试验十八p区非金属元素二硅硼课件

实验 p区非金属元素区非金属元素(二二)实验 p区非金属元素(二)1 1实验目的目的1、掌握硅酸盐，硼酸及硼砂的主要性质。2、练习硼砂珠的有关实验操作3、实验用品用品见教材。实验目的2 2实验内容内容实验内容3 3一、硅酸与硅酸盐一、硅酸与硅酸盐4 4n n1 1、硅酸水凝胶的生成、硅酸水凝胶的生成n n往往2mL20%2mL20%硅硅酸酸钠钠溶溶液液中中滴滴加加6molL6molL-1-1盐盐酸酸，观观察察反反应应物的物的颜颜色、状色、状态态。n n现现象象：该该反反应应生生成成H H2 2SiOSiO3 3为为胶胶体体，为为半半凝凝固固状状态态，是是软软而透明且具有而透明且具有弹弹性的硅酸凝胶。性的硅酸凝胶。n n总结总结：n n H H2 2SiOSiO3 3称称为为偏偏硅硅酸酸，是是正正硅硅酸酸（H H4 4SiOSiO4 4）脱脱水水产产物物，单单个个H H2 2SiOSiO3 3分分子子溶溶于于水水，通通常常情情况况下下，H H2 2SiOSiO3 3经经缩缩合合形形成成溶溶胶胶，将将硅硅酸酸凝凝胶胶洗洗涤涤，干干燥燥胶胶水后，即成水后，即成为为多孔性固体，称多孔性固体，称为为硅胶。硅胶。1、硅酸水凝胶的生成5 52、微溶性硅酸盐的生成 在100mL的小烧杯中加入约50mL20%的硅酸钠溶液，然后把氯化钙、硝酸钴、硫酸铜、硫酸镍、硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、三氯化铁固体各一小粒投入杯内（注意各固体之间保持一定间隔），放置一段时间后观察有何现象发生。2、微溶性硅酸盐的生成6 6反应方程式如下所示：CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3+2NaCl(白色微溶物)Co(NO3)2+Na2SiO3=CoSiO3+2NaNO3(紫色微溶物)NiSO4+Na2SiO3=NiSiO3+NaSO4(翠绿)ZnSO4+Na2SiO3=ZnSiO3+NaSO4(白色)MnSO4+Na2SiO3=MnSiO3+NaSO4(肉红)FeSO4+Na2SiO3=FeSiO3+NaSO4(淡绿)Fe2(SO4)3+Na2SiO3=Fe2(SiO3)3+NaSO4(棕褐色)反应方程式如下所示：7 7现象：在Na2SiO3溶液中，生成五颜六色的向上生长的化学树，俗称水中花园。原理：硅酸盐除碱金属以外，其它金属的硅酸盐都不溶于水。形成水中花园的原因是（以CoCl2为例）：将CoCl2固体投入Na2SiO3溶液时，CoCl2晶体表面稍微有些溶解，整个CoCl2晶体被盐溶液包围，此时，Co2+与SiO32-根反应，在晶体周围形成硅酸钴的薄膜，这些金属的硅酸盐薄膜是难溶于水的，而且具有半透性。现象：8 8 在半透膜内是溶解度大的金属盐，外面是Na2SiO3溶液，因此，膜内易形成盐的浓溶液，由于存在渗透现象，薄膜外的水不断地透过膜而进入到膜内，内部产生极大的压力，此种压力，在半透膜的任何点都是一样的，但由于外液的水压在膜的上部就比较小，所以水压小的上部半透膜破裂，在破裂的地方金属盐溶液逸出，与薄膜外的Na2SiO3溶液作用，在上部又形成新的难溶硅酸钴半透膜，如此反复破裂，反复形成，则不断向上生长，直至Na2SiO3液面，最后各晶体形成水中花园。在半透膜内是溶解度大的金属盐，外面是Na2S9 9影响水中花园的因素：温度：温度高，生长快。浓度：Na2SiO3的浓度大，生长速度快，晶体上芽数目少。阴离子：同种盐，其阴离子不同，生长速度，芽的形状和数目不同。溶解度：溶解度过小的盐不长芽，过大的不产生的美丽的芽。影响水中花园的因素：1010二、硼 酸 及 硼 酸 的 焰 色鉴定反应二、硼 酸 及 硼 酸 的 焰 色鉴定反应11111、硼酸的性质 取1mL饱和硼酸溶液，用pH试纸测其pH。在硼酸溶液中滴入34滴甘油，再测溶液的pH。现象：硼酸饱和溶液，其pH7，呈酸性，Ka为610-10，加入3到4洋甘油后，其pH值降低，酸性增强，Ka为7.0810-6。该实验说明硼酸具有什么性质？总结：硼酸为一元弱酸，其呈酸性是因为硼原子为缺电子原子，加合来自水分子的氢氧根而释出氢离子，加入多羟基化合物，可使硼酸的酸性大为增强。1、硼酸的性质1212思考思考题 为什么说硼酸是一元酸？在硼酸溶液中加入多羟基化合物后，溶液的酸度会怎样变化？为什么？思考题13132、硼酸的鉴定反应 在蒸发皿中放入少量硼酸晶体，1mL乙醇和几滴和几滴浓硫酸。混合后点燃，观察火焰的颜色有何特征。2、硼酸的鉴定反应1414反应如下：H3BO3+CH3CH2OH=BOCH2CH3+H2O现象：点燃，BOC2H5酯放出特殊绿色火焰。总结:B（OH）3与醇在浓硫酸作用下，生成硼酸酯。燃烧放出特殊绿色火焰，该焰色用于硼酸或硼酸根的鉴别。反应如下：1515三、硼砂珠试验三、硼砂珠试验16161、硼砂珠的制备 用6molL-1盐酸清洗铂丝，然后将其置于氧化焰中灼烧片刻，取出再浸入酸中，如此重复数次直至铂丝在氧化焰中灼烧不产生离子特征的颜色，表示铂丝已经洗干净了。将这样处理过的铂丝蘸上一些硼砂珠固体，在氧化焰中灼烧并熔融成圆珠，观察硼砂的颜色、状态。硼砂为亮白色球体。1、硼砂珠的制备17172、用硼酸珠鉴定钴盐和铬盐 用烧热的硼砂珠分别沾上少量硝酸钴和三氯化铬固体，熔融之。冷却后观察硼砂珠的颜色，写出相应的反应方程式。2、用硼酸珠鉴定钴盐和铬盐1818反应方程式如下：Na2B4O7+Co(NO3)2=CoB4O7+2NaNO33 Na2B4O7+2CrCl3=Cr2(B4O7)3+6NaCl反应方程式如下：1919实验习题实验习题1、设计三种区别硝酸钠和亚硝酸钠的方案。2、用酸溶解磷酸银沉淀，在盐酸、硫酸、硝酸中选用哪一种最适宜？为什么？3、通过实验可以用几种方法将无标签的试剂磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠一一鉴别出来？实验习题20204、为什么装有水玻璃的试剂瓶长期敞开瓶口后水玻璃会变混浊？反应Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2能否正向进行？说明理由。5、现有一瓶白色粉末状固体，它可能是碳酸钠、硝酸钠、硫酸钠、氯化钠、溴化钠、磷酸钠中的任意一种。试设计鉴别方案。4、为什么装有水玻璃的试剂瓶长期敞开瓶口后水玻璃会变混浊？反2121