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无机化学基础实验. 实验五 离解平衡和沉淀 - 溶解平衡. 一、实验目的 1. 加深理解电离平衡、同离子效应、盐类水解的主要因素。 2. 实验缓冲溶液的缓冲作用。 3. 了解沉淀的生成和溶解的条件、了解分步沉淀及沉淀的转化。 4. 复习酸度计( pH 计)的使用方法。. { c (H + )/ c ө }{ c (Ac - )/ c ө }. K ө =. c (HAc)/ c ө. 弱电解质(弱酸或弱碱)在水溶液中都发生部分离解,离解出来的离子与未离解的分子间处于平衡状态。例如醋酸( HAc ):. 二、实验原理.
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无机化学基础实验 实验五 离解平衡和沉淀-溶解平衡
一、实验目的 1.加深理解电离平衡、同离子效应、盐类水解的主要因素。 2.实验缓冲溶液的缓冲作用。 3.了解沉淀的生成和溶解的条件、了解分步沉淀及沉淀的转化。 4.复习酸度计(pH计)的使用方法。
{c(H+)/cө}{c(Ac-)/ cө} Kө= c(HAc)/cө 弱电解质(弱酸或弱碱)在水溶液中都发生部分离解,离解出来的离子与未离解的分子间处于平衡状态。例如醋酸(HAc): 二、实验原理 如果往溶液中增加更多的Ac-(比如加入NaAc)或H+都可以使平衡向左方移动,降低HAc的电离度,这种作用称为同离子效应。
弱酸和强碱,或弱碱和强酸以及弱酸和弱碱所生成的盐,在水溶液中都发生水解。例如:弱酸和强碱,或弱碱和强酸以及弱酸和弱碱所生成的盐,在水溶液中都发生水解。例如: 弱酸及其盐的混合物,具有抵抗外来少量的酸碱或稀释的影响,溶液的pH值始终改变不大,这种溶液称为缓冲溶液,同理弱碱及其盐也可组成缓冲溶液。
+ - = 2 2 ( BaSO ) [ c (Ba )/ c ][ c (SO )/ c ] 4 4 难溶物在水中,或多或少仍有所溶解,当溶解和 结晶的速率相等时,建立起平衡,即为沉淀-溶解平衡 (多相平衡),此时的溶液为饱和溶液。 如:BaSO4(S) ⇋Ba2+(aq) + SO42-(aq) 将一种沉淀转化为另一种沉淀的过程,叫沉淀的转化,对于相同类型难溶电解质之间的转化的难易,可以通过溶度积大小来判断。
三、实验用品 仪器:酸度计、台秤、试管 药品:固体 NH4Ac NaCl NH4Cl NaAc NaNO3 Fe(NO3)3·9H2O HCl (0.1mol / L、2mol / L、6mol/L) HAc (0.1mol / L) 、 HNO3(2mol/L) NaOH (0.1mol/L、2mol /L) NH3·H2O( 0.1mol / L、2mol/ L)
KI(0.1mol / L、 0. 001mol / L)、 AgNO3 (0.1mol / L )、 K2CrO4 (0.1mol/ L) 、 MgCl2 (0.1mol /L)、 Na2SO4 (0.5mol/ L)、 Pb(NO3 )2 (0.001mol / L、 0. 1mol/ L)、 NH4Cl (1 mol /L)、 ZnCl2 (0.1 mol / L)、 NaF (0.1 mol / L)、 NaAc (0.1 mol /L)、 CaCl2(0.1 mol / L、 0.5 mol / L)、 Na2CO3(饱和) 、PbCl2(饱和)、NaCl(饱和)、(NH4)2C2O4(饱和) 指示剂:酚酞、甲基橙 材料:pH试纸
四、实验内容 1.弱电解质的同离子效应 (1) 在两支试管中加入各2ml0.10mol/LHAc溶液和1滴甲基橙,在另一支试管中加入固体NH4Ac少许,振摇使之溶解,观察溶液盐的变化,与另一支试管进行比较,解释之。 (2)参照上述步骤,自行设计简单实验,证实弱碱溶液中的同离子效应。
2.盐类水解 (1) 配制试剂及初步实验: 配制100ml0.1mol/L的 NaCl 、 NaAc、 NH4Cl 、 NH4Ac溶液、用pH试纸和pH计测定其pH、一并测出蒸馏水的pH。 在两支试管中各加入3mL蒸馏水、然后分别加入少量固体Fe(NO3)•9H2O和BiCl3、振荡、观察现象、测其pH值、解释之。 (2)取上面制得的NaAc溶液、加1滴酚酞指示 剂、加热、观察溶液颜色变化、并解释之。
(3)将(1)制得的Fe(NO3)3溶液分成3份,第一份留着比较用,第二份中加入2mol/LHNO31-2滴,观察溶液颜色变化,第三份用小火加热,观察颜色变化,并解释之。(3)将(1)制得的Fe(NO3)3溶液分成3份,第一份留着比较用,第二份中加入2mol/LHNO31-2滴,观察溶液颜色变化,第三份用小火加热,观察颜色变化,并解释之。 (4)在(1)值得的含BiOCl白色混浊物的试管中逐滴加入6mol / L的HCl,并剧烈振荡、至溶液澄清,再加水稀释,有何现象,解释之。 3.缓冲溶液的缓冲作用 在烧杯中加入 0.1 mol/LHAc、0.1 mol/LNaAc各25mL、搅拌均匀后、用pH计测试pH值、然后将溶液分成二份、第一份加入10滴、0.1 mol/LNaOH、测试其pH值。另一份中加入10滴0.1 mol/L HCl、 测其pH值。
4.沉淀的生成 (1)在两支试管中各加入蒸馏水1mL,分别加入1滴0.1mol/LPb(NO3)2和AgNO3溶液,摇匀,然后各加入0.1mol/LK2CrO4溶液1滴,振荡,观察并记录现象,写出反应方程式。 (2) 取0.1mol/LPb(NO3)25滴,加入0.1mol/LKI溶液10滴,观察 并记录现象,写出反应方程式。 另取0.001 0.1mol/LPb(NO3)25滴,加入0.001 mol/LKI溶液10滴,观察并记录现象,解释之。 (3)在试管中加入1mL饱和PbCl2溶液。逐滴加入饱和NaCl溶液,观察现象,解释之。
(1) 取0.1 mol/LMgCl2溶液10滴,并逐滴加入2 mol/L NH3•H2O6滴观察现象,然后逐滴加入1 mol/L NH4Cl溶液,观察现象,解释并写出有关反应方程式。 5.沉淀的溶解 (2)在试管中加入饱和(NH4)2C2O45滴、0.1mol/LCaCl2溶液5滴,观察现象,然后逐滴加入2 mol/LHCl溶液,振荡,观察现象,解释并写出有关反应方程式。 (3)试管中加入2ml蒸馏水,加入0.1mol/LPb(NO3)1滴和0.1mol/LKI溶液2滴,振荡试管,观察沉淀颜色和形状,然后加入少量固体NaNO3,振荡,观察现象,解释之。
(4)取1ml 0.1 mol/LAgNO3溶液,加入2 mol/L氨水1滴,观察现象,再继续逐滴加入2 mol/L氨水,观察现象,解释之。 (5)取0.1 mol/LZnCl2溶液10滴,逐滴加入0.1 mol/LNaOH溶液,观察现象,解释并写出反应方程式。 6.分步沉淀 (1)在试管中加入1滴0.1 mol/L Pb(NO3)2溶液和2滴0.1 mol/L AgNO3,再加入1滴逐滴加入0.1 mol/L KI溶液,观察沉淀的颜色和形状、根据沉淀颜色的变化和溶度积规则,判断哪一种难溶物先沉淀?
(2)在试管中加入0.1 mol/L Na2S溶液2滴和0.1 mol/L NaF2滴,稀释至4mL,加入0.1 mol/L Pb(NO3)22-3滴、振荡试管,观察沉淀颜色,待沉淀沉降之后,再向清液中加入0.1 mol/L Pb(NO3)2溶液,观察沉淀的颜色。 7.沉淀的转化 在两支试管中各加入0.5 mol/L CaCl2溶液10滴和0.5 mol/LNa2SO410滴,剧烈振荡,离心分离,弃去清液、在一支含有沉淀的试管中加入2 mol/LHCl溶液10滴、观察沉淀是否溶解、在另一支试管中加入1mL饱和Na2CO3溶液,振荡2-3min,使沉淀转化,离心分离,弃去清液,沉淀用蒸馏水洗涤1-2次,然后在沉淀中加入2 mol/LHCl溶液10滴,观察现象,写出有关反应方程式。
五、注意事项 1.注意离解平衡和沉淀溶解平衡中的同离子效应的应用 2.注意常见酸碱盐的正确使用。 3.注意试剂量的适当取用。 4.注意正确理解本实验所涉及的常见概念。 5.注意pH计的正确使用。