ds区元素（铜、银、锌、镉、汞）的性质

一、实验目的

1、掌握铜、锌氢氧化物的酸碱性；

2、掌握铜、银、锌、汞的配合物的生成和性质；

6、掌握铜、银、锌、汞离子的分离与鉴定方法。

二、实验原理

IB    IIB

Cu    Zn        Cu（＋2，＋1）  Zn(+2)

Ag    Cd        Ag（＋1）      Cd(+2)

Au    Hg       Au（＋1，＋3）    Hg(+2，＋1)

蓝色的Cu(OH)₂呈现两性，在加热时易脱水而分解为黑色的CuO。AgOH在常温下极易脱水而转化为棕色的Ag₂O。Zn(OH)₂呈两性，Cd(OH)₂显碱性，Hg(I, II)的氢氧化物极易脱水而转变为黄色的HgO(II)和黑色的Hg₂O(I)。

易形成配合物是这两副族的特性，Cu²⁺、Ag⁺、Zn²⁺、Cd²⁺与过量的氨水反应时分别生成[Cu(NH₃)₄]²⁺、[Ag(NH₃)₂]⁺、[Zn(NH₃)₄]²⁺、[Cd(NH₃)₄]²⁺。但是Hg²⁺和Hg₂²⁺与过量氨水反应时，如果没有大量的NH₄⁺存在，并不生成氨配离子。如：

HgCl₂ ＋ 2NH₃ ＝ Hg(NH₂)Cl↓白＋ 2 NH₄Cl

Hg₂Cl₂ ＋ 2NH₃ ＝ Hg(NH₂)Cl↓白＋ Hg↓黑＋NH₄Cl （观察为灰色）

Cu²⁺具有氧化性，与I^－反应，产物不是CuI₂，而是白色的CuI：

Cu²⁺ ＋ I^- ＝ 2CuI↓白 ＋ I₂

将CuCl₂溶液与铜屑混合，加入浓盐酸，加热可得黄褐色[CuCl₂]^－的溶液。将溶液稀释，得白色CuCl沉淀：

Cu ＋ Cu²⁺ ＋ 4Cl^－ ＝ 2[CuCl₂]^－

[CuCl₂]^－←稀释→CuCl↓白 ＋ Cl^－ 

卤化银难溶于水，但可利用形成配合物而使之溶解。例如：

AgCl ＋ 2NH₃ ＝ [Ag(NH₃)₂]⁺ ＋ Cl^-

红色HgI₂难溶于水，但易溶于过量KI中，形成四碘合汞(II)配离子：

HgI₂ ＋ 2I^- ＝ [HgI₄]^2－

黄绿色Hg₂I₂与过量KI反应时，发生歧化反应，生成[HgI₄]^2－和Hg：

Hg₂I₂＋ 2I^- ＝ [HgI₄]^2-＋ Hg↓黑

三、实验内容

1、   氧化物的生成和性质

（1）         Cu₂O的生成和性质

Cu²⁺ ＋ 2OH^- ＝Cu(OH)₂↓ 蓝色

Cu(OH)₂ ＋ 2OH^- = [Cu(OH)₄]^-2- 蓝色

2[Cu(OH)₄]^2-＋ C₆H₁₂O₆ (葡萄糖) ＝Cu₂O↓(红) ＋ 4OH^-＋C₁₆H₁₂O₇＋2H₂O

或：2Cu²⁺ + 5OH^- +C₆H₁₂O₆ = Cu₂O↓+ C₆H₁₁O₇^- + 3H₂O （须加热）

分析化学上利用此反应测定醛，医学上利用此反应检查糖尿病。由于制备方法和条件的不同，Cu₂O晶粒大小各异，而呈现多种颜色黄、橙黄、鲜红或深棕。

红色沉淀Cu₂O离心分离后，分为两份：

一份加酸：Cu₂O + H₂SO₄ ＝ Cu₂SO₄ ＋ H₂O＝ CuSO₄ ＋ Cu ＋ H₂O

一份加氨水：Cu₂O＋4NH₃?H₂O＝2[Cu(NH₃)₂]⁺ (无色溶液)＋ 3H₂O＋2OH^－

2[Cu(NH₃)₂]⁺＋4NH₃?H₂O＋1/2O₂ ＝2[Cu(NH₃)₄]²⁺ (蓝色溶液)＋2OH-＋3H₂O

（2）Ag₂O的生成和性质

2Ag⁺  +  2OH^- = Ag₂O↓（棕色）+ H₂O

         Ag₂O + 2HNO₃ = 2AgNO₃ + H₂O

         Ag₂O + 4NH₃H₂O = 2[Ag(NH₃)₂]OH + 3H₂O

（3）HgO的生成和性质

Hg²⁺ + 2OH^- = HgO↓（黄色） + H₂O

HgO + 2HCl = HgCl₂ + H₂O

HgO + NaOH= 不反应 (HgO碱性)

Hg₂²⁺+2OH^-=Hg↓+HgO↓+H₂O （歧化反应）

2、氢氧化物的生成与性质

（1） Cu²⁺ + 2OH^-  =  Cu(OH)₂↓（蓝色絮状）

加热：Cu(OH)₂ = CuO↓ (黑色)+ H₂O

加酸：Cu(OH)₂ + 2H⁺= Cu²⁺ + 2 H₂O

加浓碱 ：Cu(OH)₂ + 2OH^- (6M) = [Cu(OH)₄]^2-

Cu(OH)₂两性偏碱，所以需强碱使之生成配离子

（2）Zn²⁺ + 2OH^-  = Zn(OH)₂↓ (白色)

Zn(OH)₂ + 2H⁺ = Zn²⁺ + 2 H₂O

Zn(OH)₂ + 2OH^- = Zn(OH)₄^2-

Cd²⁺＋2OH^－＝Cd(OH)₂↓白色

Cd(OH)₂＋H₂SO₄ = CdSO₄ + H₂O (沉淀溶解)

Cd(OH)₂ + NaOH (6M)= 不反应 (Cd(OH)₂碱性)

3、硫化物的生成与性质

铜、银、锌、镉、汞的硫化物的生成（与饱和硫化氢溶液反应）和溶解性（ZnS白色能溶于稀盐酸，CdS黄色溶于浓盐酸，CuS黑色和Ag₂S灰色溶于浓硝酸。HgS黑色溶于王水。

3HgS+12Cl^-+2NO₃^-+8H⁺=3[HgCl₄]^2-+3S+2NO+4H₂O

4、配合物的生成与性质

（1）Ag的配合物

Ag⁺ + Cl^- →AgCl ↓(白)   

Ag⁺+ Br^- →AgBr ↓(淡黄)

Ag⁺ + I^- →AgI ↓(黄)

AgCl + NH₃ = [Ag(NH₃)₂]⁺ + Cl^-    AgCl+ S₂O₃^2- →[Ag(S₂O₃)₂]^3- + Cl^-

AgBr + S₂O₃^2- = [Ag(S₂O₃)₂]^3- + Br^-

（2）Hg的配合物

①  Hg²⁺ + 2I^- = HgI₂ （红色沉淀）

    HgI₂+ 2I^- = HgI₄^2- （无色溶液）

②

③   Hg₂²⁺+ 2I^- = Hg₂I₂ （黄绿色沉淀）

     Hg₂I₂+ 2I^- = HgI₄^2- ＋ Hg（黑色粉末）

5、CuX的生成与性质

（1）CuCl的生成与性质

Cu ＋ Cu²⁺ ＋ 4Cl^－ ＝加热＝ 2[CuCl₂]^- 深棕色

[CuCl₂]- ＝稀释＝CuCl↓白 ＋ Cl-

注：CuCl₂在很浓的溶液中显黄绿色（CuCl₄^-配离子），浓溶液中显绿色，在稀溶液中显蓝色（Cu(H₂O)₆²⁺配离子）。

一份：CuCl ＋ 2NH3＝2[Cu(NH3)₂]+ ＋ Cl^－ 

2[Cu(NH₃)₂]⁺ ＋ 4NH₃?H₂O＋1/2O₂ ＝ 2[Cu(NH₃)₄]²⁺＋2OH^-＋3H₂O

另一份：CuCl＋ Cl^-(浓) ＝ [CuCl₂]^- 深棕色 若稀释又生成沉淀

（2）CuI的生成与性质

Cu²⁺ ＋ I^- ＝ 2CuI↓白 ＋ I₂（棕色）

消除I₂干扰：I₂  + 2 S₂O₃^2- = 2I^- + S₄O₆^2-  (注意应严格控制S₂O₃^2-的用量)

CuI ＋ I^－(饱和) ＝ [CuI₂]^－ 刚好使沉淀溶解，加水稀释时反应逆转又析出CuI。

CuI + KSCN === CuSCN↓（白色或灰白色）+ KI

CuSCN + SCN^- === [Cu(SCN)₂]^- 加水稀释时反应逆转又析出CuSCN。

6、Hg（II）和Hg（I）的转化

Hg²⁺ + Hg=Hg₂²⁺   (注意Hg的取用，回收)

Hg₂²⁺ ＋ Cl^- ＝ Hg₂Cl₂↓（白色）

Hg₂（NO₃）₂ + 2 NH₃H₂O = HgNH₂NO₃↓（白色） + Hg↓（黑色）+ NH₄NO₃ + 2H₂O

Hg²⁺和Hg₂²⁺与过量氨水反应时，如果没有大量的NH₄^＋存在，并不生成氨配离子

7、离子鉴定

（1）Cu²⁺离子的鉴定

（弱酸性或中性介质）

2Cu²⁺ + [Fe（CN）₆]^4-  = Cu₂ [Fe(CN)₆] ↓ （红棕色沉淀）

Cu₂ [Fe(CN)₆] +8NH₃ = 2[Cu(NH₃)₄]²⁺+ [Fe(CN)₆]^4-

（2）Ag⁺的鉴定

Ag⁺ + Cl^-  = AgCl（白色沉淀）

          AgCl + 2 NH₃H₂O = [Ag(NH₃)₂]Cl + 2H₂O

[Ag(NH₃)₂] Cl + 2HNO₃ = AgCl↓+ 2NH₄NO₃

（3）Zn^2＋的鉴定

①  中性或弱酸性介质下

          Zn²⁺ + Hg（SCN）₄^2- = Zn[Hg（SCN）₄] （白色沉淀）

②（4）Hg²⁺的鉴定

2HgCl₂ + SnCl₂ = SnCl₄ + Hg₂Cl₂↓（白色沉淀）

     Hg₂Cl₂ + SnCl₂ = SnCl₄ +2Hg↓（黑色沉淀）

四、注意事项

1、   本实验涉及的化合物的种类和颜色较多，需仔细观察。

2、   涉及汞的实验毒性较大，做好回收工作。

五、思考题：

1．Cu(I)和Cu(II)稳定存在和转化的条件是什么？

Cu(I)在水溶液中不稳定，Cu²⁺ 0.158 Cu⁺ 0.522 Cu，易歧化。在有机溶剂和生成沉淀或某些配合物时可以稳定存在。

Cu²⁺ ＋ I^－ ＝ 2CuI↓白 ＋ I₂

CuI ＋ I^－(饱和) ＝ [CuI₂]^－ 

转化：Cu(I)－Cu(II)：水中歧化Cu₂O＋4H^＋ ＝ Cu²⁺ ＋ Cu

Cu(II)－Cu(I)：加入沉淀剂或配位剂

Cu ＋ Cu²⁺ ＋ 4Cl^－ ＝ 2[CuCl₂]^－ 

Cu²⁺ ＋ I^－ ＝ 2CuI↓白 ＋ I₂

2．在AgNO₃中加入NaOH为什么得不到AgOH？

AgOH不稳定，易失水变成Ag₂O

3．用平衡移动原理说明在Hg₂(NO₃)₂溶液中通入H₂S气体会生成什么沉淀？

Hg₂^2＋ ＝ Hg²⁺＋Hg 歧化反应

加入H₂S气体，会发生 Hg^2＋ ＋ H₂S＝HgS ＋ 2 H^＋ K_sp(HgS)=4×10^－53 ，会促进歧化反应的进行。

第二篇：p区重要非金属元素及化合物的性质与应用(二)

实验十二    p区重要非金属元素及化合物的性质与应用（二）

一、 实验目的

1、  掌握H₂O₂，H₂S及硫化物的主要性质及其应用。

2、  掌握S，N，P主要含氧酸和盐的性质及其应用。

3、  掌握，，，，，离子的鉴定。]

4、  巩固元素性质试验及定性分析的基本操作。

二、二、 实验原理

氧和硫，氮和磷分别是周期系ⅥA，ⅤA族元素，为电负性比较大的元素。氧的常见氧化值是-2。H₂O₂分子中O的氧化值为-1，介于2与-2之间，因此既有氧化性又有还原性。

在酸性介质中：H₂O₂+2+2e===2H₂O              E=1.77V

               O₂+2+2e=== H₂O₂             E=0.68V

碱性介质中：   HO₂^-+ H₂O +2e===3OH^-          E=0.88V

               O₂+ H₂O +2e=== HO₂^-+ OH^-       E=－0.076V

可见，H₂O₂在酸性介质中是一种强氧化剂，它可以与，，等多种还原剂反应：

                  PbS+4 H₂O₂===PbSO₄+4 H₂O

             H₂O₂+2+2===I₂+2 H₂O

             H₂O₂+2+2===2+2 H₂O

只有遇KMnO₄等强氧化剂时，H₂O₂才被氧化释放O₂：

             5H₂O₂+2MnO₄^-+6===2+5 O₂+8 H₂O

在碱性介质中，H₂O₂可以使转化为MnO₂，转化为。

 H₂O₂不稳定，见光受热易分解，尤其当I₂，Mn O₂以及重金属离子，，和等杂质存在时都会加快H₂O₂的分解。

 在酸性介质中H₂O₂与反应生成，溶于乙醚呈现特征蓝色。

     Cr₂O₇^2-+4H₂O₂+2===2CrO₅+5 H₂O

不稳定易分解放出O₂，据此可鉴定Cr（Ⅵ）离子。

S的常见氧化值是－2，0，+4，+6。H₂S和硫化物中的的氧化值是－2，它是较强的还原剂，可被氧化剂KMnO₄，，I₂及三价铁盐等氧化生成S或。

碱金属和氨的硫化物是易溶的，而其余大多硫化物难溶于水，并且有特征颜色。难溶于水的硫化物根据在酸中溶解情况可以分成4类。①易溶于稀HCl的；②难溶于稀HCl，易溶于浓HCl的；③难溶于稀HCl，浓HCl，易溶于的；④仅溶于王水的。

鉴定常见的方法有3种。与稀酸反应生成气体，可以根据特有的腐蛋臭味，或能使试纸变黑生成PbS的现象检出；在碱性条件下，它能与亚硝酸铁氰化钠作用生成红紫色配合物：

             S^2-+[Fe(CN)₅NO]^2-===[Fe(CN)₅NOS]^4-

利用此特征反应检出。

          是具有刺激性臭味的气体，易溶于水生成亚硫酸。亚硫酸很不稳定，在水溶液中存在下列平衡：

          SO₂+ H₂O +HSO₃^-2+SO₃^2-

一旦遇酸，平衡就向左移动，使分解。

在和中，S的氧化值为+4，是硫的中间氧化值，既有氧化性又有还原性。SO₃^2-与I₂，，反应显示还原性。

3SO₃^2-+Cr₂O₇^2-+8===2Cr³⁺+3SO₄^2-+4 H₂O

SO₃^2-+I₂+ H₂O === SO₄^2-+2+2

和的氧化性较弱，与等强还原剂反应才能显示氧化性。

与反应，生成红色化合物，用调节溶液呈中性，加入饱和的ZnSO₄溶液，使红色化合物的颜色显著加深（组分不详），鉴别必须先除去。与硫粉共煮生成，遇酸形成极不稳定的酸。在室温下立即分解生成SO₂和S。

H₂S₂O₃===H₂O+SO₂+S

S₂O₃^2-中两个S原子的平均氧化值为+2，是中等强度的还原剂。与I₂反应被氧化生成S₄O₆^2-:

       S₂O₃^2-+I₂=== S₄O₆^2-+2I^-

这个反应在滴定分析中用来定量测碘。S₂O₃^2-与过量Cl₂,Br₂等较强氧化剂反应，就被氧化为SO₄^2-:

S₂O₃^2-+4Br₂===2SO₄^2-+8Br^-

S₂O₃^2-有很强配合性，不溶性的AgBr不能溶于AgNO₃-NH₃溶液，可以溶于过量的Na₂S₂O₃溶液中：

   2 S₂O₃^2-+AgBr===[Ag(S₂O₃)₂]^3-+Br^-

当S₂O₃^2-与过量Ag⁺反应，生成Ag₂S₂O₃白色沉淀，并水解，沉淀颜色逐步变成黄色、棕色以至黑色的Ag₂S沉淀。即：

   2Ag⁺+ S₂O₃^2-=== Ag₂S₂O₃

Ag₂S₂O₃+H₂O===Ag₂S(黑)+H₂SO₄

当溶液中不存在S^2-时，上述反应是检验S₂O₃^2-的一个有效方法。除S^2-方法：在试液中加入过量的PbCO₃固体，使S^2-全部转化为黑色的PbS沉淀。

N的常见氧化值为-3，0，+3，+4，+5。HNO₂的水溶液是弱酸，K_a=5.0×10^-4,比醋酸的酸性略强，它可以由NaNO₂与强酸反应制得。HNO₂是极不稳定的酸，仅在低温时存在于水溶液。当温度高于4℃时，HNO₂就按下式分解：

     热        热

2HNO₂===H₂O+N₂O₃===H₂O+NO+NO₂

     冷        冷

中间产物N₂O₃在水溶液中呈浅蓝色，N₂O₃不稳定进一步分解为棕色NO₂和无色的NO气体。利用该性质可以鉴定NO₂^-或HNO₂.

   亚硝酸和亚硝酸盐在酸性溶液中，它们的标准电极电势如下：

           HNO₂+H⁺+e===NO+H₂O            E=0.99V

           NO₃^-+3H⁺+2e===HNO₂+H₂O         E=0.94V

可见，HNO₂及其盐在酸性介质中既有氧化性又有还原性。当与KmnO₄,Ce(SO₄)₂,H₂O₂等强氧化剂作用时，可以被氧化为NO₃^-:

   5NO₂^-+2MnO₄^-+6H⁺===5NO₃^-+2Mn²⁺+3H₂O

当与KI,H₂S,FeSO_4­……中等强度还原剂反应时，还原产物主要为NO.

   2HNO₂+2I^-+2H⁺===2NO+I₂+2H₂O

大多数亚硝酸盐是易溶的，其中浅黄色的AgNO₂不溶于H₂O,可以溶于酸。

    NO₃^-在浓H₂SO₄介质中与FeSO₄发生下列反应：

           3Fe²⁺+NO₃^-+4H⁺===3Fe³⁺+2H₂O+NO

           NO+Fe²⁺===Fe(NO)²⁺

Fe(NO)SO₄为棕色，如果上述反应在浓H₂SO₄与含NO₃^-溶液的街面上进行,就会出现美丽的棕色环,故称棕色环法鉴定NO₃^-.

NO₂^-也有类似反应.在鉴定NO₃^-离子时,若试液中含有NO₂^-,必须先除去.方法之一是在试液中加饱和NH₄Cl煮沸,NO₂^-转化为N₂而挥发.

    NO₂^-+NH₄⁺===N₂+2H₂O

鉴定NO₂的方法是在HAc介质中与FeSO₄反应,生成棕色的Fe(NO)SO₄溶液.

磷酸是非挥发性的中等强度的三元酸,逐级离解酸常数分别是K_a1=7.6×10^-3,K_a2=6.3×10^-8,K_a3=4.4×10^-13.它可以有三种形式盐:M₃PO₄,M₂HPO₄和MH₂PO₄(M为一价金属离子.)其中磷酸二氢盐是易溶于水的,其余二种磷酸盐除了钠,钾,氨以外一般都难溶于水.但可以溶于盐酸.碱金属的磷酸盐如NaPO₄,Na₂HPO₄,NaH₂PO₄溶于水后,由于水解程度不同,使溶液呈现不同的pH值.Na₃PO₄溶液和Na₂HPO₄溶液均显碱性,前者碱度大一些.

由于H₂PO^-的酸常数K_a2大于它的水解常熟(K_水解=10^-11,即碱常数),所以NH₂PO₄水溶液呈酸性.磷酸一氢钾与磷酸二氢钾受热脱水生成焦磷酸盐和偏磷酸盐.PO₄^3-在HNO₃介质中与饱和钼酸氨发生反应:

PO₄^3-+3NH₄⁺+12MoO₄^2-+24H⁺===(NH₄)₃PO₄·12MoO₃·6H₂O+6H₂O

出现难溶的黄色晶体,可以鉴定PO₄^3-.在加热条件下,焦磷酸根P₂O₄^4-,偏磷酸根PO₃^-也会发生类似反应.

PO₄^3-,PO₃^-,P₂O₇^4-与Ag⁺生成的盐难溶于水,但可溶于HNO₃,NH₃·H₂O,其中Ag₄P₂O₇不溶于HAc.

三、三、 试剂与器材

试剂:  MnO₂,Na₂SO₃,S,AgBr,FeSO₄·7H₂O,FeS,PbCO₃;H₂SO₄(1,2,3,9及浓H₂SO₄),

HAc(2),HNO₃(6浓),NaOH(2),NH₃·H₂O(3,6);

H₂O₂(3%),Na₂SO₃(10%),KmnO₄(0.01),I₂水,Cl₂水;H₂S(饱和),

,K₄[Fe(CN)₆],乙醚,蛋清,S^2-,S₂O₃^2-,SO₃^2-混合液.

0.1溶液: FeCl₂,KI,Pb(Ac)₂, Na₂S, KI₃, BaCl_2, AgNO₃ ,KNO₃, K₂Cr₂O₇, FeCl₃, NaSO₄, ZnSO₄, CdSO₄,CuSO₄, Hg(NO₃)₂, Na₂S₂O₃, Na₃PO₄, Na₂HPO₄, NaH₂PO₄, CaCl₂, NaPO₃, Na₄P₂O_7.

器材:  pH试纸,蓝色石蕊试纸,50mL分液漏斗,3只试管橡皮赛.

四、四、 实验方法

1、  1、  H₂O₂的氧化性,不稳定性

(1)、往试管中加入1mL3%H₂O_2, 用水浴微热,观察现象,然后加少量MnO₂粉末,用余烬火柴检验O₂. 写出反应方程式,说明MnO₂对H₂O₂分解速率的影响.

(2)、利用下列试剂: 3%H₂O₂ , 2H₂SO₄溶液,0.01KmnO₄溶液和浓度均为0.1

  FeCl₂, KI, Pb(Ac)₂, Na₂S溶液 ,设计一系列实验. 验证H₂O₂氧化性与还原性的相对强弱.

   提示: 由于试剂浓度, 介质对氧化还原反应的程度有影响, 所以, ①若实验现象不明显可以微热或控制介质的酸碱性; ②为使S^2-被H₂O₂氧化的反应现象明显, 可以采取由PbS和H₂O₂反应,PbS自制.

(3)、往试管中加0.5mL 0.1 K₂Cr₂O₇, 1mL 1  H₂SO₄酸化,加0.5 mL乙醚和2 mL3%H₂O_2, 观察乙醚层和溶液颜色有何变化 ,此 特征反应可用鉴定哪些离子?

2、  2、  H₂S的还原性

(1)    (1)    准备A,B,C3只试管,A管中加入 0.01 KmnO₄和3  H₂SO₄各0.5mL;B管中加0.5mL 0.1FeCl₃ ,按图2-57所示将带塞的导管一端先通入A管,然后在C管中加2mL6HCl 和1g FeS固体,导管另一端迅速与C管相接.观察A管状态变化.写出离子反应式.

      当A管内KMnO₄溶液褪色,又出现乳白色沉淀时,取下A管,.装上B管,观察现象.写出离子反应式.

3、    硫化物的溶解性

(1)    (1)    取4只离心试管,分别加入3～5滴0.1ZnSO₄ ,CdSO₄,CuSO₄,和Hg(NO₃)₂溶液,然后分别加入0.1Na₂S 0.5～1mL, 搅拌, 观察硫化物颜色,离心分离并去清液, 用少量去离子水洗涤硫化物2次.

(2)    (2)    用1HCl ,6HCl, 6HNO₃(热)和王水(浓HNO₃:浓HCl = 1:3 体积比)分别试验ZnS, CdS, CuS , HgS 的可溶性.

4、    亚硫酸盐、硫代硫酸盐的性质

 (1) 硫代硫酸钠的制备   在250mL烧杯中加4gNa₂SO₃固体, 加水30mL微热使之溶解,然后加1.5g研细的硫磺,不断搅拌, 煮沸10min, 趁热过滤 ,浓缩滤液至表面有晶体析出. 冷却,Na₂S₂O₃·5H₂O晶体析出完全,抽滤, 保留晶体.

(2) 纯度鉴定及SO₃^2- , S₂O₃^2-性质验证

a.             检测自制Na₂S₂O₃晶体中是否存在S^2-, SO^2- , S₂O₃^2- , 和SO₄^2-离子.

(a)        SO₄^2-离子鉴定  在试液中先加入6 HCl ,产生白色浑浊, 离心分离, 取清液 , 再滴加0.1BaCl₂, 若有白色沉淀示有SO₄^2-离子.

(b)     S^2-离子鉴定    再点滴板上滴入1～2滴试液, 再滴加1%如显紫色 , 示有S^2-离子.

(c)      除S^2-          未知液中加PbCO₃固体, 使转化为黑色的PbS沉淀 , 直至S^2-除尽,离心分离保留清液.

(d)      S₂O₃^2-离子鉴定   取除S^2-清液, 滴加0.1. AgNO₃溶液至白色沉淀. 沉淀颜色由白蓝—棕—黑色, 示有S₂O₃^2-离子.

(e)     SO₃^2-离子鉴定    在点滴板上,加2滴饱和ZnSO₄溶液, 1滴K₄Fe(CN)₆和1滴 1% 的溶液, 用6NH₃·H₂O中和, 然后加1滴除S^2-后的清液, 出现红色沉淀示有SO₃^2-离子. 

b、分别用自制和实验室提供的Na₂S₂O₃试剂定性实验S₂O₃^2-的不稳定性, 氧化还原性及其 银盐和

钡盐的溶解性.

用实验室提供的SO₃^2-试剂定性实验SO₃^2-的不稳定性,氧化还原性和钡盐的溶解性.

5、    亚硝酸及其盐的性质

(1)       用1 Na₂NO₂和9 H₂SO­₄制备少量的HNO₂,放在冷水或冰水中冷却,观察溶液和溶液上方气体颜色. 写出反应方程式, 显示了HNO₂的何种性质?

(2)      0.1Na₂NO₂在酸性介质中(取何种酸酸化?为什么?)分别与下列时机反应

0.01KMnO₄溶液; 0.1KI溶液; 0.1Na₂S₂O₃溶液.

 由实验现象写出离子反应式, 并且说明NaNO₂ ,在上述各反应中显示了何种性质.

(3)      NO₂^- ,NO₃^-的鉴定

^{a.         a.}         取少量0.1NaNO₂, 滴加2HAc酸化, 加入数粒FeSO₄·7H₂O晶体,振荡溶解,.溶液呈棕色,示有NO₂^-

^{b.         b.}         往试管中加入2～3滴0.1KNO₃, 数粒FeSO₄·7H₂O晶体,振荡溶解,. 然后斜持试管, 沿管壁慢慢滴加浓H₂SO₄, 在两液面接触界面上出现棕色环,示有NO₃^-

6、  磷酸盐性质

 用pH试纸检验0.1的Na₃PO₄,Na₂HPO₄,NaH₂PO₄溶液的酸碱性, 取每种试液2～3滴,再加2滴0.1AgNO₃, 观察有无沉淀生成, pH值有无变化?比较磷酸3种形式其溶液的pH值, 结论填入表中.

(1)    在3支试管中各加入10滴0.1CaCl₂溶液, 然后分别加入等量的0.1Na₃PO_4­, 0.1Na₂HPO₄和0.1NaH₂PO₄, 观察试管中是否有沉淀生成?当加入3NH₃·H₂O时有无变化?加入2HCl溶液后,又有何变化?比较磷酸的3种钙盐的溶解性, 并说明它们之间相互转化条件, 结论填入表内.

(2)    PO₃^-, PO₄^-,P₂O₇^4-离子鉴定

a.          分别取PO₃^-, PO₄^-,P₂O₇^4-试液2滴,加入0.5mL 6HNO₃和5～8滴饱和钼酸氨试剂 ,用搅棒摩擦试管, 若有黄色沉淀产生示有PO₄^3-. 未出现沉淀的试管用水浴加热. 观察现象.

b.            按a取毕试液, 滴加1～2滴0.1AgNO₃,滴加2HAc,沉淀不消失为P₂O₇^4-  .

^c.           按a取毕试液, 各加入2HAc调节pH=4～6,加入鸡蛋白水溶液,发生凝聚的示有PO₃^-

           按实验结果总结区别与鉴定PO₃^-, PO₄^-,P₂O₇^4-的实验方法.

五、延伸实验

1、  1、  有一个未知试液,试鉴定是否为PO₄^3-盐溶液

已知该未知液中含有S^2-, S₂O₃^2-,SO₃^2-与Cl^-等杂质离子,它们将干扰PO₄^3-的鉴定. 试按试液性质设计鉴定未知PO₄^3-的方案.

2、  2、  从含有碘, 溴, 氯单质的CCl₄溶液中回收CCl₄溶剂.

①参照分液漏斗使用,做好分液漏斗的检漏,旋塞的涂油工作. ②将卤素性质实验中收集的CCl₄废液转移至分液漏斗中, 加等量的10%Na₂SO₃(总体积应小于分液漏斗总量的3/4), 参照分液漏斗使用进行萃取操作. 多次振摇分液漏斗. ③当CCl₄层颜色不再褪色时,将分液漏斗置于支架上, 静止分层. 将上端玻璃塞的侧槽对准颈部小孔, 开启旋塞, 将下层液体放入烧杯(是CCl₄ ? ) . 上层液体由上端瓶口放入另一烧杯中. 若下层液体中仍有色, 则需重复② , ③步骤至CCl₄层无色, 再用去离子水洗涤CCl₄, 操作同上,共3次.

六、思考题

1、    预习思考

(1)      O, S, N, P元素的氢化物与含氧酸及其盐在酸碱性, 氧化还原性, 稳定性及溶解性方面有哪些特性? 又有哪些共性?

(2)    如何鉴别下列各组物质:

a.       a.       NH₄Cl 与NH₄NO₃

b.       b.       NH₄NO₃与NH₄NO₂

c.       c.       Na₂S₂O₃ , Na₂S , Na₂SO₃与Na₂SO₄

d.       d.       Na₃PO₄ , Na₂S, NaCl

e.       e.       Na₃PO₄ 与Na₄P₂O₇

f.        f.        H₃PO₃ 与 H₃PO₄

(3)    如何回收含 I₂ , Br₂ 的CCl₄溶剂?试列出实验方案.

(4)      什么叫液-液萃取? 液-液 萃取需要哪些实验装置? 其规范操作包括哪几部?

(5)      鉴定NO₃^-离子时, 为使棕色环明显, 在操作上要注意什么问题?

2、    进一步思考

(1)      通过实验列举2～3个实验说明介质对氧化还原反应的影响, 试从中找出一些规律.

(2)    在酸性介质中H₂S与KMnO₄反应, 有的出现乳白色浑浊, 有的为无色透明溶液, 在同样条件下,H₂S与FeCl₃反应只出现乳白色浑浊. ①解释实验现象; ②讨论氧化剂种类, 用量,. 浓度, 及溶液酸度对氧化程度影响.

(3)    有4种试剂: Na₂SO_{4 ,} Na₂SO_{3 ,,} Na₂S₂O_{3 ,}Na₂S₄O₆ ,其标签已脱落. 设计一简便方法鉴别它们