实验一醋酸解离常数的测定(缓冲溶液法)-辽宁石油化工大学化学与材料

无机化学实验指导书

专业：无机非金属材料工程

辽宁 石油化工大学

化学与材料科学学院 无机化学教研室

目 录

实验一 摩尔气体常数的测定 ............................................................................................ 3 实验二 醋酸解离常数的测定（缓冲溶液法） ................................................................ 4 实验三 氯化钠的提纯 ........................................................................................................ 5 实验四 实验五 实验六 实验七 实验八 实验九 实验十 实验十一实验十二实验十三实验十四实验十五实验十六

氧化还原反应 ........................................................................................................ 7 硼 碳 硅 氮 磷 .................................................................................................... 9 铬 锰 铁 钴 镍 .................................................................................................. 11 配合物与沉淀-溶解平衡 ..................................................................................... 13 硫酸亚铁铵的制备及组成分析 .......................................................................... 15 碘酸铜溶度积的测定 .......................................................................................... 16 化学反应速度、反应级数和活化能的测定 ...................................................... 17 由胆矾精制五水硫酸铜 ...................................................................................... 19 甲酸铜的制备 ...................................................................................................... 20 银氨配离子配位数的测定 .................................................................................. 21 分光光度法测定Ti(H20)62+的能Δ(10Dq) ................................................. 22 氧和硫 .................................................................................................................. 22 常见阴离子的分离与鉴定 .................................................................................. 24

辽宁石油化工大学无机化学教研室

2010年10月

实验一 摩尔气体常数的测定

一、实 验 目 的

1. 了解一种测定摩尔气体常数的方法； 2. 熟悉分压定律与气体状态方程式的计算； 3.练习测量气体体积的操作。 二、实验基本原理

在理想气体状态方程式中 pV = nRT 得到 R＝

PV （1） nT本实验通过金属锌和稀盐酸反应置换出氢的体积来测定气体常数R的数值。反应为： Zn +2HCl === ZnCl2 + H2↑

如果准确称取一定质量的Zn片m，使之与过量的稀盐酸作用，在一定温度和压力下测出氢气的体积。氢气的分压为实验时大气压减去该温度下水的饱和蒸气压： p(H2)＝p－p(H2O) 氢的物质的量n可由Zn片的质量求得。

将以上各项数据代入（1）式中，可求得气体常数R的数值：R＝

PVnT

三、实验主要用品

分析天平或电子天平 量气管（或50mL碱式滴定管） 玻璃漏斗 铁架台 锌片 盐酸（3mol/mL） 四、实验步骤与内容

1.向教师领取在分析天平上准确称重的锌片，并记录其质量(在0.0800～0.1000克范围内)。 2.仪器装置如右图所示，取下反应管塞，移动

水平管，使量气管中的水面略低于刻度，然后把水平管固定。

3.在反应管中用滴管加入3ml 6mol/LHCl，注意

不要使盐酸沾湿反应管的上半部管壁。将已称重的锌片挂在塑料钩下端的弯钩上，并用铁夹夹住胶帽内塑料钩的另一端使其固定，将杆放进反应管中并使其不与盐酸接触，最后塞紧带玻璃管的胶塞。

1.水平管 2.胶管 3.量气管 4.铁夹 5.锌片 6.盐酸

4.检查仪器是否漏气，方法如下：将水平管向下 (或向上)移动一段距离，使水平管中的水面略低(或略高)于量气管中的水面。固定水平管后，量气管中的 测定气体常数的装置水面如果不断下降(或上升)表示漏气，应检查各联接处，是否接好(主要是胶塞是否塞紧)，继续按上法检查直至不漏气为止。

5.如果装置不漏气，调整水平管的位置，使量气管内水面与水平管内水面在 同一水平面上(为什么?)，然后准确读出量气管内水面凹面最低点的精确读数V1。

6.松开夹胶帽的夹子，使锌片落入盐酸中，锌片和盐酸反应而放出氢气。此

时量其管内水面即开始下降。为了不使量气管内气压增大而造成漏气，在量气管水平面下降的同时，应慢慢下移水平管，使水平管内的水面和量气管内的水面基本保持水平，反应停止后，待试管冷却至室温(约10分钟左右)，移动水平管，使水平管内的水面和量气管内的水面相平，(注意，这时仍须用铁夹夹住胶帽。为什么?)，然后读出反应后量气管内水面凹面最低点的精确读数V2。记录实验时的室温t和大气压P,从附录中查出该室温时水的饱和蒸汽压。 五、数据记录与结果处理 项目 1 2 3 锌片的质量m/g 反应前量气管中水面读数V1/mL 反应后量气管中水面读数V2/mL 室温/℃ 大气压/Pa

氢气体积/L 室温时水的饱和蒸气压/Pa 氢气分压/Pa 氢气的物质的量/mol 气体常数 R 相对误差 注：量气管读数精确至0.01mL 六、实验前准备的思考题

1.本实验中置换出的氢气的体积是如何计算的？ 为什么读数时必须使水平管内液面与量气管内液面保持在同一水平面上？

2.量气管内气体的体积是否等于置换出氢气的体积？ 量气管内气体的压力是否等于氢气的压力？ 为什么？

3.试分析下列情况对实验结果的影响：

(1)量气管(包括量气管与水平管相连接的橡皮管)内气泡未赶尽； (2)锌片表面的氧化膜未擦净；

(3)固定锌片时，不小心使其与盐酸有了接触； (4)反应过程中，实验装置漏气；

(5)记录液面读数时，量气管内液面与水平管内液面不处在同一水平面上； (6)反应过程中，因量气管压入水平管中的水过多，造成水由水平管中溢出；

(7)反应完毕，未等试管冷却到室温即进行体积读数。

实验二 醋酸解离常数的测定（缓冲溶液法）

试验目的

1、利用测缓冲溶液pH的方法测定弱酸的pka；

2、学习移液管、容量瓶的使用方法，并练习配制溶液； 实验基本原理

在HAc和NaAc组成的缓冲溶液中，由于同离子效应，当达到解离平衡时，c(HAc) ≈c0(HAc)， -c(Ac) ≈c0(NaAc)。根据酸性缓冲溶液pH的计算公式为

c0(HAc)pH=pKa(HAc)-lgc(HAc)-=pKa(HAc)-lgc(AC)对于由相同浓度HAc和NaAc组成的缓冲溶液，则有

c0(NaAC)

pH=pKa(HAc)

本实验中，量取两份相同体积、相同浓度的HAc溶液，在其中一份中滴加NaOH溶液至恰好中和

（以酚酞为指示剂），然后加入另一份HAc溶液，即得到等浓度的HAc-NaAc缓冲溶液，测其pH即可

pKa(HAc)及Ka(HAc)。 得到

实验主要用品

仪器：雷磁25型酸度计（或其他型号酸度计），玻璃电极，甘汞电极，烧杯（50mL4个，100mL2个），容量瓶（50mL）3个，移液管（25mL），洗量管（10mL），量筒（10mL、25mL）；

-1-1

药品：HAc（0.10mol·L）, NaOH（0.10mol·L）,酚酞（1%）； 材料：碎滤纸。 实验步骤与内容

1、用酸度计测定等浓度的HAc和NaAc混合溶液的pH （1）配制不同浓度的HAc溶液

实验室备有标以编号的小烧杯和容量瓶。用4号烧杯盛已知浓度的HAc溶液。用10mL吸量管从

-1

烧杯中吸取5.00mL、10.00mL 0.10mol·LHAc 溶液分别放入1号、2号容量瓶中，用25mL移液管

-1

从烧杯中吸取25.00mL 0.10mol·LHAc溶液放入3号容量瓶中，分别加入去离子水至刻度，摇匀。

（2）制备等浓度的HAc和NaAc混合溶液

从1号容量瓶中用10mL量筒倒出10mL已知浓度的HAc溶液于1号烧杯中，加入1滴酚酞溶液

-1

后用滴管滴加0.10mol·LNaOH溶液至酚酞变色，半分钟内不退色为止。再从1号容量瓶中取出10mL HAc溶液加入到1号烧杯中，混合均匀，测定混合溶液的pH。

-1

（3）用2号、3号容量瓶中的已知浓度的HAc溶液和实验室中准备的0.10mol·LHAc 溶液（作为4号溶液），重复上述实验，分别测定它们的pH。

2、上述所测得4个（HAc），由于实验误差可能不完全相同，可用下列方法处理，求

pKa(HAc)平均和标准偏差s：

∑pKai(HAc)实验pKa(HAc)平均=误差△i：

in=pKa(HAc)平均n-pKai(HAc)实验

i=1

标准偏差s： S= 数据记录与结果处理 序号 pH 1 i1n2in1

2 3 4 pKa(HAc) pKa(HAc)平均△i S 实验三 氯化钠的提纯

实 验 目 的

1．学会用化学方法提纯粗食盐，同时为进一步精制成试剂级纯度的氯化钠提供原料。

2．练习台秤的使用以及加热、溶解、长压过滤、减压过滤、蒸发浓缩、结晶、干燥等基本操作。

2+2+2−

3．学习食盐中Ca、Mg、SO4的定性检验方法。 实验基本原理

粗食盐中的不溶性杂质（如泥沙等）可通过溶解和过滤的方法除去。粗食盐中的可溶性杂质主2+2++2−

要是Ca、Mg、K和SO4离子等，选择适当的试剂使它们生成难溶化合物的沉淀而被除去。

2−

（1）在粗盐溶液中加入过量的BaCl2溶液，除去SO4： 2+2−

Ba + SO4 === BaSO4↓

过滤，除去难溶化合物和BaSO4沉淀。

2+2+2＋2−

（2）在滤液中加入NaOH和Na2CO3溶液，除去Mg,Ca和沉淀时加入的过量Ba和SO4： 2+－

Mg + 2OH === Mg(OH)2↓ 2+2−

Ca + CO3 === CaCO3↓ 2+2−

Ba + CO3 === BaCO3↓ 过滤除去沉淀。

（3）在溶液中过量的NaOH和Na2CO3可以用盐酸中和除去。

（4）粗盐中的K+和上述的沉淀剂都不起作用。由于KCl的溶解度大于NaCl的溶解度，且含量较少，因此在蒸发和浓缩过程中，NaCl先结晶出来，而KCl则留在溶液中。

实验主要用品

台秤，烧杯（100mL）2个，量筒（10mL1个,50mL1个），普通漏斗，漏斗架，布氏漏斗，吸滤瓶，蒸发皿，石棉网，酒精灯，泥三角，三角架，干埚钳药匙。

粗食盐，HCl（2mol·L－1），HAc（6mol·L－1），NaOH（2mol·L－1），BaCl2（1mol·L），Na2CO3（1mol·L），(NH4)2C2O4（0.5mol·L），镁试剂，滤纸，pH试纸 实验步骤与内容 1．粗食盐的提纯

①粗食盐的称量和溶解 在台秤上称取8.0g粗食盐，放在100mL烧杯中，加入30mL水，搅拌并加热使其溶解。

2−

②SO4离子的除去 至溶液沸腾时，在搅拌下逐滴加入1mol·LBaCl2溶液至沉淀完全（约2mL）。继续加热5min，使BaSO4的颗粒长大而易于沉淀和过滤。为了试验沉淀是否完全，可将烧杯从石棉网上取下，待沉淀下降后，取少量上层清液于试管中，滴加几滴2mol·LHCl，再加几滴1mol·LBaCl2检验。用普通漏斗过滤，保留虑液，弃去沉淀。

2+2+2+

③Ca、Mg、Ba等离子的除去 在滤液中加入适量的（约1mL）1mol·LNaOH和3mL饱和Na2CO3,

2+2+2+

加热至沸。仿照（2）中方法检验Ca、Mg、Ba等离子已后，沉淀完全后，继续用小火加热煮沸5min，用普通漏斗过滤，保留虑液，弃去沉淀。

④调节溶液的pH值 在滤液中逐滴加入2mol·LHCl，充分搅拌，直至溶液呈微酸性为止（pH约为4～5）为止。

⑤蒸发浓缩 将滤液倒入蒸发皿中，用小火加热蒸发，浓缩至稀粥状的稠液为止，切不可将溶液蒸干。

⑥结晶、减压过滤、干燥 冷却后，用布氏漏斗过滤，尽量将结晶抽干。将结晶放回蒸发皿中，放在石棉网上，小火加热干燥，直至不冒水蒸气为止。将精食盐冷至室温，称重。最后把精盐放入指定容器中。计算产率。 2．产品纯度的检验

取粗盐和精盐各1g，分别溶于5mL蒸馏水中，将粗盐溶液过滤。两种澄清溶液分别盛于三支小试管中，组成三组，对照检验它们的纯度。

2−

①SO4的检验 在第一组溶液中分别加入2滴1mol·LBaCl2，如有白色沉淀，证明存在，记录结果，进行比较。

2+

②Ca的检验 在第二组溶液中分别加入2滴0.5mol·L (NH4)2C2O4溶液。如有白色CaC2O4沉淀生成，

2+

证明Ca存在。记录结果，进行比较。

2+

③Mg的检验 在第三组溶液中分别加入2~3滴2mol·LNaOH，使溶液呈碱性，再加入1滴“镁试

2+

剂”。若有蓝色沉淀生成，证明Mg存在。记录结果，进行比较。

镁试剂是一种有机染料，在碱性溶液中呈红色或紫色，但被Mg(OH)2沉淀 吸附后，则呈天蓝色。 五、注意事项

（1）粗食颗粒要研细；（2）食盐溶液浓缩时切不可蒸干；（3）普通过滤与减压过滤的使用与区别。 六、思考题与参

1．加入30mL水溶解8g食盐的依据是什么？加水过多或过少有什么影响？

答：依据食盐在沸点下的溶解度。加水过多不利于离子的沉淀完全；加水过少粗食盐可能溶不完。 2．怎样除去实验过程中所加的过量沉淀剂BaCl2，NaOH和Na2CO3？ 答：BaCl2用Na2CO3； NaOH和Na2CO3用HCl。 3．提纯后的食盐溶液浓缩时为什么不能蒸干？

答：少量溶液的存在用于溶解KCl，否则KCl也会析出。

2−

4．在检验SO4时，为什么要加入盐酸溶液？ 答：因为BaCO3也是白色沉淀，但它可溶于HCl。 5．在粗食盐的提纯中，（1）（2）两步，能否合并过滤？

答：不能。因为在（2）加入Na2CO3后，会有少量（1）中的BaSO4转化为BaCO3，从而又释放出少量2-SO4。

实验四 氧化还原反应

实验目的：

1、加深理解电极电势与氧化还原反应的关系。

2、了解介质的酸碱性对氧化还原反应方向和产物的影响。 3、了解反应物浓度和温度对氧化还原反应速率的影响。 4、掌握浓度对电极电势的影响。

5、学习用酸度计测定原电池电动势的方法。 实验基本原理：

电极电势代数值越大，其氧化态的氧化能力越强，还原态的还原能力越弱；反之，代数值越小，其氧化态的还原能力越弱，还原态的还原能力越强。

根据氧化剂和还原剂所对应电极电势的相对大小，可以判断氧化还原反应进行的方向。当氧化剂所对应电对的电极电势与还原剂所对应电对的电极电势的差值：（1）大于0时，反应能自发进行；（2）等于0时，反应处于平衡状态；（3）小于0时，反应不能进行。

通常用标准电极电势进行比较，当差值小于0.2时，则考虑反应物浓度，介质酸碱性的影响，用能斯特方程计算：

θ

φ（氧化型/还原型）＝φ（氧化型/还原型）—（0.059/n）log（还原型）b/（氧化型）a 原电池是通过氧化还原反应将化学能转化为电能的装置，负极发生氧化反应，给出电子，正极发生还原反应，得到电子，电子通过导线由正极流向负极：

E＝φ正－φ负

测定某电对的电极电势时，可用待测电极与参比电极组成原电池进行测定，常用的参比电极是

-甘汞电极，由Hg，Hg2Cl2（固体）及KCl溶液组成，其电极电位主要取决于Cl的浓度，当KCl溶液为饱和溶液时，称为饱和甘汞电极。

25℃时，φHg2Cl2＝0.2415V

温度为t时：φ＝0.2415－0.00065（t－25）

电解：利用电能使非自发的氧化还原反应进行的过程。 实验主要用品：

仪器：雷磁25型酸度计，煤气灯，石棉网，水浴锅，饱和甘汞电极，锌电极，铜电极，饱和KCl盐桥，试管，试管架。

-1-1-1-1

药品：H2SO4(2mol•L)，HAC（1 mol•L），H2C2O4 （0.1 mol•L），H2O2（3％），NaOH（2 mol•L），

-1-1-1-1-1

NH3•H2O（2 mol•L），KI（0.2 mol•L），KIO（0.1 mol•L），KBr（0.1 mol•L），K2Cr2O（0.1 mol•L）,KMnO4 37

-1-1-1-1

(0.01 mol•L)，KClO3(饱和)，Na2SiO3（0.5 mol•L），Na2SO3（0.1 mol•L），Pb（NO3）2（0.5 mol•L，

-1-1-1-1-1

1 mol•L），FeSO4（0.1 mol•L），FeCl3（0.1 mol•L），CuSO4（0.0005 mol•L），ZnSO4（1 mol•L）。

材料：蓝色石蕊试纸，砂纸，锌片。 实验步骤：

θ

1、比较电对E值的相对大小

按照下列简单的的实步骤进行实验，观察现象，查出有关的标准电极电势，写出反应方程式。 （1）、（2） θ反应物 现象 方程式 E大小 KI＋FeCl3 KBr＋FeCl3 （3）、（4） 反应物 现象 方程式 H2O2作用 KI＋H2O2 KMnO4＋H2O2 （5）、（6） 反应物 现象 方程式 K2Cr2O7＋Na2SO3 K2Cr2O7＋FeSO4 2、介质的酸碱性对氧化还原反应产物及反应方向的影响

（1）介质的酸碱性对氧化还原反应产物的影响 反应物 介质 H2SO4 KMnO4＋Na2SO3 H2O NaOH （2）溶液的pH对氧化还原反应方向的影响 反应物 介质 H2O KIO3＋KI H2SO4 NaOH 现象 现象 方程式 方程式 3、浓度、温度对氧化还原反应速率的影响 （1）浓度对氧化还原反应速率的影响

-1-1

在两支试管中分别加入6滴0.5 mol•L Pb（NO3）2溶液和6滴1mol•L Pb（NO3）2溶液，各

-1-1

加入30滴1mol•L HAC溶液，混匀后，在逐滴加入0.5 mol•L Na2SiO3溶液约26～28滴，摇匀，用蓝色石蕊试纸检查溶液仍呈弱酸性。在90℃水浴中加热至试管中出现乳白色透明凝胶，取出试管，冷却至室温，在两支试管中同时插入表面积相同的锌片，观察两支试管中“铅树”生长速率的快慢，并解释之。

（2）温度对氧化还原反应速率的影响 反应物 温度 现象 方程式 结论 加热 KMnO4＋H2SO4 不加热 加热 KMnO4＋H2C2O4 不加热 4、浓度对电极电势的影响 -1

（1）在50ml烧杯中加入25ml1mol•L ZnSO4溶液，插入饱和甘汞电极和用砂纸打磨过的锌电极，组成原电池。将甘汞电极与pH计的“＋”极相连，锌电极与“—”极相连。将pH计的pH－mV开关扳向“mV”档，量程开关扳向0～7，用零点调节器调零点。将量程开关扳向7～14，按下读数开关，

2＋

测原电池的EMF（1）。已知饱和甘汞电极的E＝0.2415V，计算E（Zn/Zn）。

-1

（2）在另一个50ml烧杯中加入25ml0.005 mol•L CuSO4溶液，插入铜电极，与（1）中的锌电极组成原电池，两烧杯之间用饱和KCl盐桥相连，将铜电极接“＋”极，锌电极接“—”极，用pH

2＋θ2＋

计测原电池的电动势EMF（2），计算E（Cu/Cu）和E（Cu/Cu）。

-1-1

（3）向0.005 mol•L CuSO4溶液中滴入过量的2 mol•L NH3•H2O至生成深蓝色透明溶液，再测

2+

原电池的电动势EMF（3），并计算E（[Cu(NH3)4]/Cu）。

比较两次测得的铜－锌原电池的电动势和铜电极电极电势的大小，你能得出什么结论？

思考题

1、 为什么K2Cr2O7能氧化浓盐酸中的氯离子，而不能氧化NaCl浓溶液的氯离子？

θ3-θ2-2-2、 在碱性溶液中E（IO/I2）和E（SO4/SO3）的数值分别为多少伏？

3、 温度和浓度对氧化还原反应的速率有何影响？EMF大的氧化还原反应的速率也一定大吗？ 4、 饱和甘汞电极与标准甘汞电极的电极电势是否相等？

-1-1

5、 计算原电池（—）Ag|AgCl(s)|KCl(0.01 mol•L)||AgNO3(0.01 mol•L)|Ag(＋)（盐桥为饱

和NH4NO3溶液）的电动势？

实验五 硼 碳 硅 氮 磷

一、实 验 目 的

1．掌握硼酸和硼砂的重要性质，学习硼砂珠试验的方法。 2．了解可溶性硅酸盐的水解性和难溶的硅酸盐的生成与颜色 3．掌握、亚及其盐的重要性质。 4．了解磷酸盐的主要性质。

2-+--3-5．掌握CO3、NH4、NO2、NO3、PO4 的鉴定方法.

二、实验基本原理

硼酸是一元弱酸，它在水溶液中的解离不同于一般的一元弱酸。硼酸是lewis酸，能与多羟基醇发生加合反应，使溶液的酸性增强。

硼砂的水溶液因水解而呈碱性。硼砂溶液与酸反应可析出硼酸。硼砂受强热脱水熔化为玻璃体，与不同的金属的氧化物或盐类熔融生成具有不同特征颜色的偏硼酸复盐，即硼砂珠试验。

将碳酸盐溶液与盐酸反应生成的CO2通入Ba（OH）2溶液中，能使Ba（OH）2溶液变浑浊，这一

2-方法用于鉴定CO3 。

硅酸钠水解作用明显。大多数硅酸盐难溶于水，过渡金属的硅酸盐呈现不同的颜色。

+4+-鉴定NH4的常用的方法有两种，一是NH与OH反应，生成的NH3（g）使红色石蕊试纸变蓝：二

+

是NH4与奈斯勒（Nessler）试剂（K2[HgI4]的碱性溶液）反应，生成红棕色沉淀。

亚极不稳定。亚盐溶液与强酸反应生成的亚分解为N2O3和H2O。N2O3又能分解为NO和NO2。

亚盐中氮的氧化值为+3，它在酸性溶液中作氧化剂，一般被还原为NO；与强氧化剂作用时 则生成盐。

具有强氧化性。它与许多非金属反应，主要还原产物是NO。浓与金属反应主要生成NO2，

+

稀与金属反应通常生成NO，活泼金属能将稀还原为NH4。

-2+2+

NO2与FeSO4溶液在HAc介质中放映生成棕色的[Fe（NO）（H2O）5]（简写为[Fe（NO）] ：

2+ - 3+ -Fe+ NO2 + 2HAc→ Fe+ NO + H2O + 2Ac

2+ 2+Fe+ NO→ [Fe（NO）]

–2+

NO3与FeSO4溶液在浓H2SO4介质中反应生成棕色[Fe（NO）] ：

2+ –+3+

3Fe+ NO3 +4H→3Fe + NO + 2H2O

2+ 2+Fe+ NO→[Fe（NO）]

2+ –

在试液与浓H2SO4液层界面处生成的[Fe（NO）]呈棕色环状。此方法用于鉴定NO3，称为“棕色环”

- –-

法。NO2 的存在干扰NO3 的鉴定，加入尿素并微热，可以除去NO2 ：

- +

NO2+CO（NH2）2 +2H→2N2 +CO2 + 3H2O

碱金属（锂除外）和铵的磷酸盐、磷酸一氢盐易溶于水，其他磷酸盐难溶于水。大多数磷酸二氢盐易溶于水。焦磷酸盐和三聚磷酸盐都具有配位作用。

3-3- PO4与（NH4）2MoO4溶液在介质中反应，生成黄色的磷钼酸铵沉淀。此反应可用于鉴定PO4。 三、实验主要用品

仪器：点滴板、水浴锅

----1-药品：HCl溶液(2mol∙L,6mol∙L,浓) ,H2SO4(1mol∙L,6mol∙L,浓),HNO3(2mol∙L,

--,--浓),HAc(2mol∙L),NaOH(2mol∙L6mol∙L),Ba(OH)2(饱和)Na2CO3(0.1mol∙L),NaHCO3(0.1

-----mol∙L),Na2SiO3(0.5mol∙L),NH4Cl(0.1mol∙L),BaCl2(0.5mol∙L),NaNO2(0.1mol∙L),KI(0.02

-----mol∙L),KMnO4(0.01mol∙L),KNO3(0.1mol∙L),Na3PO4(0.1mol∙L),Na2HPO4(0.1mol∙L),NaH2PO4(0.1mol∙L-----),CaCl2(0.1mol∙L),CuSO4(0.1mol∙L),Na4P2O7(0.5mol∙L),Na5P3O10(0.1mol∙L),Na2B4O7∙10H2O(S),H3BO3(S),Co(NO3)2∙6H2O(s),CaCl2(s),CuSO4∙5H2O(S),ZnSO4∙7H2O(S),Fe(SO4)3(s),NiSO4∙7H2O(s),锌粉,铜屑,FeSO4∙7H2O(s),CO(NH2)2(s),NH4NO3(s),Na3PO4∙12H2O(s),NaHCO3(s),Na2CO3(s) ,甘油,甲基橙指示剂，奈斯勒试剂，淀粉试液，钼酸铵试剂。

材料：pH试纸，红色石蕊试纸，镍铬丝（一端做成环状） 四、实验步骤与内容

1. 硼酸和硼砂的性质

（1）在试管中加入约0.5g的硼酸晶体和3mL的去离子水，观察溶解情况。微热后使其全部溶解，冷至室温，用pH试纸测定溶液的pH。然后在溶液中加入1滴甲基橙指示剂，并将溶液分成两份，在一份中加入10滴甘油，混合均匀，比较两份溶液的颜色。写出有关反应的离子方程

式。

（2）在试管中加入约1g硼砂和2mL去离子水，微热使其溶解，用pH试纸测定溶液的pH。然

-1

后加入1mL 6mol∙L H2SO4溶液，将试管放在冷水中冷却，并用玻璃棒不断搅拌，片刻后观察硼酸晶体的析出。写出有关反应的离子方程式。 （3）硼砂珠试验

用环形镍铬丝沾取浓HCl（盛在试管中），在氧化焰中灼烧然后迅速蘸取少量硼砂，在氧化焰中灼烧至玻璃状。用烧红的硼砂珠蘸取少量Co（NO3）2∙6H2O，在氧化焰中烧至熔融，冷却后对着亮光观察硼砂珠的颜色。写出反应方程式。

2-2. CO3的鉴定

-1-1

在试管中加入1mL 0.1 mol∙LNa2CO3溶液再加入半滴管2 mol∙L的HCl溶液，立即用带导管的塞子盖紧试管口，将产生的气体通入Ba（OH）2饱和溶液中，观察现象。写出有关反应的方程式。

3. 硅酸盐的性质

-1-1

（1） 在试管中加入1mL 0.5 mol∙L的Na2SiO3溶液，用pH试纸测其pH。然后逐滴加入6 mol∙LHCl溶液，使溶液的pH在6~9，观察硅酸凝胶的生成（若无凝胶生成可微热） （2）“水中花园”实验 在50mL的烧杯中加入约30mL的20％ Na2SiO3溶液，然后分散加入CaCl2 ，CuSO4∙5H2O ，ZnSO4 ∙7H2O，FeSO4，Co（NO3）∙6H2O，NiSO4∙7H2O晶体各一小粒，静止1~2小时后观察“石笋”的生成和颜色。

4. 铵离子的鉴定

-1-1

（1）在试管中加入少量0.1 mol∙L的NH4Cl溶液和2 mol∙L的NaOH溶液，微热用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验逸出的气体。写出有关反应方程式。

（2）在滤纸条上加1滴奈斯勒试剂，代替红色的石蕊试纸重复实验（1），观察现象。写出有关反应方程式。

5．的氧化性

（1）在试管内放入1小块铜屑，加入几滴浓HNO3，观察现象。然后迅速加水稀释，倒掉溶液，回收铜屑。写出反应方程式。

-1

（2）在试管中放入少量锌粉，加入1mL 2 mol∙L HNO3，观察现象（如不反应可微热）。取清

+

液检验是否有NH4生成。写出反应方程式。

6．亚及其盐的性质

-1-1

（1）在试管中加入10滴1 mol∙LNaNO2溶液然后滴加6mol∙LH2SO4溶液，观察溶液和液面上的气体的颜色（若室温较高，应将试管放在冷水中冷却）。写出反应方程式。

-1-1 -1

（2）用0.1mol∙LNaNO2溶液和0.02mol∙LKI及1mol∙LH2SO4溶液试验NaNO2的氧化性。然后加入淀粉试液，又有何变化？写出离子反应方程式。

-1-1 -1

（3）用0.1mol∙LNaNO2溶液和0.01 mol∙LKMnO4溶液及1 mol∙LH2SO4，试验NaNO2的还原性。写出离子反应方程式。

--7.NO3和NO2的鉴定

-1

（1）取1mL的0.1 mol∙LKNO3溶液，加入少量FeSO4∙7H2O晶体，摇荡试管使其溶解。然后斜持试管，沿试管壁小心滴加1mL浓H2SO4，静置片刻，观察两种液体界面处的棕色环。写出有关反应方程式。

-1

（2）取1滴0.1 mol∙LNaNO2溶液稀释至1mL，加少量FeSO4∙7H2O晶体，摇荡试管使其溶解，加

-1

入2 mol∙LHac溶液，观察现象。写出有关反应方程式。

-1-1

（3）取0.1 mol∙LKNO3溶液和0.1 mol∙LNaNO2溶液各2滴稀释至1mL，再加少量尿素及2滴1 -1--mol∙L的H2SO4以消除NO2对鉴定NO3的干扰，然后进行棕色环试验。 8、磷酸盐的性质

-1-1-1

（1）用pH试纸分别测定0.1 mol∙LNa3PO4、0.1 mol∙LNa2HPO4和0.1 mol∙LNaH2PO4溶液的pH值。写出反应方程式并加以说明。

-1 -1

（2）．在3支试管中各加入几滴0.1 mol∙LCaCl2溶液，然后分别滴加0.1 mol∙LNa3PO4，0.1

-1-1

mol∙LNa2HPO4，0.1 mol∙LNaH2PO4溶液，观察现象。写出有关反应的离子方程式。

-1-1

（3）在试管中滴加几滴0.1 mol∙LCuSO4溶液，然后逐滴加入0.5 mol∙L Na4PO7溶液至过量，观察现象。写出有关反应的离子方程式。

-1-1-1

（4）取1滴0.1 mol∙LCaCl2溶液，滴加0.1 mol∙LNa2CO3溶液，再滴加0.1 mol∙L Na5P3O10溶液，观察现象。写出有关反应的离子方程式。

9． PO4的鉴定

-1

取几滴0.1 mol∙LNaPO3溶液，加0.5mL浓HNO3，再加1mL钼酸铵试剂，在水浴上微热到40~45℃，观察现象。写出反应方程式。 10.三种白色晶体的鉴别

有A，B，C三种白色晶体，可能是NaHCO3，Na2CO3，NH4NO3。分别取少量固体加水溶解，并设计简单的方法加以鉴别。写出实验现象及有关的反应方程式。 五、思考题

1.为什么硼砂的水溶液具有缓冲作用，怎样计算pH？

2.为什么在Na2SiO3溶液中加入HAc溶液，NH4Cl溶液或通入CO2，都能生成硅酸凝胶？ 3.如何用简单的方法区别硼砂、Na2CO3、Na2SiO3这三种盐？

4.鉴定时，为什么将奈斯勒试剂滴在滤纸上检验逸出的NH3，而不是将奈斯勒试剂直接加到含+

NH4的溶液中？

5.与金属反应的主要的还原产物与哪些因素有关？

+

6.检验稀与锌粉反应产物中的NH4时，加入NaOH过程中会发生哪些反应？

——

7.NO3的存在是否干扰NO2的鉴定？

3—

8.用钼酸铵试剂鉴定PO4时为什么要在介质中进行？

3-

实验六 铬 锰 铁 钴 镍

一、实验目的

1.掌握铬、锰、铁、钴、镍氢氧化物的酸碱性和氧化还原性。 2.掌握铬、锰重要氧化态之间的转化反应及其条件。 3.掌握铁、钴、镍配合物的生成和性质

4.掌握锰、铁、钴、镍硫化物的生成和溶解性。

3+2+3+2+2+

5.学习Cr,Mn,Fe,Co,Ni的鉴定方法。 二、实验基本原理

铬、锰、铁、钴、镍是周期系第四周期第ⅥB~Ⅷ族元素，它们都能形成多种氧化值的化合物。铬的重要氧化值为+3和+6；锰的重要氧化值为+2，+4，+6，+7；铁的重要氧化值为+2和+3。

Cr(OH)3是两性的氢氧化物。Mn(OH)2和Fe(OH)3都很容易被空气中的O2氧化，Co(OH)2也能被空

3+3+

气中的O2慢慢氧化。由于Co和Ni都具有强氧化性，Co(OH)3，Ni(OH)3与浓盐酸放映分别生成Co(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)，并放出氧气。Co(OH)3和Ni(OH)3，通常分别由Co(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的盐在碱性调剂那下用强氧化剂氧化得到，例如：

2+- - 2Ni+6OH+Br2→2Ni(OH)3(s)+2Br 3+3+

Cr和都易发生水解反应。Fe具有一定的氧化性，能与请还原剂反应生成。

3+2+2--酸性溶液中，Cr和Mn的还原性都较弱，只有用强氧化剂才能将它们分别氧化为Cr2O7和MnO4。2+2+

在酸性条件下利用Mn和NaBiO3的反应可以鉴定Mn。

-2-22-2

在碱性溶液中，[Cr(OH)4]可被H2O2氧化为CrO4。在酸性溶液中CrO4被转变为Cr2O7。Cr2O7

3+

与H2O2反应能生成深蓝色的，由此可以鉴定Cr。

+2+2+

在重铬酸盐溶液中分别加入Ag，Pb，Ba等，能生成相应的铬酸盐沉淀。

2-2-3+-Cr2O7和MnO4都具有强氧化性。酸性溶液中Cr2O7被还原为Cr。MnO4在酸性、中性、碱性溶液

2+2--2-中的还原产物分别为Mn，MnO2沉淀和MnO4。强碱性溶液中，MnO4与MnO2反应也能生成MnO4。在

2--酸性甚至近中性溶液中，MnO4被歧化为MnO4和MnO2。在酸性溶液中，MnO2也是强氧化剂。

MnS，FeS，CoS，NiS都能溶于稀酸，MnS还能溶于HAc溶液。这些硫化物需要在弱碱性溶液中制得。生成的CoS和NiS沉淀由于晶体结构改变而难溶于稀酸。

2+2+2+

铬、锰、铁、钴、镍都能形成多种配合物。Co和Ni能与过量的氨水反应分别生成[Co(NH3)6]

2+2+3+2+3-和[Ni(NH3)6]。[Co(NH3)6]容易被空气中的O2氧化为[Co(NH3)6]。Fe与 [Fe(CN)6]反应，或与4-2+3+-[Fe(CN)6]反应，都能生成蓝色的沉淀，分别用于鉴定Fe和。酸性溶液中Fe与SCN反应也用于鉴

3+2+-2-定Fe。Co也能与SCN反应，生成不稳定的[Co(NCS)4]，在丙酮等有机溶剂中较稳定，此反应用于2+2+2+

鉴定Co。Ni与丁二肟在弱碱性条件下反应生成鲜红色的内配盐，此反应常用于鉴定Ni。 三、实验主要用品 仪器：离心机

-1-1-1-1-1

药品：HCl(2mol∙L，6mol∙L ，浓)，H2SO4（2mol∙L ，6mol∙L ，浓），HNO3（6mol∙L ，浓），

HAc（2mol∙L ），H2S（饱和），NaOH（2mol∙L ，6mol∙L ，40%），NH3∙H2O（2mol∙L ，6mol∙L ）Pb

-1-1-1-1

（NO3）2（0.1mol∙L ），AgNO3（0.1mol∙L ），MnSO4（0.1mol∙L，0.5mol∙L ），

-1-1-1-1-1

Cr2(SO4)3(0.1mol∙L )，Na2SO3(0.1mol∙L )，Na2S(0.1mol∙L )，CrCl3(0.1mol∙L )，K2CrO4(0.1mol∙L )，

-1)-1-1-1-1

K2Cr2O7(0.1mol∙L ，KMnO4(0.01mol∙L )，BaCl2(0.1mol∙L )，FeCl3(0.1mol∙L )，CoCl2(0.1mol∙L ，

-1-1-1-1-1-1

0.5mol∙L )，FeSO4(0.1mol∙L )，SnCl2(0.1mol∙L )，NiSO4(0.1mol∙L，0.5mol∙L )，KI(0.02mol∙L)，

-1-1-1-1

NaF(1mol∙L)，KSCN(0.1mol∙L )，K4[Fe(CN)6](0.1mol∙L )，K3[Fe(CN)6](0.1mol∙L )，

-1

NH4Cl(1mol∙L )，

K2S2O8(s)，MnO2(s)，NaBiO3(s)，PbO2(s)，KmnO4(s)，FeSO4∙ 7H2O(s)，KSCN(s)，戊醇，溴水，碘水，丁二酮肟，丙酮，淀粉溶液。 四、实验步骤与内容

1. 铬、锰、铁、钴、镍氢氧化物的生成和性质

（1）制备少量Cr(OH)3，检验其酸碱性，观察现象，写出有关的反应方程式。

-1-1

（2）在3支试管中各加入几滴0.1 mol∙LMnSO4溶液和2mol∙LNaOH溶液（均预先加热除氧），观察现象。迅速检验两支试管中Mn(OH)2的酸碱性，振荡第三支试管，观察现象。写出有关反应方程式。

-1

（3）取2mL去离子水，加入几滴2mol∙LH2SO4溶液，煮沸除去氧，冷却后加少量FeSO4∙ 7H2O(s)

-1

使其溶解。在另一支试管中加入1mL 2mol∙LNaOH溶液，煮沸驱氧。冷却后用长滴管吸取NaOH溶液，迅速插入溶液底部挤出，观察现象。震荡后分3份，取两份检验酸碱性，另一份在空气中放置，观察现象。写出有关反应方程式

-1-1

（4）在3支试管中各加入几滴0.5mol∙LCoCl2溶液，再逐滴加入2mol∙LNaOH溶液，观察现象。离心分离，弃取清液，然后检验两支试管中沉淀的酸碱性，将第三支试管中的沉淀在空气中放置，观察现象。写出有关反应方程式。

-1

（5）用0.5mol∙LNiSO4溶液代替CoCl2溶液，重复实验（4）。 （6）制取少量Fe（OH）3，观察其颜色和状态，检验其酸碱性。

-1-1

（7）取几滴0.5mol∙LCoCl2溶液，加几滴溴水，然后加入2mol∙LNaOH溶液，摇荡试管，观察现象。离心分离，弃取清液，在沉淀中滴加浓HCl，并用淀粉—KI试纸检查逸出的气体。写出有关反应方程式。

-1

（8）用0.5mol∙LNiSO4溶液代替CoCl2溶液，重复实验（7）。

通过实验（6）~（8）比较Fe(Ⅲ)，Co(Ⅲ)，Ni(Ⅲ)氧化性的强弱。

3+

2.Cr（Ⅲ）的还原性和Cr的鉴定

-1-1

取几滴0.1mol∙LCrCl3溶液，逐滴加入6mol∙LNaOH溶液至过量，然后滴加3%的H2O2溶液，

-1

微热，观察现象。待试管冷却后，再补加几滴H2O2和0.5mL戊醇（或乙醚），慢慢滴入6mol∙LHNO3溶液，摇荡试管，观察现象。写出有关反应方程式。

2—2—

3.CrO4和Cr2O7的相互转化

-1-1

（1）取几滴0.1 mol∙L K2Cr2O7滴溶液，逐滴加入2mol∙LH2SO4溶液，观察现象，再逐滴加入-1

2mol∙LNaOH溶液，观察有何变化。写出反应方程式。

-1-1

（2）在两支试管中分别加入几滴0.1 mol∙L K2CrO4溶液和0.1 mol∙L K2Cr2O7溶液，然后分别

-1-1

滴加0.1 mol∙LBaCl2溶液，观察现象。最后再分别滴加2mol∙L HCl溶液，观察现象。写出有关反应方程式。

2——3+2+

4. Cr2O7，MnO4，Fe的氧化性与Fe的还原性

-1

（1）取2滴0.1 mol∙L K2Cr2O7溶液，滴加饱和H2S溶液，观察现象。写出反应方程式。

-1-1-1

（2）取2滴0.01 mol∙L KMnO4溶液，用2mol∙LH2SO4溶液酸化，再滴加0.1 mol∙L Fe SO4溶液，观察现象。写出反应方程式。

-1-1

（3）取几滴0.1 mol∙L FeCl3溶液，滴加0.1 mol∙LSnCl2溶液，观察现象。写出反应方程式。

-1-1

（4）将0.01 mol∙L KMnO4溶液与0.5mol∙LMnSO4溶液混合，观察现象。写出反应方程式。

-1

（5）取2mL0.01 mol∙L K MnO4溶液，加入1mL 40%的NaOH，再加少量MnO2（s），加热，沉降

-1

片刻，观察上层清液的颜色。取清液于另一试管中，用2mol∙LH2SO4溶液酸化，观察现象。写出有关反应方程式。

5. 铬、锰、铁、钴、镍硫化物的性质

-1-1

（1）取几滴0.1 mol∙L Cr2（SO4）3溶液，滴加0.1 mol∙LNa2S溶液，观察现象。检验逸出的气体（可微热）。写出反应方程式。

-1-1-1-1-1

（2）取几滴0.1 mol∙LMnSO4溶液，滴加饱和H2S溶液，观察有无沉淀生成。再用长滴管吸取-1-1

2mol·LNH3·H2O溶液，插入溶液底部挤出，观察现象。离心分离，在沉淀中滴加2mol·LHAC溶液，观察现象。写出有关的反应方程式。

-1 -1-1

（3）在3支试管中分别加入几滴0.1 mol∙LFeSO4溶液，0.1 mol∙LCOCl2溶液和0.1 mol∙LNiSO4

-1

溶液，滴加饱和H2S溶液，观察有无沉淀生成。再加入2mol∙LNH3·H2O溶液，观察现象。离心分离，

-1

在沉淀中滴加2mol·LHCl溶液，观察沉淀是否溶解。写出有关的反应方程式。

-1

（4）取几滴0.1 mol∙LFeCl3溶液，滴加饱和H2S溶液，观察现象。写出反应方程式。 6. 铁、钴、镍的配合物

-1-1

（1）取2滴0.1 mol∙LK4[Fe(CN)6]溶液，然后滴加0.1 mol∙LFeCl3溶液；取2滴0.1 -1-1

mol∙LK3[Fe(CN)6]溶液，滴加0.1 mol∙LFeSO4溶液。观察现象，写出有关的反应方程式。

-1-1-1

（2）取几滴0.1 mol∙LCOCl2溶液，加几滴1 mol∙LNH4Cl溶液，然后滴加6 mol∙LNH3·H2O溶液，观察现象。摇荡后在空气中放置，观察溶液颜色的变化，写出有关的反应方程式。

-1

（3）取几滴0.1 mol∙L COCl2溶液，加入少量KSCN晶体，再加入几滴丙酮，摇荡后观察现象。写出反应方程式。

-1-1

（4）取几滴0.1 mol∙LNiSO4溶液，滴加2 mol∙LNH3·H2O溶液，观察现象。再加2滴丁二酮肟溶液，观察有何变化。写出有关的反应方程式。

7.混合离子的分离与鉴定

试设计方法对下列两组混合离子进行分离和鉴定，图示步骤，写出现象和有关反应方程式。

3+2+

（1）含Cr和Mn的混合溶液。

2+3+2+

（2）可能含Pb，Fe和Co的混合溶液。 五、思考题

1.试总结铬、锰、铁、钴、镍氢氧化物的酸碱性和氧化还原性。

2. 在Co（OH）3中加入HCl，有时会生成蓝色溶液，加水稀释后变为粉红色，试解释之。 3.在K2Cr2O7溶液中加入Pb（NO3）2和AgNO3溶液会发生什么反应？

4.酸性溶液中K2Cr2O7分别与FeSO4和Na2SO3反应的主要产物分别是什么？

5.酸性溶液、中性溶液、强碱性溶液中，KMnO4与Na2SO3反应的主要产物分别是什么？ 6.试总结铬、锰、铁、钴、镍硫化物的性质。

7.在CoCl2溶液中逐滴加入NH3·H2O溶液会有何现象？

3+2+

8.怎样分离溶液中的Fe和Ni ？

-1

实验七 配合物与沉淀-溶解平衡

试验目的

1、加深理解配合物的组成和稳定性，了解配合物形成时的特征；

2、加深理解沉淀-溶解平衡和容度积的概念，掌握容度积规则及其应用； 3、初步学习利用沉淀反应和配位溶解的方法分离常见混合阳离子； 4、学习电动离心机的使用和固-液分离操作。 实验基本原理

1、配位化和物与配位平衡

配合物是由形成体（又成为中心离子或原子）与一定数目的配位体（负离子或中性分子）以配位键结合而成的一类复杂化合物，是路易斯酸和路易斯碱的加合物。配合物的内层和外层之间以离子键结合，在水溶液中完全解离。配位个体在水溶液中分布解离，其行为类似于弱电解质。在一定条件下，中心离子、配位体和配位个体间达到配位平衡，例如：

2++Cu+4NH3 ≒ [Cu(NH3)4]

f称为配合物的稳定常数。对于相同类型的配合物，数值越大，配合物相应反应的标准平衡常数

就越稳定。

在水溶液中，配合物的生成反应主要由配位体的取代反应和加合反应，例如：

3-n- 3--[Fe(SCN)n]+6F≒ [FeF6]+nSCN

- 2-HgI2(s)+2I≒ [HgI4]

配合物形成时往往伴随溶液颜色，酸碱性，难溶电解质溶解度、中心离子氧化还原性的改变等特征。

K

2、沉淀-溶解平衡

在含有难溶强电解质晶体的饱和溶液中，难溶强电解质与溶液中相应粒子间的多相离子平衡，称为沉淀-溶解平衡。用通式表示如下：

n+m-AmBn(s) ≒ mA(aq)+nB(aq)

其容度积常数为

沉淀的生成和溶解可以根据容度积规则来判断：

Ksp(AmBn)=[c(An+)/c]m*[c(Bm-)/c]n

J>Ksp，有沉淀析出，平衡向左移动 J=Ksp，处于平衡状态，溶液为饱和溶液

J溶液的pH的改变、配合物的形成或发生氧化还原反应，往往会引起难溶电解质溶解度的改变。 sp相对大小判断沉淀的先后顺序。对于不同类对于相同类型的难熔电解质，可以根据其的

型的难溶电解质，则要根据计算所需沉淀试剂浓度的大小来判断沉淀的先后顺序。

两种沉淀间相互转化的难易程度要根据沉淀转化反应的标准平衡常数确定。 利用沉淀反应和配位溶解可以分离溶液中的某些离子。 实验主要用品

仪器：点滴板，试管，试管架，石棉网，煤气灯，电动离心机；

-1-1-1-1-1

药品：HCl(6mol·L，2mol·L)，H2SO4(2mol·L)，HNO3(6mol·L)，H2O（，NaOH(2mol·L)，23%）

-1-1-1-1-1-1

NH3·H2O(6mol·L，2mol·L)，KBr(0.1mol·L )，KI(0.02mol·L，0.1mol·L，2mol·L)，

-1-1-1-1-1

K2CrO4(0.1mol·L)，KSCN(0.1mol·L)， NaF(0.1mol·L)，NaCl(0.1mol·L)，Na2S(0.1mol·L)，

-1-1-1-1

NaNO3(s)，Na2H2Y(0.1mol·L)， Na2S2O3 (0.1mol·L)，NH4Cl(1mol·L)，MgCl2(0.1mol·L)，

-1-1-1-1

CaCl2(0.1mol·L)，Ba(NO3)2(0.1mol·L)，Al(NO3)3(0.1mol·L)，Pb(NO3)2(0.1mol·L)，

-1-1-1-1

Pb(Ac)2(0.01mol·L)，CoCl2 (0.1mol·L)，FeCl3(0.1mol·L)，Fe(NO3)3 (0.1mol·L)，AgNO3

-1-1-1-1

(0.1mol·L)，Zn(NO3)2(0.1mol·L)，NiSO4(0.1mol·L)，NH4Fe(SO4)2(0.1mol·L)，

-1-1-1

K3[Fe(CN)6](0.1mol·L)，BaCl2(0.1mol·L)，CuSO4(0.1mol·L)，丁二酮肟。

材料：pH试纸。 实验步骤与内容

1、配合物的形成与颜色变化

-1-1

（1）在2滴0.1mol·LFeCl3溶液中，加1滴0.1mol·LKSCN溶液，观察现象。再加入几滴

-1

0.1mol·LNaF溶液，观察有什么变化。写出反应方程式。

-1-1-1

（2）在0.1mol·LK3[Fe(CN)6]溶液和0.1mol·LNH4Fe(SO4)2溶液中分别滴加0.1mol·LKSCN溶液，观察是否有变化。

-1-1

（3）在0.1mol·L CuSO4溶液中滴加6mol·L NH3·H2O至过量，然后将溶液分为两份，分别

-1-1

加入2mol·LNaOH溶液0.1mol·LBaCl2溶液，观察现象，写出有关的反应方程式。

-1-1

（4）在2滴0.1mol·L NiSO4溶液中，逐滴加入6mol·L NH3·H2O，观察现象。然后再加入2滴丁二酮肟试剂，观察生成物的颜色和状态。

2、配合物形成是难溶物溶解度的改变

-1-1-1

在3支试管中分别加入3滴0.1mol·L NaCl溶液，3滴0.1mol·L KBr溶液，3滴0.1mol·L

-1

KI溶液，再各加入3滴0.1mol·L AgNO3 溶液，观察沉淀的颜色。离心分离，弃去清液。在沉淀

-1-1-1

中再分别加入2mol·L NH3·H2O， 0.1mol·L Na2S2O3 溶液，2mol·L KI溶液，振荡试管，观察沉淀的溶解。写出有关反应方程式。

3、配合物形成时溶液的pH的改变

-1

取一条完整的pH试纸，在它的一端滴上半滴0.1mol·L CaCl2溶液，记下被CaCl2溶液浸润处的pH，待CaCl2溶液不再扩散时，在距离CaCl2溶液扩散边缘0.5~1.0cm干试纸处，滴上半滴

-1

0.1mol·L Na2H2Y溶液，待Na2H2Y溶液扩散到CaCl2溶液区形成重叠时，记下重叠与未重叠处的pH。说明pH变化的原因，写出反应方程式。

4、配合物形成时中心离子氧化还原性的改变

K

（1）在0.1mol·L CoCl2溶液中滴加3%的H2O2，观察有无变化。

-1-1-1

（2）在0.1mol·LCoCl2溶液中加几滴1mol·L NH4Cl溶液，再滴加6mol·L NH3·H2O，观察现象。然后滴加3%的H2O2，观察溶液颜色的变化。写出有关的反应方程式。

由上述（1）和（2）两个实验可以得出什么结论？ 5、沉淀的生成与溶解

-1-1

（1）在3支试管中各加入2滴0.01mol·LPb(Ac)2溶液和2滴0.02mol·L KI溶液，摇荡试管，观察现象。在第1支试管中加5mL去离子水，摇荡，观察现象；在第2支试管中加入少量NaNO3(s)，

-1

摇荡，观察现象；第3支试管中加过量的2mol·L KI溶液，观察现象，分别解释之。

-1-1

（2）在2支试管中各加入1滴0.1mol·L Na2S溶液和1滴0.1mol·L Pb(NO3)2溶液，观察

-1-1

现象。在1支试管中加6mol·L HCl，另1支试管中加6mol·L HNO3，摇荡试管，观察现象。写出反应方程式。

-1-1

（3）在2支试管中各加入0.5mL 0.1mol·LMgCl2溶液和数滴2mol·L NH3·H2O溶液至沉淀

-1

生成。在第1支试管中加入几滴2mol·L HCl溶液，观察沉淀是否溶解；在另1支试管中加入数滴

-1

1mol·LNH4Cl溶液，观察沉淀是否溶解。写出有关反应方程式。并解释每步实验现象。

6、分步沉淀

-1-1

（1）在试管中加入1滴0.1mol·LNa2S溶液和1滴0.1mol·LK2CrO4溶液，用去离子水稀释

-1

至5mL，摇匀。先加入1滴0.1mol·LPb(NO3)2溶液，摇匀，观察沉淀的颜色，离心分离；然后再向清液中继续滴加Pb(NO3)2溶液，观察此时生成沉淀的颜色。写出反应方程式，并说明判断两种沉淀先后析出的理由。

-1-1

（2）在试管中加入2滴0.1mol·LAgNO3溶液和1滴0.1mol·LPb(NO3)2溶液，用去离子水稀

-1

释至5mL，摇匀。逐滴加入0.1mol·LK2CrO4溶液，观察现象。写出有关反应方程式，并解释之。

7、沉淀的转化

-1-1

在6滴0.1mol·LAgNO3溶液中加3滴0.1mol·LK2CrO4溶液，观察现象。在逐滴加入

-1

0.1mol·LNaCl溶液，充分摇荡，观察有何变化。写出反应方程式，并计算沉淀转化反应的标准平

⊙

衡常数K。

8、沉淀-配位溶解法分离混合阳离子

2+3+3++

（1）某溶液中含有Ba、Al、Fe、Ag等离子，试设计方法分离之。写出有关反应方程式。

-1

Ba2+Al3+Fe3+Ba2+HCl(稀)Al3+Fe3+H2SO4(稀)Al3+Fe3+NaOH(过量)AlO-2Fe(OH)3

Ag+2+

AgCl(s)2+

3+

2+

BaSO4(s)

（2）某溶液中含有Ba、Pb、Fe、Zn等离子，自己设计方法分离之。图示分离步骤，写出有关的反应方程式。

实验八 硫酸亚铁铵的制备及组成分析

实验目的

一、继续练习水浴加热，常压过滤和减压过滤等基本操作。

二、了解复盐的一般特征和制备方法。 预习与思考

一、继续预习有关水浴加热，蒸发浓缩、结晶和固液分离等基本操作内容。 二、思考下列问题：

1．本实验中前后两次水浴加热的目的有何不同？

2．在计算硫酸亚铁铵的产率时，是根据铁的用量还是硫酸铵的用量？铁的用量过多对制备硫酸亚铁铵有何影响？ 基本原理

硫酸亚铁铵又称摩尔盐，是浅绿色单斜晶体。它在空气中比一般亚铁盐稳定，不易被氧 化，

溶于水但不溶于乙醇。

由硫酸铵、硫酸亚铁和硫酸亚铁铵在水中的溶解度数据(学生自行查附录)可知，在0～ 60℃的温度范围内，硫酸亚铁铵在水中的溶解度比组成它的每一组份的溶解度都小。因此，很容易从浓的FeSO4和(NH4)2SO4混合溶液中制得结晶的摩尔盐。

本实验是先将金属铁屑溶于稀硫酸制得硫酸亚铁溶液：

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑

然后加入硫酸铵制得混合溶液，加热浓缩，冷至室温，便析出硫酸亚铁铵复盐：

FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O=(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O

仪器和药品

托盘天平，滤纸。

-3

铁屑，(NH4)2SO4(s)，Na2CO3(10％(m))，H2SO4(3mol·dm)，乙醇(95％(m))。 实验步骤

一、铁屑的净化(除去油污)

由机械加工过程得到的铁屑油污较多，可用碱煮的方法除去。为此称取4.2g铁屑，放于锥形瓶

3

内，加入20cm10％(m) Na2CO3溶液，缓缓加热约l0min，用倾析法除去碱液，用水洗净铁屑(如果用纯净的铁屑，可省去这步)。 二、硫酸亚铁的制备

3-3

往盛有铁屑的锥形瓶中加入约25cm的3mol·dmH2SO4溶液，水浴中加热(在通风橱中进行)，并

3

经常取出锥形瓶摇荡和适当补充水分，直至反应基本完全为止(如何判断？)。再加入1cm

-3

3mol·dmH2SO4(目的是什么？)。过滤，滤液转移至蒸发皿内。 三、硫酸亚铁铵的制备

称取9.5g(NH4)2SO4固体加入到上述溶液中。水浴加热，搅拌至(NH4)2SO4完全溶解。继续蒸发浓缩至表面出现晶膜为止。冷至室温，过滤。用小量乙醇洗涤晶体两次。取出晶体放在表面皿上晾干，称重，计算产率。

实验九 碘酸铜溶度积的测定

实验目的

一、了解用光电比色法测定碘酸铜溶度积的原理和方法。

二、练习72型分光光度计的使用。 预习与思考

一、预习沉淀和溶解平衡有关知识，比色法测定浓度的原理以及72型分光光度计使用说 明。 二、思考下列问题：

1．怎样制备Cu(IO3)2饱和溶液?如果Cu(I03)2溶液未达饱和，对测定结果有何影响?

2．假如在过滤Cu(I08)2饱和溶液时有Cu(I03)2固体穿透滤纸，将对实验结果产生什么影响? 基本原理

碘酸铜是难溶强电解质，在其饱和水溶液中，存在着下列平衡：

Cu(IO3)2 Cu2++2IO3-

在一定温度下，平衡溶液中Cu2+浓度与IO3-浓度平方的乘积是一个常数:

2+-2

Ksp=[Cu][IO3]

Ksp称为溶度积常数，它和其他平衡常数一样，随温度的不同而改变。因此，如果能测得在一定温度下碘酸铜饱和溶液中的[Cu2+]和[IO3-]，就可以求算出该温度下的Ksp。

2+

本实验是由硫酸铜和碘酸钾作用制备碘酸铜饱和溶液，然后利用饱和溶液中的Cu与过量

2+

NH3·H2O作用生成深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]，这种配离子对波长600nm的光具有强吸收，而且在一定浓度下，它对光的吸收程度(用吸光度A表示)与溶液浓度成正比。因此，由分光光度计测得碘

2+2+

酸铜饱和溶液中Cu与NH3·H20作用后生成的[Cu(NH3)4]溶液的吸光度，利用工作曲线并通过计算

2+

就能确定饱和溶液中[Cu].

2+- 利用平衡时[Cu]与[IO3]关系，就能求出碘酸铜的溶度积Ksp。

附：工作曲线的绘制

2+

配制一系列[Cu(NH3)4]标准溶液，用分光光度计测定该标准系列中各溶液的吸光度，然后以吸

2+

光度A为纵坐标，相应的Cu浓度为横坐标作图，得到的直线称为工作曲线。

仪器和药品

333

吸量管(20cm、2cm)，容量瓶(50cm)，托盘天平，定量滤纸，温度计(273～373K)，72型分光光度计。

-3

CuSO4(s，0.100mol·dm)，KI03(s)，NH3·H20 50％(V)。 实验步骤

一、Cu(I03)2固体的制备

2

用2.0g CuSO4·5H20和3.4g KI03与适量水反应制得Cu(I03)2沉淀，用蒸馏水洗涤沉淀至无SO4－

为止。

二、Cu(I03)2饱和溶液的制备

3

将上述制得的Cu(I03)2固体配制成80cm饱和溶液。用干的双层滤纸将饱和溶液过滤，滤液收集于一个干燥的烧杯中。 三、工作曲线的绘制

3-33

分别吸取0.40、0.80、1.20、160、2.00 cm 0.100 mol·dm CuSO4溶液于5个5 0cm容量瓶

3

中，备加入50％(V)的NH3·H20 4cm，摇匀，用蒸馏水稀释至刻度，再摇匀。

以蒸馏水作参比液，选用2cm比色皿，选择入射光波长为600nm，用分光光度计分别测定各号

2+

溶液的吸光度。以吸光度么为纵坐标，相应Cu浓度为横坐标，绘制工作曲线。

2+

四、饱和溶液中Cu浓度的测定

333

吸取20.00cm过滤后的Cu(I03)2饱和溶液于50 cm容量瓶中，加入50％(V) NH3·H204cm，摇匀，用水稀释至刻度，再摇匀。按上述测工作曲线同样条件测定溶液的吸光度。根据工作曲线求出

2+

饱和溶液中的[Cu]。

记录和结果

一、工作曲线绘制工作曲线。

标准曲线溶液的吸光度值 V/mL 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2+m( Cu)/mg A 2+ 二、根据Cu(I03)2饱和溶液吸光度，通过工作曲线求出饱和溶液中的Cu浓度，计算Ksp

实验十 化学反应速度、反应级数和活化能的测定

实验目的

1．测定过二硫酸铵与碘化钾反应的速率，计算反应级数、反应速率常数和活化能。 2．试验浓度、温度、催化剂对反应速率的影响． 实验基本原理

过二硫酸铵溶液与碘化钾溶液发生反应：

2- -2- -S2O8+ 3 I === 2 SO4+ I3 （1）

反应的平均速率υ与反应物浓度的关系为：

υ＝－ ＝ k [S2O8][I]

2-2-2-- 式中Δ[S2O8]为△t时间内S2O8浓度的改变量，[S2O8]和[I]分别为两种离子的初始浓度。k为反应速率常数。（m+n）为反应级数。

2-为了测出Δt时间内S2O8浓度的改变量，在过二硫酸铵与碘化钾混合前，先在碘化钾溶液中加入一定体积已知浓度的硫代硫酸钠溶液和淀粉溶液。这样，由反应（1）生成的碘被硫代硫酸钠还原：

2- -2- -2 S2O3+ I3 === S4O6+ 3 I （2）

-2- 反应（1）为慢反应，而反应（2）进行的非常快，瞬间完成。由反应（1）生成的I3 立即与S2O3

-2-作用，生成无色的I 和S4O6。因此，在反应开始一段时间内，看不到碘与淀粉作用的蓝颜色。但是，一旦硫代硫酸钠耗尽，由反应（1）继续生成的微量碘立即与淀粉作用，使溶液变蓝。

2-2-从反应方程式（1）和（2）的关系可以看出，消耗S2O8的浓度为消耗S2O3浓度的一半。即

2-m

-n

Δ[S2O8]＝ 2- 当硫代硫酸钠耗尽时，Δ[S2O3] 就是开始时Na2S2O3的浓度。

2-在本实验中，每份混合溶液中Na2S2O3的起始浓度都是相同的，因而Δ[S2O3]不变。因此，只要记下反应开始到溶液出现蓝色所需要的时间Δt，即可求出反应速率

2-υ＝－Δ[S2O8]/Δt。

根据反应速率方程：

2-m -n

υ＝k [S2O8][I]

利用求出的反应速率υ，就可以计算m和n，进一步可求出速率常数k值。

反应速率常数k与反应温度T有如下关系： lgk ＝－ + A

式中Ea为反应的活化能，R为气体常数，T为绝对温度。测出不同温度下的k值，以lgk 对1/T作图可得一直线，由直线的斜率可求出反应的活化能Ea值。 实验主要用品

温度计，秒表，恒温水浴锅，烧杯，量筒，搅拌棒

-1-1-1-1

KI(0.20mol·L)，KNO3(0.20 mol·L)，(NH4)2S2O8(0.20 mol·L)，(NH4)2SO4(0.20 mol·L) ，

-1-1

Na2S2O3(0.010 mol·L)，Cu(NO3)2（0.02 mol·L），2％淀粉溶液。 实验步骤与内容

一、浓度对反应速率的影响

-1-1

在室温下，用量筒分别量取0.20mol·L的KI溶液20mL，0.010 mol·L的Na2S2O3溶液8mL和

-1

0.2 % 淀粉溶液4mL，都加到150mL锥形瓶中，混匀。再用另一个量筒取0.20 mol·L的(NH4)2S2O8溶液20mL，快速加到盛混合溶液的150mL锥形瓶中，同时开动秒表，将溶液搅匀。当溶液刚出现蓝色时，立即停表，记下反应时间和温度。

用同样的方法按表1中的用量，完成序号2～5的其它实验。为使每次实验中溶液离子强度和总

-1-1

体积不变，不足的量分别用0.20 mol·L的KNO3溶液和0.20 mol·L的(NH4)2SO4溶液补足。

表 1 浓度对反应速率的影响 实验序号 1 2 3 4 5 反应温度/℃ (NH4)2S2O8/mL 20 10 5 20 20 KI/mL 20 20 20 10 5 Na2S2O3/mL 8 8 8 8 8 0.2 % 淀粉/mL 4 4 4 4 4 KNO3/mL 0 0 0 10 15 (NH4)2SO4/mL 0 10 15 0 0 反应时间/s 二、温度对反应速度的影响 按表11—1中实验序号4的用量，把KI、Na2S2O3、KNO3和淀粉溶液加到烧杯中，把(NH4)2S2O8溶液加到大试管中，并把它们放在比室温高10℃的恒温水浴锅中，当溶液温度与水的温度相同时，把(NH4)2S2O8溶液迅速加到KI混合溶液中，记录反应时间。

在高于室温20℃、30℃条件下，重复以上操作。这样共得到四个温度下的反应时间，结果列于表2。

表 2 温度对反应速率的影响 实验序号 4 6 7 8 反应温度/℃ 反应时间/s 三、催化剂对反应速率的影响 2-

Cu可以使(NH4)2S2O8氧化KI的反应速率加快。按表1中序号4的用量，先在混合溶液中加2滴

-1

0.02 mol·L的Cu(NO3)2溶液，混匀，然后迅速加入(NH4)2S2O8溶液，并记录反应时间。同没有加入Cu(NO3)2溶液的相同条件反应比较催化剂对反应速率的影响。 数据处理

一、求反应速率常数k

求出各反应的反应速率、反应级数m+n、反应速率常数k。填入表3。

表 3 数据处理 实验序号 1 2 3 4 5 溶液总体积/mL 2--1－Δ[S2O3] /mol·L 2--1－Δ[S2O8] /mol·L 反应时间 Δt 反应速率υ --1[I] /mol·L 2--1－[S2O8] /mol·L *反应级数 m＝ n＝ 反应速率常数k k 平均值 * m和n取正整数 二、求反应的活化能Ea

计算不同温度下的反应速率常数k列于表4，以lgk对1/T作图，通过直线的斜率求出反应的活化能Ea。

表 4 求反应的活化能 实验序号 4 6 7 8 反应温度/K 3（1/T）×10 速率常数k 活化能Ea

2+

实验十一 由胆矾精制五水硫酸铜

实验目的

一、巩固托盘天平的使用。

二、了解重结晶提纯物质的原理。练习常压过滤、减压过滤、蒸发浓缩和重结晶等基本操作。 预习与思考

一、预习本书中关于水浴加热，蒸发浓缩，固液分离和重结晶等基本操作内容。 二、思考下列问题：

1．如果用烧杯代替水浴锅进行水浴加热时，怎样选用合适的烧杯?

2．在减压过滤操作中，如果(1)开自来水开关之前先把沉淀转入布氏漏斗，(2)结束时先关上自来水开关，各会产生何种影响？

3＋

3．在除硫酸铜溶液中的Fe时，pH值为什么要控制在4.0左右？加热溶液的目的是什么？ 基本原理

本实验是以工业硫酸铜(俗名胆矾)为原料，精制五水硫酸铜。首先用过滤法除去胆矾中的不溶性杂质。用过氧化氢将溶液中的硫酸亚铁氧化为硫酸铁，并使三价铁在pH≈4.0时全部水解为Fe(OH)3沉淀而除去。溶液中的可溶性杂质可根据CuSO4·5H2O的溶解度随温度升高而增大的性质，用重结晶法使它们留在母液中，从而得到较纯的五水硫酸铜晶体。 仪器和药品

托盘天平，pH试纸、滤纸。

-3-3

工业硫酸铜，NaOH(2mol·dm)，H2O2[3％(m)]，H2SO4(2mol·dm)，乙醇[95％(m)]。

实验步骤

一、初步提纯

3

1．称取15.0 g粗硫酸铜于烧杯中，加入约60 cm水，加热、搅拌至完全溶解，减压过滤以除去不溶物。

-333＋

2．滤液用2mol·dmNaOH调节至pH≈4.0，滴加入3％(m) H2O2 (约2 cm，若Fe含量高需多加些)。如果溶液的酸度提高，需再次调整pH值。加热溶液至沸腾，数分钟后趁热常压过滤。

-3

3．将滤液转入蒸发皿内，加入2～3滴2 mol·dm H2SO4使溶液酸化。水浴加热，蒸发浓缩到适量体积(学生自行计算)。冷至室温，减压过滤，抽干，称重。 二、重结晶

3

上述产品放于烧杯中，按每克产品加1.2 cm蒸馏水的比例加入蒸馏水。加热，使产品全部溶解。趁热常压过滤。滤液冷至室温，再次减压过滤。用少量乙醇洗涤晶体l～2次。取出晶体，晾干，称重。

实验十二 甲酸铜的制备

实验目的

一、了解制备某些金属有机酸盐的原理和方法。

二、继续巩固固液分离、沉淀洗涤、蒸发、结晶等基本操作。 预习与思考

一、预习有关甲酸、碳酸盐和碱式碳酸盐的性质，以及碳酸盐、碱式碳酸盐的形成条件。 二、思考下面问题：

制备甲酸铜(II)时，为什么不以CuO为原料而用碱式碳酸铜Cu(OH)2·CuCO3为原料？ 基本原理

某些金属的有机酸盐，例如，甲酸镁、甲酸铜、醋酸钴、醋酸锌等，可用相应的碳酸盐或碱式碳酸盐或氧化物与甲酸或醋酸作用来制备。这些低碳的金属有机酸盐分解温度低，而且容易得到很纯的金属氧化物。制备具有超导性能的钇钡铜(YBa2Cu3Ox)化合物的其中一种方法，是由甲酸与一定配比的BaCO3，Y2O3和Cu(OH)2·CuCO3混合物作用，生成甲酸盐共晶体，经热分解得到混合的氧化物微粉，再压成片在氧气氛下高温烧结，冷却吸氧和相变氧迁移有序化后制得。

本实验用硫酸铜和碳酸氢钠作用制备碱式碳酸铜：

2CuSO4+4NaHCO3=Cu(OH)2•CuCO3 +3CO2+2Na2SO4+H2O

然后再与甲酸反应制得蓝色四水甲酸铜：

Cu(OH)2•CuCO3+4HCOOH+5H2O= 2Cu(HCOO)2•H2O+3CO2

而无水的甲酸铜为白色。 仪器和药品

托盘天平，研钵，温度计。

CuSO4·5H2O，NaHCO3 (s)，HCOOH。 实验步骤

一、碱式碳酸铜的制备

称取12.5g CuSO4·5H2O和9.5g NaHCO3于研钵中，磨细和混合均匀。在快速搅拌下将混合物分

3

多次小量缓慢加入到100 cm近沸的蒸馏水中(此时停止加热)。混合物加完后，再加热近沸数分钟。

2－

静置澄清后，用倾析法洗涤沉淀至溶液无SO4。抽滤至干，称重。 二、甲酸铜的制备

3

将前面制得的产品放入烧杯内，加入约20 cm蒸馏水，加热搅拌至323K左右，逐滴加入适量甲酸至沉淀完全溶解(所需甲酸量自行计算)，趁热过滤。滤液在通风橱下蒸发至原体积的1／3左右。冷至室温，减压过滤，用少量乙醇洗涤晶体2次，抽滤至干，得Cu(HCOO)2•H2O产品，称重，计算产率。 问题总结

一、在制备碱式碳酸铜过程中，如果温度太高对产物有何影响？

二、固液分离时，什么情况下用倾析法，什么情况下用常压过滤或减压过滤？

实验十三 银氨配离子配位数的测定

实验目的

+

应用配位平衡和溶度积原理测定银氨配离子[Ag(NH3)n]的配位数n 预习与思考

一、复习配位平衡和溶度积等基本概念。

二、思考下列问题

-+-在计算平衡浓度[Br]、[Ag(NH3)n]和[NH3]时，为什么可以忽略生成AgBr沉淀时所消耗的Br离

++++

子和Ag离子的浓度，同时也可以忽略[Ag(NH3)n]电离出来的Ag离子浓度以及生成[Ag(NH3)n]时所消耗的NH3的浓度？ 基本原理

+

在银水溶液中加入过量的氨水，即生成稳定的银氨配离子[Ag(NH3)n]。再往溶液 中加入溴化钾溶液，直到刚出现的溴化银沉淀不消失为止，这时混合溶液中同时存在着如下平衡：

++Ag+nNH3＝[Ag(NH3)n]

++n

[Ag(NH3)n]/[Ag][NH3]=K稳 （1）

+-

AgBr(s)＝Ag+ Br

+-[Ag][Br]＝Ksp (2)

(1)式×(2)式得：

+-n

[Ag(NH3)n] [Br]/ [NH3]= K稳 Ksp=K (3) 整理(3)式得：

-n+

[Br]＝K[NH3]/[Ag(NH3)n] (4)

-+-3

[Br]、[NH3]和[Ag(NH3)n]皆是平衡时的浓度(mol·dm)，它们可以近似地计算如下：

+

设最初取用的AgN03溶液的体积为V Ag+，浓度为[Ag]o，加入的氨水(过量)和滴定时所需溴化钾

-溶液的体积分别为VNH3和V Br一,其浓度分别为[NH3]o和[Br]o，混合溶液的总体积为V总，则平衡时体系各组份的浓度近似为：

－-[Br]=[Br]o×VBr-/ V总 (5)

++

[Ag(NH3)n]= [Ag]o×VAg+/ V总 (6) [NH3]= [NH3]0×VNH3/ V总 (7)

本实验是采用改变氨水的体积，在各组份起始浓度V总和V Ag+在实验过程均保持不变的情况下进行的。所以(3)式可写成

n

VBr-＝VNH3K’ (9)

(9)式两边取对数得方程式

lgVBr-=n]gVNH3-+lgK’

+

以lgVBr-为纵坐标，lg VNH3为横坐标作图，直线的斜率便是[Ag(NH3)n]的配位数n。 仪器和药品

33-3-3

锥形瓶(250cm)，酸式滴定管(50cm)，AgNO3(0.010mol·dm)，KBr(0.010 mol·dm)．NH3·H2O(2.0 -3

mol·dm)。 实验步骤

按照表各编号所列数量依次加入AgNO3溶液、NH3·H2O和蒸馏水于各号锥形瓶中，在不断缓慢摇荡下从滴定管中逐滴加入KBr溶液，直到溶液开始出现的浑浊不再消失为止(沉淀为何物)，记下所用KBr溶液的体积。从编号(2)开始，当滴定接近终点时，还要补加适量的蒸馏水，继续滴至终点，使溶液的总体积都与编号(1)的体积基本相同。

编3333’33VAg+/cm VNH3/cm VH2O/cm VBr-/cm VH2O/cm V总/cm lgVNH3 lgVBr- 号 1 20.0 40.0 40.0 2 20.0 35.0 45.0 3 20.0 30.0 50.0 4 20.0 25.0 55.0 5 20.0 20.0 60.0

6 7 20.0 15.0 65.0 20.0 10.0 70.0 +根据有关数据作图，求出[Ag(NH3)n]配离子的配位数n，查出必要数据求出K稳值。

实验十四 分光光度法测定Ti(H20)62+的能Δ(10Dq)

实验目的

学习应用分光光度法测定配合物的能△(10Dq)。 预习与思考

一、预习晶体场有关理论。 二、思考下列问题：

1．配合物的能△(10Dq)受哪些因素影响？

2．本实验测定吸收曲线时，溶液浓度的高低对测定10Dq值是否有影响？ 基本原理

过渡金属离子的d轨道在晶体场的影响下会发生能级。金属离子的d轨道没有被电子充满时，处于低能量d轨道上的电子吸收了一定波长的可见光后，就跃迁到高能量的d轨道，这种d—d跃迁的能量差可以通过实验测定。

3+3+

对于八面体的[Ti(H2O)6]离子在八面体场的影响下，Ti离子的5个简并的d轨道为二重简并的eg轨道和三重简并的t2g轨道：

eg轨道和t2g轨道的能量差等于能△(10Dq)

根据 E光=Eeg-Et2g=△ (1) E光=hγ=hc/λ (2)

-35-1

式中h：普朗克常数，其值为5．539 × 10cm·s

10-1

c：光速，其值为2．9979×10cm·s

－1

E光：可见光光能(cm)

-1

γ：频率(s) λ：波长(nm)

因为h和c都是常数，当一摩尔电子跃迁时，则hc=l

7-1

所以 △=1/λ×10(cm) (3)

3+

式(3)中的λ是Ti(H2O)6离子吸收峰对应的波长，单位是nm。

本实验只要测定上述各种配离子在可见光区的相应吸光度A，作A-λ吸收曲线，则可用曲线中能量最低的吸收峰所对应的波长来计算△值。 仪器和药品

托盘天平，721型分光光度计(或72型分光光度计)，TiCl315％(m)水溶液 实验步骤

3+33

一、Ti(H2O)6溶液的配制：量取5cm TiCl315％(m)的水溶液，用蒸馏水稀释至50cm。

四、在721型(或72型)分光光度计的波长范围，每间隔10nm波长分别测定上述溶液的吸光度。(在吸收峰最大值附近，波长间隔可适当减少。) 记录和结果

一、以表格形式记录实验有关数据。

3+

二、由实验测得的波长入和相应的吸光度A绘制Ti(H2O)6的吸收曲线，分别计算出这些配离子的△值。

实验十五 氧和硫

实验目的

1. 验证过氧化氢的主要性质。 2. 验证硫化氢和硫化物主要性质。 3. 验证硫代硫酸盐的主要性质。

4. 学会H2O2、S2-和S2O32-的鉴定方法。 实验原理

参看《无机化学》（第四版）第十四章

氧、硫是周期系第VI主族元素，氧是人类生存必需的气体。氢和氧的化合物，除了水以外，还

有H2O2。过氧化氢是强氧化剂，但和更强的氧化剂作用时，它又是还原剂。

H2S是有毒气体，能溶于水，其水溶液呈弱酸性。在H2S中，S的氧化值是-2，H2S是强还原剂。2-S可与金属离子生成金属硫化物沉淀，如PbS（黑色）。同时，金属硫化物无论易溶还是微溶，均能发生水解。

H2O2、S2-和S2O32-的鉴定：

（1） 在含Cr2O72-的溶液中加人H2O2和戊醇，有蓝色的过氧化物CrO5生成，该化合物不稳定，放

置或摇动时便分解。利用这一性质可以鉴定H2O2，Cr(III)和Cr(IV)，主要反应是：

Cr2O72- + 4 H2O2 + 2H+  2CrO5 + 5H2O

（2） S2-能与稀酸反应生成H2S气体，借助Pb(Ac)2试纸进行鉴定。另外，在弱碱性条件下，S2-与Na2[Fe(CN)5NO] [亚硝酰五氰合铁(II)酸钠]反应生成紫红色配合物：

S2- + [Fe(CN)5NO]2-  [Fe(CN)5NOS]4-

（3） S2O32-与Ag+反应生成不稳定的白色沉淀Ag2S2O3，在转化为黑色的Ag2S沉淀过程中，沉淀

的颜色由白 黄 棕 黑，这是S2O32-的特征反应。

仪器、药品及材料 1. 仪器：离心机 2. 药品

酸：HCl (2.0 mo1•L-1，6.0 mo1•L-1) HNO3 (浓) H2SO4 (1.0 mo1•L-1)

盐： KI (0.1 mo1•L-1) Pb(NO3)2 (0.5 mo1•L-1) KMnO4(0.01 mo1•L-1) K2Cr2O7(0.1 mo1•L-1) FeCl3 (0.01 mo1•L-1) Na2S (0.1 mo1•L-1) Na2[Fe(CN)5NO] (1.0%) K4[Fe(CN)6] (0.1 mo1•L-1) Na2S2O3（0.1 mo1•L-1）Na2SO3（0.1 mo1•L-1） ZnSO4（饱和） AgNO3（0.1 mo1•L-1） KBr（0.1 mo1•L-1） (NH4)2S2O8（0.2 mo1•L-1） BaCl2（1.0 mo1•L-1） MnSO4（0.002 mo1•L-1） 固体：MnO2

其它：H2O2（3%） 戊醇 碘水（0.01 mo1•L-1，饱和） SO2溶液（饱和） H2S溶液（饱和） 品红溶液 淀粉溶液 CCl4 氯水（饱和） 3. 材料：石蕊试纸 Pb(Ac)2试纸 实验内容

1. 过氧化氢的性质

（1） 在试管中加入Pb(NO3)2(0.5 mo1•L-1)溶液，再加H2S溶液（饱和）至沉淀生成，离心分离，

弃去清液；水洗沉淀后加入H2O2（3%）溶液，观察沉淀颜色的变化。写出反应方程式。

（2） 取适量H2O（溶液和戊醇，加H2SO4(1.0 mo1•L-1)溶液酸化后，滴加K2Cr 2O7(0.1 mo1•L-1)23%）

溶液，摇荡试管，观察现象。

2. 硫化氢和硫化物性质

（1） 取适量KMnO4(0.01 mo1•L-1)溶液，酸化后，滴加H2S（饱和）溶液，观察有何变化。写出

反应方程式。

（2） 试验FeCl3 (0.01 mo1•L-1)溶液和H2S（饱和）溶液的反应，根据现象写出反应方程式。 （3） 在试管中加入适量Na2S (0.1 mo1•L-1)溶液和HCl (6.0 mo1•L-1)溶液，微热之，观察实验现象，

并在管口用湿润的Pb(Ac)2试纸检查逸出的气体。

3. 硫代硫酸盐的性质

（1） 在试管中加入适量Na2S2O3（0.1 mo1•L-1）溶液和HCl (6.0 mo1•L-1)溶液，摇荡片刻观察现

象，用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体。

（2） 取适量碘水（0.01 mo1•L-1），加几滴淀粉溶液，逐滴加入Na2S2O3（0.1 mo1•L-1）溶液，观

察颜色变化。

（3） 在试管中加适量AgNO3（0.1 mo1•L-1）溶液和KBr（0.1 mo1•L-1）溶液，观察沉淀颜色，然

后加Na2S2O3（0.1 mo1•L-1）溶液使沉淀溶解。

（4） 在点滴板上加2滴Na2S2O3（0.1 mo1•L-1）溶液，再加AgNO3（0.1 mo1•L-1）溶液至产生白

色沉淀，利用沉淀物分解时颜色的变化，确认S2O32-的存在。

思考题

1. 长期放置的H2S、Na2S和Na2SO3溶液会发生什么变化，为什么？

2. 在鉴定S2O32-时，如果Na2S2O3比AgNO3的量多，将会出现什么情况，为什么？

实验十六 常见阴离子的分离与鉴定

一、实验目的

1. 掌握一些常见阴离子的性质和鉴定反应；

2. 了解阴离子分离与鉴定的一般原则，掌握常见阴离子分离与鉴定的原理和方法。 二、实验原理

许多非金属元素可以形成简单的或复杂的阴离子，例如S2-、Cl-、NO3-和SO42-等，许多金属元素也可以以复杂阴离子的形式存在，例如VO3-、CrO42-、Al(OH)4-等。所以，阴离子的总数很多。常见的重要阴离子有Cl-、Br-、I-、S2-、SO32-、S2O32-、SO42-、NO3-、NO2-、PO43-、CO32-等十几种，这里主要介绍它们的分离与鉴定的一般方法。

许多阴离子只在碱性溶液中存在或共存，一旦溶液被酸化，它们就会分解或相互间发生反应。酸性条件下易分解的有NO2-、SO32-、S2O32-、S2-、CO32-；酸性条件下氧化性离子NO3-、NO2-、SO32-可与还原性离子I-、SO32-、S2O32-、S2-发生氧化还原反应。还有些离子易被空气氧化，例如NO2-、SO32-、S2-易被空气氧化成NO3-、SO42-和S等，分析不当也容易造成错误。

由于阴离子间的相互干扰较少，实际上许多离子共存的机会也较少，因此大多数阴离子分析一般都采用分别分析的方法，只有少数相互有干扰的离子才采用系统分析法，如S2-、SO32-、S2O32-；Cl-、Br-、I-等。

混合阴离子分离与鉴定举例：

[例] SO42-、NO3-、Cl-、CO32-混合液的定性分析

(分析：由于这四个离子在鉴定时互相无干扰，均可采用分别分析法) 方案：

SO42-、NO3-、Cl-、CO32-

稀HCl酸化、BaCl2 稀HCl FeSO4、H2SO4 稀HNO3、AgNO3

BaSO4↓(白色) CO2 [Fe(NO3)]2+ AgCl↓(白)

提示有SO42- 有无色气体产生使 在混合液与H2SO4 不溶于稀HNO3

饱和Ca(OH)2溶液 分层处出现棕色环 的白色沉淀 变浑浊 说明有NO3- 说明有Cl- 提示有CO32

问题：该混合溶液呈中性、酸性还是碱性？为什么？ 三、器材和药品 1. 仪器

试管，离心试管，点滴板，滴管，煤气灯，水浴烧杯，离心机等。 2. 药品：

浓度均为0.1mol·L-1的阴离子混合液：CO32-，SO42-，NO3-，PO43-一组；Cl-，Br-，I-一组；S2-，SO32-，S2O32-，CO32-一组；未知阴离子混合液可配5-6个离子一组。

四、实验方法

一、已知阴离子混合液的分离与鉴定

按例题格式，设计出合理的分离鉴定方案，分离鉴定下列三组阴离子。 (1)CO32-、SO42-、NO3-、PO43-； (2)Cl-、Br-、I-；

(3)S2-、SO32-、S2O32-、CO32-。 二、未知阴离子混合液的分析

某混合离子试液可能含有CO32-、NO2-、NO3-、PO43-、S2-、SO32-、S2O32-、SO42-、Cl-、Br-、I-，按下列步骤进行分析，确定试液中含有哪些离子。

1. 初步检验

(1)用pH试纸测试未知试液的酸碱性 如果溶液呈酸性，哪些离子不可能存在？如果试液呈碱性或中性，可取试液数滴，用3mol·L-1H2SO4酸化并水浴加热。若无气体产生，表示CO32-、NO2-、S2-、SO32-、S2O32-等离子不存在；如果有气体产生，则可根据气体的颜色、臭味和性质初步判断哪

些阴离子可能存在。

(2)钡组阴离子的检验 在离心试管中加入几滴未知液，加入1~2滴1mol·L-1BaCl2溶液，观察有无沉淀产生。如果有白色沉淀产生，可能有SO42-、SO32-、PO43-、CO32-等离子(S2O32-的浓度大时才会产生BaS2O3沉淀)。离心分离，在沉淀中加入数滴6mol·L-1HCl，根据沉淀是否溶解，进一步判断哪些离子可能存在。

(3)银盐组阴离子的检验 取几滴未知液，滴加0.1mol·L-1AgNO3溶液。如果立即生成黑色沉淀，表示有S2-存在；如果生成白色沉淀，迅速变黄变棕变黑，则有S2O32-。但S2O32-浓度大时，也可能生成Ag(S2O3)23-不析出沉淀。Cl-、Br-、I-、CO32-、PO43-都与Ag+形成浅色沉淀，如有黑色沉淀，则它们有可能被掩盖。离心分离，在沉淀中加入6mol·L-1HNO3，必要时加热。若沉淀不溶或只发生部分溶解，则表示有可能Cl-、Br-、I-存在。

(4)氧化性阴离子检验 取几滴未知液，用稀H2SO4酸化，加CCl4 5~6滴，再加入几滴0.1mol·L-1KI溶液。振荡后，CCl4层呈紫色，说明有NO2-存在(若溶液中有SO32-等，酸化后NO2-先与它们反应而不一定氧化I-，CCl4层无紫色不能说明无NO2-)。

(5)还原性阴离子检验 取几滴未知液，用稀H2SO4酸化，然后加入1~2滴0.01mol·L-1 KMnO4

溶液。若KMnO4的紫红色褪去，表示可能存在SO32-、S2O32-等离子。

根据(1)~(5)实验结果，判断有哪些离子可能存在。 2. 确证性试验

根据初步试验结果，对可能存在的阴离子进行确证性试验。 五、思考题

1. 离子鉴定反应具有哪些特点？

2. 使离子鉴定反应正常进行的主要反应条件有哪些？

3. 什么叫反应的灵敏度？什么叫反应的选择性？提高反应选择性的一般方法有哪些？ 4. 何为空白试验，何为对照实验？各有什么作用？ 5. 某阴离子未知溶液经初步试验结果如下： (1)酸化时无气体产生；

(2)加入BaCl2时有白色沉淀析出，再加HCl后又溶解；

(3)加入AgNO3有黄色沉淀析出，再加HNO3后发生部分沉淀溶解； (4)试液能使KMnO4紫色褪去，但与KI、碘-淀粉试液无反应。

试指出：哪些离子肯定不存在？哪些离子肯定存在？哪些离子可能存在？

(参：肯定不存在的离子为S2-、CO32-、SO32-、S2O32-、SO42-、NO2-；肯定存在的离子为PO43-、I-；可能存在的离子为NO3-、Cl-、Br-。)