單、多相離子平衡實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span> 

1. 加深理解單多相離子平衡、鹽類水解平衡及其移動等基本原理和規(guī)律。 

2. 學(xué)習(xí)緩沖溶液的配制方法，并試驗(yàn)其緩沖作用。 

3. 掌握酸堿指示劑及pH試紙的使用方法。 

4. 學(xué)習(xí)使用pHS-25型pH計(jì)測定緩沖溶液pH值的方法。 

實(shí)驗(yàn)原理：（略） 

儀器藥品及材料 

儀器 pHS-25型pH計(jì)，800型電動離心機(jī)，量筒(25mL，6個(gè))，點(diǎn)滴板，燒杯(50mL，4個(gè))，試管 

藥品 

酸：HAc(1.0mol·L-1，0.1mol·L-1)，HCl(2mol·L-1，0.1mol·L-1)  

堿：NaOH(2.0mol·L-1，0.1mol·L-1)，NH3·H2O(1.0mol·L-1，0.1mol·L-1)  

鹽：Na2CO3(0.1mol·L-1，飽和)，Al2(SO4)3(0.1mol·L-1)，Na2HPO4(0.1mol·L-1)，NaH2PO4(0.1mol·L-1)，Na3PO4(0.1mol·L-1)，NH4Cl(0.1mol·L-1)，Pb(NO3)2(0.1mol·L-1)， NaCl(0.1mol·L-1)，MgCl2(0.1mol·L-1)，KI(0.1mol·L-1，0.02mol·L-1)，AgNO3(0.1mol·L-1)，KCl(0.1mol·L-1，0.02mol·L-1)，BiCl3(0.1mol·L-1)，Fe(NO3)3(0.1mol·L-1)，CaCl2(0.5mol·L-1)， Al(NO3)3(0.1mol·L-1)，Na2SO4(0.5mol·L-1)，Pb(Ac)2(0.1mol·L-1)，K2CrO4(0.1mol·L-1)， Na2S(0.1mol·L-1) 

固體：NaAc，NH4Cl，NaNO3  

指示劑：甲基橙，酚酞 

材料：碎濾紙，pH為4.003，6.864，9.182的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液 

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 

一、離解平衡 

1. 同離子效應(yīng) 

（1）在試管中加入0.1mol·L-1 HAc溶液2mL，1～2滴甲基橙指示劑，搖勻，觀察溶液的顏色。然后分在兩支試管中，一支作對比，在另一支中加入少量固體NaAc，振蕩溶解后，觀察兩只試管中溶液顏色的變化，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 

（2）利用0.1mol·L-1 NH3·H2O溶液，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明同離子效應(yīng)能使NH3·H2O的解離度降低的事實(shí)（應(yīng)選用那種指示劑？）。 

    2. 鹽類的水解平衡及其移動 

（1）用pH試紙分別檢驗(yàn)0.1mol·L-1的Na2CO3、Al2(SO4)3和NaCl溶液的pH值，并用去離子水作實(shí)驗(yàn)。寫出水解反應(yīng)的離子方程式。 

    （2）用pH試紙分別檢驗(yàn)0.1mol·L-1的Na3PO4、Na2HPO4、NaH2PO4溶液的pH值。解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 

（3）溫度、溶液酸度對水解平衡的影響 

①在試管中加入1.0mol·L-1 NaAc溶液2mL和1滴酚酞溶液 ，加熱觀察溶液顏色的變化，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 

②在試管中加入0.1mol·L-1 BiCl3溶液1滴，加水稀釋有何現(xiàn)象？再逐滴加入2mol·L-1 HCl溶液，觀察現(xiàn)象。當(dāng)沉淀剛剛消失后，再加水稀釋又有何現(xiàn)象？寫出水解的離子反應(yīng)式，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 

3. 能水解的鹽類間的相互作用 

（1）在試管中加入0.1mol·L-1 Al2(SO4)3溶液1mL，加入0.1mol·L-1 NaHCO3溶液1mL，從水解平衡移動的觀點(diǎn)解釋之。寫出反應(yīng)的離子方程式。 

（2）在試管中加入0.1mol·L-1 CrCl3溶液1mL，加入0.1mol·L-1 Na2CO3溶液1mL，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。寫出反應(yīng)的離子方程式。 

二、沉淀反應(yīng) 

1. 沉淀的生成和溶解 

（1）在兩支試管中分別加入0.5mol·L-1 Pb(NO3)2溶液5滴，一支試管中加入1mol·L-1 KCl溶液5滴；另一支試管中加入0.02mol·L-1 KCl溶液5滴，觀察有無白色沉淀產(chǎn)生（不產(chǎn)生沉淀的留作下一實(shí)驗(yàn)）。寫出離子反應(yīng)方程式。 

（2）在上面未產(chǎn)生沉淀的試管中加入0.02mol·L-1 KI溶液，觀察現(xiàn)象。寫出離子反應(yīng)方程式。 

(3) 在兩支試管中分別加入0.1mol·L-1 MgCl2溶液0.5mL和數(shù)滴2.0mol·L-1 NH3·H2O溶液，至沉淀生成。在一支試管中加入幾滴2.0mol·L-1 HCl溶液；在另一支試管中加入數(shù)滴1.0mol·L-1 NH4Cl溶液，觀察沉淀是否溶解。解釋每步實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 

（4）在試管中加入0.01mol·L-1 Pb(Ac)2溶液2滴和0.02mol·L-1 KI溶液2滴，再加入少量去離子水，后再加入少量NaNO3固體，并振蕩試管，直到沉淀消失。解釋沉淀溶解的原因。 

2. 分步沉淀 

    （1）在試管中加入0.1mol·L-1 Na2S溶液1滴和0.1mol·L-1 K2CrO4溶液2滴，用去離子水稀釋至5mL，混合均勻。首先加入1滴0.1mol·L-1 Pb(NO3)2溶液，離心分離，觀察試管底部沉淀的顏色，然后再向清液中繼續(xù)滴加Pb(NO3)2溶液，觀察此時(shí)生成沉淀的顏色。指出兩種沉淀各是什么物質(zhì)。 

（2）在試管中加入0.1mol·L-1 AgNO3溶液和Pb(NO3)2溶液各2滴，用去離子水稀釋至5mL，搖勻。逐滴加入0.1mol·L-1 K2CrO4溶液，每加入1滴后都要充分搖蕩，離心分離，觀察試管底部先后生成沉淀的顏色，指出各是什么物質(zhì)并解釋現(xiàn)象。

    3. 沉淀的轉(zhuǎn)化 

在2支試管中各加入1mL 0.5mol·L-1的CaCl2溶液和Na2SO4溶液，振蕩至生成沉淀，離心分離，棄去清液。在其中1支試管中加入2.0mol·L-1 HCl溶液1mL，觀察沉淀是否溶解；在另一支試管中加入飽和Na2CO3溶液1mL，充分振蕩幾分鐘，離心分離，棄去清液，用去離子水洗滌沉淀1~2次，然后在沉淀中加入2.0mol·L-1 HCl溶液1mL，觀察沉淀是否溶解。 

4. 沉淀法分離混合離子 

在小試管中加入0.1mol·L-1的AgNO3、Fe(NO3)3和Al(NO3)3溶液各3滴。混合均勻后，向其中加入幾滴2.0mol·L-1 HCl溶液，離心沉降，再加入1滴HCl溶液，若無沉淀出現(xiàn)，將清液轉(zhuǎn)移至另一試管中。在清液中加入過量的2.0mol·L-1 NaOH溶液，攪拌并加熱，觀察沉淀的顏色。離心沉降，再加入1滴NaOH溶液，若無沉淀出現(xiàn)，將清液轉(zhuǎn)移至另一試管中。此時(shí)三種離子已經(jīng)分開。寫出分離過程示意圖。 

三、緩沖溶液 

1. 緩沖溶液的配制及其pH值的測定 

按表4-1配制4種緩沖溶液，并用pH計(jì)分別測定其pH值。記錄測定結(jié)果，并進(jìn)行計(jì)算，將計(jì)算值與測定結(jié)果相比較。關(guān)于pH計(jì)的使用方法參看附錄。 

表4-1 緩沖溶液的配制 

    2. 試驗(yàn)緩沖溶液的緩沖作用 

在上面配制的已測定pH值的第4號緩沖溶液中加入0.10mol·L-1 HCl溶液0.5mL(約10滴)，攪拌均勻，用pH計(jì)測定其pH值。再加入0.10mol·L-1 NaOH溶液1.0mL(約20滴)，攪拌均勻，用pH計(jì)測定其pH值。記錄測定結(jié)果于表4-2中，并與計(jì)算值進(jìn)行比較。 

表4-2 緩沖溶液性質(zhì)的檢驗(yàn)