无机化学教案：实验2

实验十七 碱金属和碱土金属离子的分离和检出Exp.17 The Separation and Detection of Alkali and Alkaline-earth Metals Ions一、实验目的 1将Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ca2+、Ba2+等离子进行分离和检出，并掌握他们的分离和检出条件。2熟悉碱金属、碱土金属微溶盐的有关性质。二、实验物品Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ca2+、Ba2+ 等离子液及混合液气室法检验NH4+用品离心分离（离心试管、离心机）加热温度计玻棒烧杯坩埚或蒸发皿试管试管夹点滴板滴管浓HNO36 moldm-3 NaOH NHH2O KOH 3 moldm-3 饱和NH4Cl HAc NH4Ac 1 moldm-3 (NH4)2CO3 (NH4)2SO4 (NH4)2HPO4 K2CrO4 0.5 moldm-3 (NH4)2C2O4 0.1 moldm-3 KSb(OH)6（六氢氧基锑（V）酸钾） 镁试剂I奈斯勒试剂Na3Co(NO2)6（钴亚硝酸钠）酚酞三、实验内容 取Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ca2+、Ba2+ 等离子的混合试液各5滴，加到离心管中，混合均匀后，按以下步骤进行分离和检出（见附表）。 1NH4+离子的检出取3滴上述混合试液加到一块大表面皿中心位置，滴加6moldm-3 NaOH溶液至显强碱性。取一块小表面皿，在它的凹面上贴一块湿的pH试纸，将此表面皿盖在大表面皿中，试纸较快地变成蓝紫色，(如果需要，可以把表面皿放在水浴上加热)表示溶液中有NH4+离子。 2Ca2+、Ba2+离子的沉淀在试液中加6滴、3moldm-3 NH4Cl溶液，并加入6moldm-3 NH3H2O使溶液呈碱性，再多加3滴NH3H2O。在搅拌下加入10滴、1 moldm-3 (NH4)2CO3溶液，在60oC的热水中加热几分钟。然后离心分离，把清液移到另一离心试管中，按5中操作处理，沉淀3用。 3Ba2+离子的分离和检出2中的沉淀用10滴热水洗涤，弃去洗涤液，用3 moldm-3 HAc溶解，溶解时要加热并不断搅拌，然后加入5滴、3 moldm-3 NH4Ac溶液，加热后，滴加1 moldm-3 K2CrO4溶液，产生黄色沉淀，表示有Ba2+离子。离心分离，清液留作检验Ca2+离子。 4Ca2+离子的检出如果3中所得到的清液呈桔黄色时，表明Ba2+离子已沉淀完全，否则还需要再加1 moldm-3 K2CrO4溶液，使Ba2+离子沉淀完全。往此清液中加1滴、6 moldm-3 NH3H2O和几滴0.5 moldm-3 (NH4)2C2O4溶液，加热后产生白色沉淀，表示有Ca2+离子。 5残余Ba2+、Ca2+离子的除去向2的清液内加0.5moldm-3 (NH4)2C2O4和1moldm-3 (NH4)2SO4各1滴，加热几分钟，如果溶液浑浊，离心分离，弃去沉淀，把清液移到坩埚中。 6Mg2+离子的检出 取几滴5中的清液加到试管中，再加1滴、6 moldm-3 NH3H2O和1滴、1 moldm-3 (NH4)2HPO4 溶液，摩擦试管内壁，产生白色结晶形沉淀，表示有Mg2+离子。 取1滴混合液或5中的清液于点滴板上，加12滴镁试剂I，加6 moldm-3 NaOH使呈碱性，生成蓝色沉淀或溶液变蓝，示Mg2+存在。 7铵盐的除去小心地将5中坩埚内的清液蒸发至只剩下几滴，再加810滴、浓HNO3，然后蒸发至干。为了防止迸溅，在蒸发到最后一滴时，要移开煤气灯，借石棉网上的余热把它蒸发干，最后用大火灼烧至不再冒白烟，冷却后往坩埚加8滴蒸馏水。取1滴坩埚中的溶液加在点滴板穴中，再加2滴奈斯勒试剂，如果不产生红褐色沉淀，表明铵盐已被除尽，否则还需要加浓HNO3进行蒸发、灼烧，以除尽铵盐。除尽后溶液供8和9检出K+离子和Na+离子。 8K+离子的检出取2滴7中的溶液加到试管中，再加2滴 Na3Co(NO2)6溶液，产生黄色沉淀，表示有K+离子。 9Na+离子的检出取3滴7中的溶液加到离心试管中，再加6 moldm-3 KOH溶液至溶液显强碱性，加热后离心分离，弃去Mg(OH)2沉淀，往清液中加等体积的0.1moldm-3 KSb(OH)6溶液，用玻璃棒摩擦管壁，放置后，产生白色结晶形沉淀，表示有Na+离子。如果没有产生沉淀，可放置较长的时间再进行观察。附表: Na+、 K+、 NH4+、 Mg2+、 Ca2+ 、Ba2+ 混 合 试 液 NH4Cl、NH3H2O、 OH (NH4)2CO3 湿pH试纸变蓝紫色 加热 NH4+ CaCO3、BaCO3 Na+、K+、NH4+、Mg2+ HAc (NH4)2C2O4 (NH4)2SO4 Ca2+、Ba2+ NH4Ac Na+、K+、NH4+、Mg2+、CaC2O4、BaSO4 K2CrO4 弃去 NH3H2O NaOH HNO3、蒸干 BaCrO4 Ca2+ (NH4)2HPO4 镁试剂 I 再加H2O （黄色） (NH4)2C2O4 MgNH4PO46H2O 蓝色沉淀 Na+、K+、Mg+ Ba2+ CaC2O4 (白色) Mg2+ （白色） Ca2+ Na3Co(NO2)6 K2NaCo(NO2)6 KSb(OH)6 (黄色) NaSb(OH)6 Mg(OH)2 K+ (白色) 弃去 Na+注：“”表示液相即溶液“”表示固相即沉淀实验十八 卤 素Exp.18 Halogen一、实验目的 1比较卤素的氧化性和卤离子的还原性。 2掌握次氯酸及其盐的强氧化性特点，掌握氯酸盐强氧化性及其条件。 3分离并检出水溶液中的Cl、Br、I离子。 4了解氯、溴、氯酸钾及氯化氢安全操作常识。二、实验物品碘NaClKBrKIKClO3锌粉（固体）溴水CCl4次氯酸钠氯水浓H2SO4浓氨水浓HClCl、Br、I 试液 6 moldm-3 HNO3 NaOH 2 moldm-3 H2SO4 HNO3 NH3H2O 0.5 moldm-3 NaCl Na2S2O3 0.1 moldm-3 KI Na2S2O3 KBr FeCl3 AgNO3 MnSO4 0.05 moldm-3 NaHSO3 KIO3 淀粉淀粉碘化钾试纸醋酸铅试纸品红 试管小量筒滴管玻棒 加热离心分离三、实验内容 1溴和碘的溶解性 (1) 在试管中加0.5cm3 溴水，沿管壁加入0.5cm3CCl4，观察水层和CCl4层的颜色。振荡试管，静置后，观察水层和CCl4层的颜色有何变化，比较溴在水中和CCl4中的溶解性。 (2) 取一小粒碘晶体放在试管中，加入2cm3蒸馏水，振荡试管，观察液体的颜色有什么变化？再加入几滴0.1moldm-3 KI溶液，摇均，颜色发生什么变化？为什么？ (3) 取1cm3上述碘溶液，加入0.5cm3 CCl4，振荡试管，观察水层和CCl4层的颜色有何变化，比较碘在水中和CCl4中的溶解性。用滴管吸取上层的碘溶液，移到另一支试管中，往此试管中加几滴淀粉溶液，即成蓝色(如颜色太深，可用稀释后观察)。将此溶液留下，供下面实验用。以上两种方法都可以用来检验碘的存在。 2卤素单质的氧化性 (1) 在水溶液化学范围内自行设计实验，比较氯与溴、氯与碘、溴与碘的氧化性。综合实验结果，指出卤素单质的氧化性变化规律。 (2) 碘的氧化性在1(3)实验后留下的蓝色溶液中，逐滴滴入0.1 moldm-3的Na2S2O3溶液，观察颜色变化，解释反应现象。 3卤离子的还原性 (1) 往盛有少量黄豆大小NaCl固体的试管中，加1cm3浓H2SO4，微热之，观察反应产物的颜色和状态。用玻璃棒蘸一些浓氨水，移近试管口以检验气体产物。写出反应方程式，并加以解释。 (2) 往盛有少量黄豆大小KBr固体的试管中，加1cm3浓H2SO4，观察反应产物的颜色和状态。把湿的淀粉碘化钾试纸移近管口，以检验气体产物。写出反应方程式，此反应与实验(1)有何不同，为什么？ (3) 往盛有少量黄豆大小KI固体的试管中，加1cm3浓H2SO4，观察反应产物的颜色和状态。把湿的醋酸铅试纸移近管口，以检验气体产物。写出反应方程式，此反应与实验(1)有何不同，为什么？ (4) 往两支试管中，分别加入0.5cm3、0.1moldm-3 KI溶液和0.5cm3、0.1moldm-3 KBr溶液，然后各加入两滴0.1moldm-3 FeCl3溶液和0.5cm3 CCl4。充分振荡，观察两试管中CCl4层的颜色有无变化，并加以解释。 综合以上四个实验，比较Cl、Br、I 离子的还原性，得出它们还原性的变化规律。 4次氯酸盐和氯酸盐的性质 (1) 次氯酸钠的氧化性 a与浓盐酸的作用，设法证明气体产物。 b与碘化钾溶液的作用，注意产物及其颜色。 c与硫酸锰(II)溶液的作用，注意产物。 d与一品红溶液的作用。 根据以上实验，对于次氯酸钠的性质，你能得出什么结论？写出(a)、(b)、(c)反应方程式，并用标准电极电势解释之。 (2) 氯酸钾的氧化性 用氯酸钾晶体进行如下实验： a与浓盐酸作用 b在酸性和中性介质中，与碘化钾溶液作用。 根据以上实验，写出反应方程式，并对氯酸钾的氧化性作出结论。 5单质碘的歧化反应和碘酸钾的氧化性 (1) 在碘化钾的碱性溶液(pH 12)中，逐滴滴入数滴次氯酸钠溶液，再加0.5cm3 CCl4，振荡，观察CCl4层中的颜色。若CCl4层中无碘的颜色，酸化该溶液，再观察CCl4层中的颜色。试解释，工业上是如何从海水中提取Br2和I2的？ (2) 在试管中放入0.5cm3、0.05moldm-3 NaHSO3溶液，加一滴稀硫酸和一滴可溶性淀粉溶液，滴加0.05moldm-3 KIO3溶液，边加、边振荡，直至有深蓝色出现为止。解释所观察到的现象，并解释之。 6卤化银的性质 在三支离心试管中，分别加入几滴0.5moldm-3 NaCl溶液，然后滴加0.1moldm-3 AgNO3溶液至三支离心试管中的AgCl沉淀完全为止，离心分离，弃去溶液，观察沉淀的颜色。再分别试验AgCl沉淀是否溶于2moldm-3 的HNO3、2moldm-3 的氨水和0.5moldm-3 的Na2S2O3溶液中。写出反应方程式，再用KBr、KI代替NaCl溶液进行同样的实验，分别将实验结果填在相应的实验报告中。 7Cl、Br、I离子的分离和检出水溶液中当Cl、Br、I离子同时存在时，可按如下的步骤进行分离和检出。 (1) 在离心管加2cm3 Cl、Br、I 离子混合试液，加23滴6 moldm-3 硝酸酸化，再加0.1 moldm-3 AgNO3溶液至沉淀完全，在水浴中加热两分钟，使卤化银聚沉，离心分离，弃去溶液，再用蒸馏水将沉淀洗涤两次。 (2) 往卤化银沉淀上加2cm3 、2 moldm-3 氨水，搅拌一分钟；离心分离(沉淀下面实验用)将清液移到另一支试管中，用6 moldm-3 硝酸酸化，如果有AgCl白色沉淀产生，表示有Cl 离子存在。 (3) 往实验(2)的沉淀中加1cm3蒸馏水和少量锌粉，充分搅拌，使沉淀变为黑色，离心分离，弃去残渣(Ag)，往清液(含Br、I离子)中加0.5cm3 CCl4，然后滴加氯水，每加一滴后，都要振荡试管，并观察CCl4层的颜色变化，如果CCl4层变为紫色，表示有I 离子，继续滴加氯水，I2即被氧化为HIO3（无色）。这时，如果CCl4层为黄色或橙黄色，即表示有Br离子存在于混合试液中。附 注： 有机溶剂如苯、四氯化碳、氯仿(CHCl3)等，与水不相混。当它们与水混合时，明显分两层，苯比水轻，在上层；四氯化碳和氯仿比水重，在下层。卤素(非极性分子)在有机溶剂中溶解度比水中大，因此当它们被萃取到有机溶剂中显示明显的颜色，特别是在非极性溶剂中显示出蒸汽的颜色，这样就使我们容易判断它们的存在。溴在非有机溶剂中显棕色或黄色，碘在非有机溶剂中显紫红色或粉红色。实验十九 氮、磷、硫Exp.19 Nitrogen、Phosphorus、Sulfur一、实验目的 1掌握铵根离子的检验方法，试验亚硝酸、硝酸和硝酸盐的主要性质 2试验磷酸盐的主要化学性质 3试验硫的不同氧化态化合物的性质二、实验物品气室法检验NH4+用品冰水浴试管试管架5cm3量筒浓H2SO4 HNO3 NH3H2O K2S2O8（固）饱和NaNO2 碘水6 moldm-3 NaOH HNO3 3 moldm-3 H2SO4 2 moldm-3 NaOH HCl HNO3 HAc 1 moldm-3 H2SO4 0.5 moldm-3 FeSO4 NaNO3 0.1 moldm-3 NH4Cl (NH4)2MoO4 Na3PO4 Na2HPO4 NaH2PO4 NaNO2 Na2S2O3 KI KMnO4 K4P2O7 AgNO3 CaCl2 H3PO4 0.002 moldm-3 MnSO4 奈斯勒试剂（K2HgI4的KOH溶液）镁铵试剂1%蛋清水pH试纸三、实验内容 1铵根离子的检验 (1) 取几滴铵盐溶液置于一表面皿中心，在另一块小表面皿中心粘附一小块湿润的pH试纸，然后在铵盐溶液中滴加6moldm-3 NaOH 溶液至呈碱性，迅速将粘有pH试纸的表面皿盖在盛有试液的表面皿上作成“气室”。将此气室放在水浴上微热，观察pH试纸的变化。 (2) 取几滴铵盐(例如NH4Cl)溶液于小试管中，加入2滴、2 moldm-3 NaOH溶液，然后再加2滴奈斯勒试剂(K2HgI4)，观察红棕色沉淀的生成。反应方程式为： NH4Cl2K2HgI44KOH = IKCl7KI3H2O 2亚硝酸的生成和性质(亚硝酸及其盐有毒，注意勿进入口内！) (1) 亚硝酸的生成和分解 把盛有约1cm3、饱和NaNO2溶液的试管置于冰水中冷却，然后加入约1cm3、3moldm-3 H2SO4溶液，混合均匀，观察有浅蓝色亚硝酸溶液的生成。将试管自冰水中取出并放置一段时间，观察亚硝酸在室温下的迅速分解： 2HNO2 H2ON2O3 H2ONONO2 (2) 亚硝酸的氧化性取0.5cm3、0.1moldm-3 KI溶液于小试管中，加入几滴、1moldm-3 H2SO4使它酸化，然后逐滴加入0.1moldm-3 NaNO2溶液，观察I2的生成。此时NO2- 还原为NO。写出反应方程式。 (3) 亚硝酸的还原性 取0.5cm3、0.1 moldm-3 KMnO4 溶液于小试管中，加入几滴、1 moldm-3 H2SO4使它酸化，然后加入0.1 moldm-3 NaNO2溶液，观察现象，写出反应方程式。 3硝酸根离子棕色环试验 在小试管中注入10滴、0.5 moldm-3 FeSO4溶液和0.5 moldm-3 NaNO3溶液，摇匀。然后斜持试管，沿着管壁慢慢滴入1滴管浓硫酸，由于浓硫酸的比重较上述液体大，浓硫酸流入试管底部，形成两层。这时两层液体界面上有一棕色环。其反应方程式如下： NO3- 3Fe2+ 4H+ = NO3Fe3+2H2O Fe2+ NO = Fe (NO)2+ (棕色) 亚硝酰合铁（II）离子 4正磷酸盐的性质 (1) 用pH试纸分别试验0.1moldm-3 的Na3PO4、Na2HPO4和NaH2PO4溶液的酸碱性。然后分别取此三种溶液各10滴，倒入三支试管中，各加入10滴AgNO3溶液，观察黄色磷酸银沉淀的生成。再分别用pH试纸检查它们的酸碱性，前后对比各有什么变化？试加以解释。 (2) 分别取0.1moldm-3 Na3PO4、Na2HPO4和NaH2PO4溶液于三支试管中，各加入0.1moldm-3 CaCl2溶液，观察有无沉淀产生？加入氨水后，又各有什么变化？再分别加入2moldm-3 盐酸后，再各有什么变化？比较Ca3 (PO4)2、CaHPO4和Ca(H2PO4)2的溶解性，说明它们之间相互转化的条件。写出相应的反应方程式。 5偏磷酸根、磷酸根和焦磷酸根的性质和鉴定 (1) 在0.1moldm-3 H3PO4溶液和0.1moldm-3 K4P2O7溶液中，各加入0.1moldm-3 AgNO3溶液，有何现象发生？离心分离，弃去溶液，往沉淀中注入2 moldm-3HNO3，沉淀是否溶解。 (2) 在HPO3（可自制）、H3PO4和K4P2O7溶液中，各注入2 moldm-3 醋酸和1%蛋清水溶液，有何现象发生？ (3) 磷酸根离子的鉴定 a磷酸银沉淀法见上面4(1) b磷酸铵镁法 在二滴试液中滴入数滴镁铵试剂，则有白色沉淀生成。若试液为酸性，可用浓氨水调至碱性后再试验。其反应方程式如下： PO43-NH4+Mg2+ = MgNH4PO4 c磷钼酸铵法： 在三滴试液中，滴入1滴6 moldm-3 HNO3和810滴0.1 moldm-3 (NH4)2MoO4溶液，即有黄色沉淀产生，其反应方程式如下： PO43-12MoO42-3NH4+24H+ = (NH4)3PO412MoO36H2O6H2O 6硫代硫酸盐的性质 (1) 往0.1 moldm-3 Na2S2O3溶液中滴加碘水，溶液的颜色有什么变化？写出反应方程式。 (2) 往0.1 moldm-3 Na2S2O3溶液中滴加2 moldm-3 盐酸加热，观察有什么变化？写出反应方程式。S2O32-遇酸会发生分解，常用于检出S2O32- 离子的存在。 (3) 在试管中加0.5cm3 、0.1 moldm-3 AgNO3 溶液，再加几滴0.1 moldm-3 Na2S2O3溶液，先产生白色沉淀： 2Ag+S2O32- = Ag2S2O3 沉淀由白变黄、变棕、最后变黑： Ag2S2O3H2O = H2SO4Ag2S 这是Na2S2O3的特征反应。 7过二硫酸盐的氧化性 把5cm3、1moldm-3 H2SO4、5cm3蒸馏水和四滴、0.002 moldm-3 MnSO4溶液混合均匀后，再加入一滴、浓HNO3，把这一溶液分成两份； 往一份溶液中加一滴、0.1 moldm-3 AgNO3溶液和少量K2S2O8固体，微热之，溶液的颜色有什么变化？ 另一份溶液中只加少量K2S2O8固体，微热之，溶液的颜色有什么变化？ 5S2O82-2Mn2+8H2O = 10SO42-2MnO4-16H+比较上面两个实验的结果，有什么不同？为什么？实验二十 砷、锑、铋、锡、铅Exp.20 Arsenic、Antimony、Bismuth、Tin、Lead一、实验目的 1试验并了解砷、锑、铋氢氧化物的酸、碱性以及三价锑、铋盐的水解性 2试验并了解三价锑、铋盐的还原性，五价砷、锑、铋盐的氧化性 3试验砷、锑、铋硫化物的难溶性，了解砷、锑、铋盐的硫代酸盐的生成 4试验锡(II)还原性和锡(IV)的氧化性 5试验铅难溶盐的生成和性质二、实验物品 离心分离加热水浴烧杯试管试管架滴管As2O3 NaBiO3 锡 PbO2 Pb3O4（固体）碘水氯水浓HCl 浓HNO3 饱和Na2S2O3NaAc 6 moldm-3 HCl HNO3 2 moldm-3 HCl HNO3 NaOH H2SO4 1 moldm-3 (NH4)2S2 0.5 moldm-3 Na2S 0.1 moldm-3 Bi(NO3)3 AgNO3 Pb(NO3)2 SbCl3 SnCl2 SnCl4 HgCl2 MnSO4 Na3AsO4 KI K2CrO4 5%硫代乙酰胺、pH试纸三、实验内容 1三价砷、锑、铋盐的还原性和五价砷、锑、铋盐的氧化性 (1) 取少量自制的亚砷酸溶液调pH至中性左右，滴加碘水，观察现象，然后将溶液用浓盐酸酸化，又有何变化？写出反应方程式，并解释之。 (2) 用自制的亚锑酸钠溶液代替亚砷酸钠溶液做上述实验，观察现象，写出有关的反应方程式，并解释之。 (3) 在试管中，加入1cm3硝酸铋(III)溶液，再加入氢氧化钠溶液和氯水，水浴加热，观察现象。倾去溶液，洗涤沉淀，再加浓HCl作用于沉淀物，有什么现象产生？试鉴别气体产物。写出反应方程式，并解释之。 (4) 铋酸盐的氧化性 在一支试管中，滴加两滴、0.1 moldm-3 的MnSO4溶液和2cm3、2 moldm-3 的HNO3溶液，然后加入少量固体NaBiO3，用玻璃棒搅拌并微热之，观察溶液的颜色的变化，写出反应方程式。 2AsO43-、AsO33- 和Bi3+的鉴定 (1) 在中性的Na3AsO4和Na3AsO3试液中，加入AgNO3溶液，AsO43-存在时，生成棕红色的Ag3AsO4沉淀；AsO33-存在时，生成Ag3AsO3黄色沉淀，沉淀均能溶于饱和Na2S2O3溶液(Cl- 离子的存在，对此鉴定有干扰)。 (2) 在亚锡酸钠(自制)中，加入2滴、0.1 moldm-3 Bi(NO3)3溶液，观察有黑色沉淀生成。证明有Bi3+离子存在。 3砷、锑、铋的硫化物和硫代酸盐 (1) 在Na3AsO3 (自制)、SbCl3、Bi(NO3)3溶液中，分别和6 moldm-3 HCl混合，把硫代乙酰胺溶液加入混合液中，在水浴中加热，观察反应产物的颜色和状态，离心分离，将弃去溶液后的沉淀物各分为三份，分别加入浓HCl、2moldm-3 NaOH溶液和0.5moldm-3 Na2S溶液，观察沉淀是否溶解，并写出反应方程式。 (2) 先把盛有2cm3、0.1 moldm-3 砷酸钠溶液的离心试管和盛有2cm3、浓盐酸的试管，放在冰水中冷却。然后混合并加入硫代乙酰胺溶液，在水浴上加热，观察反应产物的颜色和状态。离心分离，弃去溶液，把沉淀分成三份，试验其对浓HCl、2 moldm-3 NaOH和0.5 moldm-3 Na2S溶液的溶解情况，写出反应方程式。 4锡、铅氢氧化物的生成及其酸、碱性 (1) 氢氧化锡(II)的生成和酸、碱性 在离心试管中，加入0.5cm3、0.1 moldm-3 的SnCl2溶液，再滴加2 moldm-3 NaOH溶液，使生成白色沉淀(碱勿过量)。离心分离，弃去溶液，将沉淀分成二份，分别试验对2 moldm-3盐酸和2 moldm-3 NaOH溶液的作用。 (2) 氢氧化铅(II)的生成和酸、碱性 取0.1 moldm-3 的Pb(NO3)2溶液，用4(1)相同方法试验沉淀对稀酸和稀碱的作用(应该用何种酸？)。 根据上面的实验，对Sn(OH)2和Pb(OH)2的酸、碱性作出结论。 (3) a -锡酸的生成和性质 取1cm3 SnCl4溶液，滴加2 moldm-3 NaOH溶液，使有沉淀生成，即得a -锡酸。离心分离，弃去溶液，试验沉淀对稀碱和稀酸的作用。 b -锡酸的生成和性质 取少量金属锡与浓HNO3作用，微热之(NO2气体有毒，应在通风橱内操作)，所得沉淀为b -锡酸，或者按4(3)试验方法制得a -锡酸，于水浴中煮沸3040分钟，则转变成b -锡酸。试验b -锡酸对稀酸和稀碱的作用，并与a -锡酸比较之。 5锡(II)水解性和还原性 (1) 氯化亚锡的水解 取2cm3、0.1moldm-3 的SnCl2溶液中加水稀释，有什么现象？再逐滴加入6 moldm-3 HCl又有什么现象？写出反应方程式。 (2) 氯化亚锡的还原性 往0.5cm3、0.1moldm-3的HgCl2溶液中，逐滴加入0.1moldm-3 SnCl2溶液，即生成白色的Hg2Cl2沉淀 2HgCl2SnCl2 = Hg2Cl2SnCl4继续加过量SnCl2溶液，并不断搅拌，然后放置23分钟，Hg2Cl2又会被还原为Hg（黑色） Hg2Cl2SnCl2 = 2HgSnCl4最终是黑色和白色混杂色，故呈灰色。这一反应常用于Sn2+ 或Hg2+ 离子的鉴定。 (3) 亚锡酸钠的还原性 往自制的亚锡酸钠溶液中，加入硝酸铋溶液，观察现象。此反应用来鉴定Sn2+ 或Bi3+ 离子。 3Sn(OH)42-2Bi3+6OH- = 3Sn(OH)62-2Bi (黑色) 6铅(IV)的氧化性 (1) 在少量PbO2固体中，加入浓HCl，观察现象，并鉴定生成的气体。写出反应方程式。 (2) 取一滴、0.1 moldm-3 MnSO4溶液加入2cm3、6 moldm-3 HNO3溶液酸化，然后加入少量PbO2固体微热之，观察发生的现象，写出反应方程式，并解释之。 (3) 铅丹(Pb3O4)的组成 取少量Pb3O4固体加入到少量的6 moldm-3 HNO3溶液中，不断搅拌，观察Pb3O4的颜色变化，并与PbO2的颜色比较。写出相应的反应方程式。 设法确证Pb3O4中，Pb存在着两种氧化态。 7铅(II)和锡(II)的难溶化合物 (1) 氯化铅 在1cm3水中，加数滴0.1 moldm-3 的Pb(NO3)3溶液，然后滴加稀盐酸，即有白色PbCl2沉淀生成。将所得沉淀连同溶液一起加热，沉淀是否溶解？再把溶液冷却，又有什么变化？由此可得出什么结论？ (2) 碘化铅 将稀盐酸改为0.1 moldm-3 KI溶液，用7(1)相同的方法，试验PbI2的生成和溶解。 (3) 铬酸铅 由0.1moldm-3 Pb(NO3)2溶液和0.1moldm-3 K2CrO4溶液制备PbCrO4，注意它的颜色和状态，并试验它在HNO3和NaOH溶液中的溶解情况。由此得出PbCrO4生成的条件是什么？写出相应的反应方程式。 (4) 硫酸铅 如同实验7(1)，用稀H2SO4代替稀盐酸，可得到硫酸铅的白色沉淀（可微热之）。离心分离，将沉淀分作两份，一份加入浓硫酸并微热之，沉淀是否溶解；另一份加入饱和NaAc溶液，微热并搅拌之，沉淀是否溶解，解释上面现象。写出相应的反应方程式。 (5) 硫化锡(II)和硫化铅 往两支离心管中分别加入1cm3、0.1 moldm-3 Pb(NO3)2溶液和0.1 moldm-3 SnCl2溶液，然后加入硫代乙酰胺溶液，并在水浴上加热，观察反应产物的颜色和状态。离心分离，弃去溶液，把沉淀分成两份，分别试验它们与6 moldm-3 HNO3和多硫化铵溶液的作用。写出相应的反应方程式。实验二十一 阴离子定性分析Exp.21 The Qualitative Analysis of Anions一、实验目的 1了解分离检出十一种常见阴离子的方法、步骤和条件。 2熟悉常见阴离子的有关性质。 3检出未知液中的阴离子。二、实验物品 CO32-、NO2、NO3、PO43-、S2-、SO32-、SO42-、S2O32-、Cl、Br、I 中部分阴离子混合液 CCl4 pH试纸 淀粉碘溶液 6 moldm-3 NH3H2O HNO3 2 moldm-3 H2SO4 1 moldm-3 AgNO3 KI 0.5 moldm-3 BaCl2 0.02 moldm-3 KMnO4 加热、试管、试管架、滴管三、实验步骤 领取未知溶液一份，其中可能含有的阴离子是CO32-、NO2、NO3、PO43-、S2-、SO32-、SO42-、S2O32-、Cl、Br、I 等离子，按以下步骤，检出未知液中的阴离子。 1阴离子的初步检验 (1) 溶液的酸、碱性检验 用pH试纸测定未知溶液的酸、碱性。若溶液呈酸性，则不可能存在CO32-、SO32-、S2O32-、S2-、NO2 等离子。 如果溶液显碱性，在试管中加几滴未知溶液，加2 moldm-3 H2SO4溶液进行酸化，轻敲管底，观察是否有气泡产生。如果现象不明显，可稍微加热。如果有气泡产生，表示可能存在CO32-、SO32-、S2O32-、S2-、NO2 等离子，需要用相应的方法检出它们。 (2) 钡组阴离子的检验 在试管中加3滴未知溶液，加6 moldm-3 的NH3H2O，使溶液显碱性，如果加2滴、0.5 moldm-3的BaCl2溶液后，有白色沉淀产生，可能存在CO32-、SO42-、SO32-、PO43-、S2O32- 等离子。如果不产生沉淀，除S2O32-离子不能确定外，其它离子都不存在。 (3) 银组阴离子的检验 在试管中加3滴未知溶液和5滴蒸馏水，再加3滴、1moldm-3 的AgNO3溶液，然后加5滴、6 moldm-3 的HNO3溶液，如果产生沉淀，表示S2-、S2O32-、Cl、Br、I 等离子可能存在。并可由沉淀的颜色进行初步判断：沉淀为白色的为Cl 离子；淡黄色的为Br、I离子；黑色的为S2- 离子，但黑色可能掩盖其它颜色的沉淀；沉淀由白色变为黄色，再变为橙色，最后变为黑色的为S2O32- 离子。如果没有沉淀产生，说明上述离子不存在。 (4) 还原性阴离子的检验 在试管中加3滴未知溶液，滴加2 moldm-3 的H2SO4溶液进行酸化，然后加入12滴、0.02moldm-3 KMnO4溶液，如果紫色退去，表示SO32-、S2O32-、S2-、Br、I、NO2 等离子可能存在。如果现象不明显，可温热之。 当检出有还原性阴离子后，再用淀粉碘溶液检验是否存在强还原性离子。如果蓝色退去，则可能存在S2-、SO32-、S2O32- 等离子。 (5) 氧化性阴离子的检验 在试管中加3滴未知溶液，滴加2 moldm-3 H2SO4进行酸化，再加几滴CCl4和12滴1 moldm-3 KI溶液，振荡试管，如果CCl4层中显紫色，表示存在NO2 离子（在前面所列出的十一种阴离子中，只有NO2离子有此反应）。 2阴离子的检验经过以上的初步试验，可以判断哪些离子可能存在，哪些离子不可能存在。对可能存在的离子，参照已做过实验中的有关方法，进行一一分离、检出，最后确定未知溶液中有哪些阴离子存在。实验二十二 铜、银、锌、镉、汞Exp.22 Copper、Silver、Zinc、Cadmium、Mecury一、实验目的 1试验铜、银、锌、镉、汞的氢氧化物、氨合物及硫化物的生成和性质。 2试验铜、银化合物的氧化、还原性。 3试验Cu2+、Hg2+的鉴定反应。二、实验物品水浴离心分离 试管试管架玻棒量筒（10、100 cm3）Cu2+、Ag+、Zn2+、Cd2+和Hg2+ 离子液铜屑浓HCl HNO3 NH3H2O 40% NaOH 10%葡萄糖硫代乙酰胺饱和NaCl 6 moldm-3 HCl HNO3 NH3H2O NaOH 2 moldm-3 NaOH NH3H2O H2SO4 Na2SO3 1 moldm-3 CuCl2 0.5 moldm-3 HCl 0.1 moldm-3 CuSO4 AgNO3 ZnSO4 GdSO4 Hg(NO3)2 KI K4Fe(CN)6 HgCl2 SnCl2三、实验内容 1Cu2+、Ag+、Zn2+、Cd2+和Hg2+ 离子与NaOH溶液的反应 分别试验0.1 moldm-3 CuSO4、AgNO3、ZnSO4、CdSO4和Hg(NO3)2溶液与2 moldm-3 NaOH溶液作用，观察沉淀的颜色和形态，再试验这些沉淀与酸、碱的作用，列表比较Cu2+、Ag+、Zn2+、Cd2+和Hg2+ 离子与NaOH溶液反应的产物及产物的性质有所不同。 2Cu2+、Ag+、Zn2+、Cd2+和Hg2+ 离子与氨水反应 分别试验0.1 moldm-3 CuSO4、AgNO3、ZnSO4、CdSO4和Hg(NO3)2溶液与2 moldm-3 NH3H2O作用，加少量NH3H2O生成什么？加过量NH3H2O又发生什么变化？写出相应的反应方程式。 根据以上实验结果，总结IB、IIB族元素氢氧化物的稳定性和形成氨合物的能力，并与IA、IIA族元素进行比较。 3Cu2+、Ag+、Zn2+、Cd2+和Hg2+ 离子与硫代乙酰胺溶液的反应 分别试验0.1 moldm-3 CuSO4、AgNO3、ZnSO4、CdSO4和Hg(NO3)2溶液与硫代乙酰胺溶液作用，在水浴上加热，观察沉淀的颜色。离心分离，弃去清液，试验这些硫化物能不能溶于6 moldm-3 盐酸中。如果不溶，再试验它们与6 moldm-3 HNO3溶液的作用，最后把不溶于HNO3溶液的沉淀，与王水进行反应。写出相应的反应方程式。参考这几种硫化物的溶度积常数，解释上述实验现象。 4Cu2+、Ag+和Hg2+ 离子与KI溶液的反应 (1) 往0.5cm3、0.1moldm-3 CuSO4溶液中，滴加0.1moldm-3 KI溶液，产物是什么？用什么方法来证明？写出反应方程式。 (2) 往0.5cm3、0.1moldm-3 AgNO3溶液中，滴加0.1moldm-3 KI溶液，观察产物的颜色和状态。 (3) 往0.5cm3、0.1moldm-3 Hg(NO3)2溶液中，滴加0.5moldm-3 KI溶液，先生成HgI2沉淀，再加入过量的KI溶液，即生成稳定的HgI42- 配离子。往HgI42-溶液中，加40%NaOH溶液，即是“奈斯勒试剂”，用以检出NH4+ 离子。 5铜、银化合物的氧化、还原性 (1) 氯化亚铜的生成和性质 在烧杯内，加入10cm3、0.1moldm-3 CuCl2溶液、3cm3浓盐酸和少量铜屑，加热之，直到溶液变成深棕色为止。然后取出几滴溶液，加到10cm3蒸馏水中，如果有白色沉淀产生，即可把深棕色的溶液倾入一个盛着100cm3蒸馏水的烧杯内。制备氯化亚铜的另一种方法为在烧杯内加入10cm3、1moldm-3 CuCl2溶液、3cm3、2moldm-3 Na2SO3。用0.5moldm-3盐酸调至pH至45左右，再加2cm3饱和NaCl溶液。观察产物的颜色和状态。等大部分沉淀下沉后，立即用倾析法除去上清液，并用20cm3蒸馏水洗涤沉淀。取少量沉淀，分别试验它们与浓NH3H2O和浓盐酸的作用，沉淀是否溶解？写出反应方程式。把所得的溶液放置片刻，观察其颜色变化。为什么？ 2Cu2+HSO32ClH2O = SO42-3H+2CuCl (2) 银镜反应 用浓HNO3洗试管，再依次用自来水和蒸馏水洗净试管。往试管中加2 cm3、0.1moldm-3 AgNO3溶液，逐滴加入2 moldm-3 NH3H2O，直到生成的沉淀刚好溶解为止。这时，再滴加AgNO3溶液，至刚出现混浊。然后再往浊液上，加几滴10%葡萄糖(C6H12O6)溶液，并把试管放在水浴中加热，观察试管壁上生成的银镜。写出相应的反应方程式。2Ag(NH3)2OH + C6H12O6 = 2Ag + C6H12O7 + 4NH3 + H2O 6 Cu2+ 和Hg2+ 离子的鉴定反应 (1) Cu2+ 离子的鉴定反应 可用Cu2+ 离子生成Cu(NH3)42+ 的方法来鉴定。但当Cu2+ 离子的量较少时，可用更灵敏的亚铁氰化钾法鉴定：在试管中加一滴、0.1moldm-3 CuSO4溶液和几滴、0.1moldm-3 K4Fe(CN)6溶液，生成红褐色的Cu2Fe(CN)6沉淀。证明有Cu2+ 离子存在。 (2) Hg2+ 离子的鉴定反应 向0.5 cm3、0.1moldm-3 HgCl2溶液中，逐滴加入0.1moldm-3 SnCl2溶液，继续加过量SnCl2溶液，并不断搅拌，然后放置23分钟，直至Hg（黑色）被还原出来。写出相应的反应方程式。实验二十三 水溶液中Ag+、Pb2+、Hg2+、Cu2+、Bi3+ 和Zn2+等离子的分离和检出Exp.23 The Separation and Detection of Ag+、Pb2+、Hg2+、Cu2+、Bi3+、Zn2+ Ions in Aqueous Solution一、实验目的 1将Ag+、Pb2+、Hg2+、Cu2+、Bi3+ 和Zn2+ 等离子的分离和检出，并掌握它们的分离条件和检出条件。 2熟悉以上各离子的有关性质。二、实验物品 Ag+、Pb2+、Hg2+、Cu2+、Bi3+ 、Zn2+ 离子试液 离心分离水浴加热搅拌棒玻璃棒坩埚浓HCl HNO3 H2SO4 NH3H2O 6 moldm-3 HCl HNO3 HAcNH3H2O NaOH 3 moldm-3 NH4Ac 2 moldm-3 HCl HAc NH3H2O 1 moldm-3 NH4NO3 K2CrO4 0.5 moldm-3 SnCl2 0.1 moldm-3 K4Fe(CN)6 硫代乙酰胺硫氰汞铵pH试纸亚锡酸钠（自配）三、实验内容 取Ag+ 离子试液2滴和Pb2+、Hg2+、Cu2+、Bi3+ 和Zn2+ 离子试液各5滴，加到离心试管中，混合均匀后，按附表步骤，进行分离和检出。 1Ag+和Pb2+ 离子的沉淀 在试管中加1滴、6 moldm-3 盐酸，剧烈搅拌。有沉淀生成时，再滴加盐酸，直至沉淀完全(每加1滴，搅拌片刻)。离心分离，把清液移到另一支离心管中，按下面4方法处理。沉淀用1滴、6 moldm-3 盐酸和10滴蒸馏水洗涤，洗涤液并入上面的清液中。 2Pb2+ 离子的检出和证实 在上面1中的沉淀上加1cm3蒸馏水，放在水浴中加热2分钟，并不时搅拌，趁热离心分离，立即将清液转移到另一试管中，沉淀按下面3处理。 往清液中加1滴、6 moldm-3 HAc溶液和5滴 、1 moldm-3 K2CrO4溶液，生成黄色沉淀，表示有Pb2+离子。把沉淀溶于6 moldm-3 NaOH溶液中，然后用6 moldm-3 HAc溶液酸化，又会析出黄色沉淀，可以进一步证实有Pb2+ 离子存在。 3Ag+ 离子的检出 用1cm3蒸馏水加热洗涤上面2中的沉淀，离心分离，弃去清液。往沉淀上加入2 moldm-3 NH3H2O，搅拌，使沉淀溶解。如果溶液显混浊，可再进行离心分离。在所得清液中，加6 moldm-3 HNO3溶液，进行酸化，析出白色沉淀，表示有Ag+ 离子存在。 4Hg2+、Cu2+、Pb2+ 和Bi3+ 离子的沉淀 往上面1的清液中滴加6 moldm-3 NH3H2O至显碱性，然后慢慢滴加2 moldm-3 HCl调节溶液近中性，再加入2 moldm-3 盐酸(其量为溶液体积的1/6)，此时溶液的酸度为0.3moldm-3。加入5%硫代乙酰胺溶液1012滴，放在水浴中加热5分钟，并不时搅拌，再加1cm3蒸馏水稀释，加热3分钟，搅拌、冷却、离心分离。然后加1滴硫代乙酰胺，检验沉淀是否完全。离心分离，清液中含有Zn2+ 离子，按11的方法处理。沉淀用1滴、1 moldm-3 NH4NO3溶液和10滴蒸馏水洗涤两次，弃去洗涤液，沉淀按下面5方法处理。 5Hg2+ 离子的分离 往上面4的沉淀上加10滴、6 moldm-3 HNO3溶液，放在水浴中加热数分钟，搅拌，使PbS、CuS、Bi2S3沉淀溶解后，溶液移到坩埚中，按下面7的方法处理，不溶残渣用蒸馏水洗两次，第一次洗涤液合并到坩埚中，沉淀按下面6的方法处理。 6Hg2+离子的检出 往上面5残渣上，加3滴浓盐酸和1滴浓HNO3溶液，使沉淀溶解后，再加热几分钟，使王水分解，以赶尽氯气。溶液用几滴蒸馏水稀释，然后逐滴加入0.5 moldm-3 SnCl2溶液，产生白色沉淀，并逐渐变黑，表示有Hg2+离子存在。必要时做对照试验。 7Pb2+离子的分离和检出 往上面5的坩埚内加3滴浓H2SO4，放在石棉网上小火加热，直到冒出刺激的白烟(SO3)为止，切勿将H2SO4蒸干！冷却后，加10滴蒸馏水，用一滴管将坩埚中的混浊液吸入离心管中，放置后，析出白色沉淀，表示有Pb2+离子存在。离心分离，把清液移到另一支离心管中，按下面9的方法处理。 8Pb2+离子的证实 在上面7的沉淀上加10滴、3 moldm-3 NH4Ac溶液，加热搅拌，如果溶液混浊，还要进行离心分离。把清液加到另一支试管中，再加1滴、2 moldm-3 HAc和2滴、1 moldm-3 K2CrO4溶液，产生黄色沉淀，证实有Pb2+离子。 9Bi3+离子的分离和检出 在上面7的清液中，加浓NH3H2O至显碱性，并加入过量NH3H2O(能闻到氨味)，产生白色沉淀，表示有Bi3+离子存在。溶液为蓝色，表示有Cu2+离子存在。离心分离，把清液移到另一支试管中，按下面10的方法处理沉淀，用蒸馏水洗两次，弃去洗涤液，往沉淀上加少量新配制的亚锡酸钠溶液，立即变黑，表示有Bi3+离子存在。 10Cu2+离子的检出 将上面9的清液用6 moldm-3 HAc酸化，再加2滴0.1moldm-3 K4Fe(CN)6溶液，产生红褐色沉淀，表示有Cu2+离子存在。 11Zn2+离子的检出和证实 在上面4的溶液中加6 moldm-3 NH3H2O，调节pH为34，再加入1滴硫代乙酰胺溶液，在水浴中加热，生成白色沉淀，表示有Zn2+离子存在。 如果沉淀不白，可把它溶解在盐酸(2滴、2 moldm-3 HCl加8滴蒸馏水)中，加等体积的(NH4)2Hg(SCN)4溶液。用玻璃棒摩擦管壁，生成白色