－＋H2O＋5SO32→MnO2↓＋5SO42－＋2OH－NaOH紫色→绿色2MnO4－＋2OH－＋SO32→MnO42－＋SO42－＋H2O五、自行设计方案鉴定以下化合物AlCl3、Cd(NO3)2、MnSO4、MgCl2编号步骤1234加入NaOH（适量）白色↓白色↓白色↓白色↓加入NaOH（过量）沉淀溶解白色↓灰白色↓白色↓加入Na2S白色↓黄色↓肉色↓白色↓结论AlCl3Cd(NO3)2MnSO4MgCl2编者：何跃武实验二十九阴离子的分离与鉴定一、目的1．了解NO3-、NO2-、S2-、Cl-、SO42-、S2O32-的分离与检验；2．了解NO3-、NO2-、S2-、Cl-、SO42-、S2O32-的氧化性和还原性；3．能自己设计实验方案鉴别阴离子混合液。二、原理1．阴离子的种类及其在溶液中的稳定性阴离子在酸中的稳定性阴离子H2SO4（稀）或HCl（稀）SO42---53\nSO32-SO2↑S2O32-SO2↑+S↓CO32-CO2↑PO43---SiO32-H2SiO3↓F-HF↑（腐蚀性）Cl---Br---I---S2-H2S↑CN-HCN↑（剧毒）NO2-NO↑+NO2↑（有毒）NO3---ClO3---ClO---HCl2．离子的鉴定反应⑴SO42-BaCl2法Ba2++SO42-BaSO4↓（白）H2OClΔ⑵SiO32-凝胶法SiO32-+2NH4+=H2SiO3↓（白）+2NH3⑶PO43-钼酸铵法PO43-+3NH4++12MoO42-+24H+=(NH4)3[P(Mo3O10)4]↓（黄）+12H2O干扰离子：SO32-，S2O32-，S2-等还原性离子。⑷S2-Pb(Ac)2试纸法H2S+Pb(Ac)2=PbS↓（黑）+2HAc⑸SO32-I2淀粉褪色法SO32-+I2+H2O=SO42-+2I-+2H+⑹S2O32-①酸分解法S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O干扰离子：S2-,SO32-共存②AgNO3法2Ag++S2O32-+H2O=Ag2S↓（黑）+2H++SO42-干扰离子：S2-⑺CO32-①酸分解法CO32-+2H+=CO2↑+H2O②Ba(OH)2法CO2+Ba2++2OH-=BaCO3↓（白）+H2O干扰离子：SO32-,S2O32-⑻NO2-棕色环法53\nNO2-+Fe2++2HAc=Fe3++NO+H2O+2Ac-NO+Fe2+=[Fe(NO)]2+棕色溶液⑼NO3-棕色环法NO3-+3Fe2++4H+=3Fe3++NO+2H2ONO+Fe2+=[Fe(NO)]2+(棕色环，出现在浓H2S04与混合溶液的交界处)ClO-(碱性)⑽ClO-靛蓝法：靛蓝靛蓝褪色三、主要仪器、试剂药品：除特别标明外，单位为mo1.L-1混合溶液(含NO3-、NO2-，S2-、C1-等)，H2S04(0.1)NaOH(0.1)BaCl2(0.1)AgN03(0.1)KMn04(0.1)，KI(0.1)NaCl(0.1)，NaNO3(0.1)Na2S(0.1)Na2S203(0.1)FeCl3(0.1)Na3HP04(0.1)，SnCl2(0.1)ZnS04(0.1)(NH4)2Fe(SO4)2(固体)淀粉—碘溶液CCl4其它：广泛pH试纸四、实验内容1．水溶液中NO3-、NO2-、S2-、Cl-、SO42-、S2O32-的分离和检出检验内容编号组试剂试验现象反应式溶液酸碱性检验1PH试纸627311S2-+H2O→HS-+OH-HS-+H2O→H2S+OH-465767钡组阴离子检验1BaCl2无现象2无现象3白↓Ba2++S2→BaS↓4无现象5白↓Ba2++SO42-→BaSO4↓6无现象53\n银组阴离子检验1AgNO3无现象2淡黄↓Ag++NO2-→AgNO2↓(微溶有时无↓)3黑↓Ag++S2-→Ag2S↓4白↓Ag++Cl-→AgCl↓5白↓Ag++SO42-→Ag2SO4↓6白↓→黄↓棕→黑↓Ag++S2O32-→Ag2S2O3↓Ag2S2O3+H2O→Ag2S↓+SO42-+2H+检验内容编号组试剂试验现象反应式还原性阴离子检验1+KMnO4无现象2紫色褪去2MnO4-+5NO2-+6H+→Mn2++5NO3-+3H2O3紫色褪去5S2-+8MnO4-+24H+→Mn2++5SO42-+3H2O4无现象5无现象6紫色褪去5S2O32-+8MnO4-+14H+→10SO42-+8Mn2++7H2O氧化性阴离子检验1+HAc+KI溶液先浑浊后清亮2H++I-+2NO3-→IO3-+2NO+H2O2溶液变黄2NO+2I-+4H+→2NO↑+I2+2H2O3白色沉淀Na2S中常含有Na2Sx，在酸中不稳定，分解出单质硫4无现象5无现象6白色沉淀S2O32-在酸性介质中易分解：S2O32-+2H+→S↓+SO2+H2O2选用一种试剂区别以下五种溶液检验对象选用试剂现象反应式53\nNaClAgNO3白色沉淀Ag++Cl-→AgCl↓NaNO3无现象Na2S黑色沉淀2Ag++S2-→Ag2S↓Na2S2O3白色沉淀Ag++S2O32-→Ag2S2O3→Ag2S↓+SO42-+2H+Na2HPO4黄色沉淀Ag++HPO42-→Ag3PO4↓+3H+五、设计实验方案1自拟实验方案比较KI、SnCl2、FeSO4溶液的还原性强顺序。1.12I-+2Fe3+→I2+2Fe2+(CCl4萃取I2,证明I2的存在，还原性I->Fe2+)1.22HgCl2+Sn2++4Cl-→Hg2Cl2+[SnCl6]2-Hg2Cl2+Sn2++4Cl-→2Hg↓+[SnCl6]2-还原性：SnCl2>HgCl21.3I-、Fe2+不能还原HgCl2，说明SnCl2>I-所以其还原性强顺序：SnCl2>KI>FeSO42现有0.1mol.L-1的NaCl、KI、NaClO、KClO3四种溶液，试设计实验方案鉴别之。Cl-AgCl↓白I-__Ag+________AgI↓黄ClO-无————使碱性靛蓝褪色ClO3-无————不能使碱性靛蓝褪色3用最简单的方法鉴别下列四种溶液（浓度均为0.1mol.L-1）Na2S、Na2SO3、Na2SO4、Na2S2O3。S2-H2SSO32-H+____SO2SO42-无明显现象S2O32-S2O32-+2H+→S↓+SO2+H2O4有四瓶无标签和浓度为0.1mol.L-1的溶液:NaNO2、NaNO3、Na3PO4、NH4Cl设法加以鉴别。NO2-溶液变黄，有I2析出NO3-先加HAc无明显现象PO43-———————钼酸铵法，有黄色↓Cl-再加I-生成AgCl法六、思考题1.若溶液呈酸性，以下阴离子中能稳定存在的是（A）53\nA.NO3—B.NO2—C.S2—D.S2O32—2.以下阴离子的钠盐水溶液中，pH值最大的是（B）A.NO2—B.S2—C.SO42—D.S2O32—3.以下阴离子的钠盐水溶液，不能被BaCl2沉淀的是（B）A.CO32—B.S2—C.SO42—D.S2O32—4.以下阴离子中，加入BaCl2后，再加入盐酸,仍能生成沉淀的是（C）A.CO32—B.S2—C.SO42—D.S2O32—5.以下阴离子不能被Ag+沉淀的是（A）A.NO3—B.NO2—C.S2—D.SO42—6.以下阴离子在稀H2SO4介质中，不能与KMnO4溶液作用的是（A）A.NO3—B.NO2—C.S2—D.S2O32—7.以下阴离子的钠盐水溶液，用稀H2SO4酸化，并加入KI溶液，没有反应的是（A）A.Cl—B.NO2—C.S2—D.S2O32—8.KMnO4在酸性介质中的还原产物是（C）A.MnO42—B.MnO2C.Mn2+D.Mn9.KMnO4在中酸性介质中的还原产物是（B）A.MnO42—B.MnO2C.Mn2+D.Mn10.以下物种氧化性最强的是：（B）A.HNO3B.HNO2C.NO3－D.NO2—编者：周建良实验二十七ⅧB铁系元素---铁钴镍一、目的1．了解铁（II）、钴（II）、镍（II）化合物的还原性和铁（III）、钴（III）、镍（III）化合物的氧化性变化规律。2．了解铁、钴、镍的配合物的性质。二、原理53\n铁系元素铁钴镍氧化态+2+3+2+3+2+3自由离子Fe2+无色溶液Fe3+黄色溶液Co2+粉红色溶液--Ni2+绿色溶液--氢氧化物Fe(OH)2白↓Fe(OH)3红棕胶状↓Co(OH)2粉红↓Co(OH)3或CoO(OH)棕黑色↓Ni(OH)2绿色↓Ni(OH)3或NiO(OH)黑色↓氧化物FeO黑色固体Fe2O3砖红色固体CoO灰绿色固体Co2O3黑色固体NiO暗绿色固体Ni2O3黑色固体电极电势E0（Fe3+/Fe2+）=0.771VE0（Co3+/Co2+）=1.82VE0（Ni3+/Ni2+）=1.93V还原能力铁(II)﹥钴(II)﹥镍(II)氧化能力铁(III)﹤钴(III)﹤镍(III)NH3Fe(OH)2白↓Fe(OH)3红棕↓[Co(NH3)6]2＋粉红溶液[Co(NH3)6]3＋酒红色溶液[Ni(NH3)6]2＋绿色溶液---CN-K4[Fe(CN)6]黄色溶液K3[Fe(CN)6]黄色溶液[Co(CN)6]4－[Co(CN)6]3－[Ni(CN)6]2－---其他配合物[Fe(SCN)6]4－无色溶液[Fe(SCN)6]3－血红色溶液[FeF6]3－无色溶液[Co(SCN)4]2－戊醇层兰色溶液K3[Co(NO2)6]－黄色↓丁二酮肟（镍试剂）→红色↓---三、主要仪器、试剂1．主要仪器：试管、试管架、玻棒、滴管、离心机、恒温浴锅2．试剂：HCl（浓），HAc（2），NaOH（2），NH3H2O（6），FeCl3（0.1）,CoCl2（0.1），NiSO4（0.1），KNO2（饱和），KSCN（1），KI（0.1），（NH4）2Fe（SO4）2（固体），K4[Fe（CN）6]（0.1），H2O2（3%），K3[Fe（CN）6]（0.1），淀粉溶液，溴水，戊醇，KCl（固体），混合溶液：FeCl3（0.1）+CoCl2（0.1）+NiSO4（0.1）。四、实验内容1．铁（II）、钴（II）、镍（II）化合物的还原性序号实验现象实验（1）①（NH4）2Fe（SO4）2+H2O2（H+）棕色液2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2O使KSCN变红②CoCl2+H2O2（H+）无现象③NiSO4+H2O2（H+）无现象53\n（2）①（NH4）2Fe（SO4）2+NaOH白↓Fe2++2OH-==Fe（OH）2↓放置（保留）棕色沉淀（快）4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3↓②CoCl2+NaOH粉红沉淀Co2++2OH-==Co（OH）2↓其一：放置黑色沉淀（慢）4Co（OH）2+O2+2H2O=4Co（OH）3↓或4Co（OH）2+O2=4CoO（OH）↓+2H2O其二：+H2O2（保留）黑色沉淀（快）2Co（OH）2+H2O2==2Co（OH）3↓或2Co（OH）2+H2O2==2CoO（OH）↓+2H2O③NiSO4+NaOH绿色沉淀Ni2++2OH-==Ni（OH）2↓其一：放置不反应其二：+H2O2黑色沉淀（慢）2Ni（OH）2+H2O2==2Ni（OH）3↓或2Ni（OH）2+H2O2==2NiO（OH）↓+2H2O其三：+Br2水（保留）黑色沉淀（快）2Ni（OH）2+Br2+2OH-=2Ni（OH）3↓+2Br-或2Ni（OH）2+Br2+2OH-=2NiO（OH）↓+2Br-+2H2O总结：还原能力铁(II)﹥钴(II)﹥镍(II)2．铁（Ⅲ）、钴（Ⅲ）、镍（Ⅲ）化合物的氧化性序号实验现象实验（1）Fe（OH）3+HCl沉淀溶解黄色溶液Fe（OH）3+3HCl=FeCl3+3H2OKI-淀粉试纸无现象（2）Co（OH）3+HCl沉淀溶解粉红溶液2Co（OH）3+6HCl=2CoCl2+Cl2↑+6H2OKI-淀粉试纸试纸变篮Cl2+2I-=I2+2Cl-，淀粉溶液遇I2显兰色（3）Ni（OH）3+HCl沉淀溶解绿色溶液2Ni（OH）3+6HCl=2NiCl2+Cl2↑+6H2OKI-淀粉试纸试纸变篮Cl2+2I-=I2+2Cl-，淀粉溶液遇I2显兰色总结：氧化能力铁(III)﹤钴(III)﹤镍(III)3．配合物的生成与性质序号实验现象实验（1）①K4[Fe（CN）6]+Fe3+兰色沉淀K4[Fe（CN）6]+Fe3+==KFe[Fe（CN）6]↓+3K+Fe2+白色（浅蓝色）沉淀K4[Fe（CN）6]+2Fe2+==Fe2[Fe（CN）6]↓+4K+（由于Fe2+部分氧化而显浅蓝色）②K3[Fe（CN）6]+Fe3+棕色溶液K3[Fe（CN）6]+Fe3+==Fe[Fe（CN）6]+3K+53\nFe2+兰色沉淀K3[Fe（CN）6]+Fe2+==KFe[Fe（CN）6]↓+2K+（2）①CoCl2+戊醇+KSCN戊醇显兰色Co2++4SCN-==[Co（SCN）4]2-②CoCl2+HAc+KCl（S）+KNO2黄色沉淀Co2++7NO2-+3K++2H+=K3[Co（NO2）6]↓+NO+H2O③CoCl2+NH3·H2O粉红沉淀2CoCl2+2NH3·H2O=↓+2NH4ClNH3·H2O（过量）土黄溶液Co2（OH）2Cl2+12NH3=2[Co（NH3）6]2++2OH-+2Cl-放置黄色溶液4[Co（NH3）6]2++O2+2H2O=4[Co（NH3）6]3++4OH-（3）NiSO4+NH3·H2O+丁二酮肟（镍试剂）红色沉淀五、自行设计实验铁（Ⅲ）、钴（II）、镍（II）混合离子鉴定方案：参考方案：Fe3+、Co2+、Ni2+↓NH3·H2O（过量）Fe（OH）3[Co（NH3）6]2+，[Ni（NH3）6]2+↓HCl↓FeCl3↓HCl↓镍试剂↓KSCNCoCl2，NiCl2红色沉淀证明有Ni2+红色溶液证明有Fe3+↓KSCN（戊醇）戊醇层显兰色证明有Co2+编者：关鲁雄53