大学化学实验讲义

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大学化学实验讲义王竹梅周玉行编景德镇陶瓷学院200360\n目录实验一分析天平的称量练习……………………………………………………..2实验二硫酸亚铁铵的制备………………………………………………….….…7实验三酸碱标准溶液的配制和浓度的比较…………………………….…….…9实验四酸碱标准溶液浓度的标定…………………………………………….…13实验五碱液中NaOH和Na2CO3含量的测定……………………………….….15实验六EDTA标准溶液的配制和标定…………………………………………..17实验七水的硬度的测定………………………………………………….……....19实验八硫代硫酸钠标准溶液的配制和标定……………………………………20实验九铁矿中铁含量的测定……………………………………….…22实验十硫酸铜中铜含量的测定………………………………………………...24实验十一醋酸电离常数的测定……………………………………………….…..26实验十二氯、溴、碘的化合物………………………………………………….28实验十三氧、硫、氮、磷…………………………………………………….…31实验十四锡、铅、锑、铋………………………………………………………..34实验十五铬和锰…………………………………………………………...…..….37实验十六铁、钴、镍……………………………………………………………….40实验十七铜、银、锌、镉、汞……………………………………………………..42实验十八常见阳离子的分离与鉴定……………………………………………..45实验十九常见阴离子的分离与鉴定………………………………………….…48实验二十水泥中铁、铝、钙、镁的测定(综合)………………………………...57实验二十一石灰石中钙含量的测定(设计)……………………………………..….6060\n实验一分析天平的称量练习一、目的1.了解分析天平的构造，学会正确的称量方法。2.初步掌握减量法的称样方法。3.了解在称量中如何运用有效数字。二、分析天平及其使用1.分析天平的种类天平有按结构和精度分类的两种常用分类方法。天平按结构特点可分为等臂和不等臂两类。等臂和不等臂的又可分为等臂单盘天平、等臂双盘天平及不等臂单盘天平。单盘天平一般均具有光学读数、机械减码和阻尼等装置。双盘天平又有带普通标牌和微分标牌、有阻尼器和无阻尼器之分。在具有普通标牌的天平中，无阻尼器的天平称为摆辐天平(或摇摆天平或摆动式天平等)，有阻尼器的天平称为阻尼天平。具有微分标牌的天平，一般均有阻尼器和光学读数装置。天平按精度，通常分为10级。一级天平精度最好，十级最差。在常量分析中，使用最多的是最大载荷为100~200g的分析天平，属三、四级。在微量分析中，常用最大载荷为20~30g的一至三级天平。半机械加码电光天平(简称半自动电光天平)和单盘天平是目前我国最常见的两种类型的天平。前者是一种等臂双盘天平。2.等臂双盘天平的构造以目前国内广泛使用的TG-328A型电光天平(见上页)为例，简要地介绍这种天平的结构。3.天平的调整天平安装好后，应进行下列调整：(1)零点调整可由横梁上的平衡螺丝来调节，较小的零点调节可拨动底板下的调零杆。一般零点在±2个分度内即可。(2)光学投影的调整天平投影屏上显示的刻度应清晰明亮，亮度均匀，一般可按下列几个方面来调整：①光源不强将灯罩上的定位螺丝旋松，前后移动或旋转灯罩，使光源处在光轴上，直至投影屏上亮度最大时为止，然后坚固定位螺丝。②影像不清晰松开物镜筒上的紧固螺丝，前后移动物镜筒，使投影屏上的刻度至清晰为止，然后坚固螺丝。③投影屏有黑影缺陷可调整两片反光镜的相对位置和灯罩，直至投影屏无黑影为止。④光源不亮一般由下列原因引起：变压器插孔插错，以及输出电压与灯泡电压不符，造成灯泡烧坏；插头内电线断落，电源插头或变压器插孔接触不良，以致电路不通；附在开关轴上的电源开关失灵等。4.天平的使用规则60\n(1)称量前的检查取下天平罩，折叠好放在天平箱上面。逐项检查：①称量物的温度与天平箱内温度是否相等，称量物的外部是否清洁和干燥。②天平箱内、秤盘上是否清洁。如有灰尘，用毛刷刷净。③天平位置是否水平。④天平各部件是否都处在应有位置，特别要注意吊耳和圈码。⑤调节天平零点。(2)称量规则①称量者必须面对天平正中端坐。只能用指定的天平和砝码完成一次实验的全部称量，中途不能更换天平。②称量物只能由边门取放，称量时，不能打开前门。③不准在天平开启时取放称量物和加减砝码。开启或关闭天平要轻缓，切勿用力过猛，以免刀口受撞击而损伤。④粉末状、潮湿、有腐蚀性的物质绝对不能直接放在秤盘上，必须用干燥、洁净的容器(称量瓶、坩埚等)盛好，才能称量。⑤称量物应放在秤盘中央。称量物不得超过天平最大载荷，外形尺寸也不宜过大。⑥使用机械加码装置时，转动读数指数盘的动作应轻缓，不要将箭头对着两个读数之间。估计称量物的质量，按“由大到小，中间截取”的原则选用砝码。先微微天启天平进行观察，当指针的偏转在标牌范围内时，方可全启天平。⑦读数时，应关闭天平的门，以免指针摆动受空气流动的影响。⑧称量结束时关闭天平，取出称量物，指数盘恢复到“0.00”位，关好天平门，罩好天平罩，填写使用登记卡，经教师同意后，方可离开天平室。5.称量步骤和方法分析天平是精密仪器，称量时要仔细、认真。(1)称量步骤：①称量前准备按学号每人一台分析天平，准备一张长纸条和一张小纸片，移动称量瓶用长纸条，打开称量瓶用小纸片。每人准备一个记录本。取下天平罩叠好后放在天平上面。②称量前检查称量前先检查天平的各个部件是否都处于正常位置(主要检查横梁、吊耳、天平盘)，如发现异常情况应报告教师处理。检查天平是否水平，圈码指数盘是否指在0.00位置，两盘是否空差，用小毛刷将天平盘清扫一下。③预称用台秤预称量，右盘放砝码，左盘放物体。④称量把要称量的物体放在天平右盘的中央，缓慢地微开开关旋钮，观察投影屏上标牌移动情况，判断出圈码比称量物轻或重之后，应立即关好开关旋钮。转动圈码指数盘，再称量。这样反复加减圈码，直到投影屏的刻线与标牌上某一读数重合为止。⑤当投影屏上标牌投影稳定后，就可以从标牌上读出10mg以下质量。天平的标牌上既有正值的刻度，又有负值的刻度，称量时，一般都使刻线落在正值的范围里，读数时只要加上这部分毫克数即为本次称量的质量。读数后立即关上开关旋钮。60\n标牌上一大格为1mg，一小格为0.1mg。当刻线落在两小格间时，按四舍五入的原则取舍(如图)。当天平的零点是0.0mg时，称量物质量=砝码质量+圈码质量+毫克数称量结果要直接、如实地记录在实验记录本上。(2)称样方法根据试样的不同性质和分析工作中的不同要求，可分别采用直接称量(简称直接法)、指定质量(固定样)称量法和差减称量法(也称减量法)进行称量。①直接称量法对一些在空气中无吸湿性的试样或试剂，如金属或合金等可用直接法称量。称量时将试样放在干净而干燥的小表面皿上或油光纸上，一次称取一定质量的试样。②指定质量称量法对于可用直接法称量的试样，在例行分析中，为简化计算工作往往需要称出预定质量的试样。这时可在已知质量的称量容器(如表面皿或不锈钢等金属材料做成的小皿)内，直接投放待称试样，直至达到所需要的质量。注意：试样决不能失落在秤盘上和天平箱内；称好的试样必须定量地由称量器皿中转移到接受容器内；③差减称量法(减量法)如果试样是粉末或易吸湿的物质，则需把试样装在称量瓶内称量。倒出一份试样前后两次质量之差，即为该份试样的质量。称量时，用纸条叠成宽度适中的两三层纸带，毛边朝下套在称量瓶上。右手拇指与食指拿住纸条，由天平的右门放在天平右盘的正中，取下纸带，称出瓶和试样的质量。然后右手仍用纸带把称量瓶从盘上取下，交予左手仍用纸带拿住，放在容器上方。右手用另外一小纸片衬垫打开瓶盖，但勿使瓶盖离开容器上方。慢慢倾斜瓶身至接近水平，瓶底略低于瓶口。在称量瓶口离容器上方约1cm处，用盖轻轻敲瓶口上部使试样落入接受的容器内(如图)。倒出试样后，把称量瓶轻轻竖起，同时用盖敲打瓶口上部，使粘在瓶口的试样落下(或落入称量瓶或落入容器，所以倒出试样的手续必须在容器口正上方进行)。盖好瓶盖，放回天平盘上，称出其质量。两次质量之差，即为倒出的试样质量。若不慎倒出的试样超过了所需的量，则应弃之重称。如果接受的容器口较小(如锥形瓶等)，也可以在瓶口上放一只洗净的小漏斗，将试样倒入漏斗内，待称好试样后，用小量蒸馏水将试样洗入容器内。三、仪器和试样分析天平，台秤和砝码，小烧杯(25mL或50mL)2只，称量瓶1只，试样。四、步骤1．两只小烧杯、一只称量瓶分别依次用洗液、自来水、蒸馏水洗干净后，置于烘箱中。升温至378K，并保持30min60\n。取出烧杯、称量瓶，稍冷片刻后，将称量瓶放入干燥器中，冷至室温后即可使用。2．将2只小烧杯编号，先在台秤上粗称其质量(准确到0.1克)，记在记录本上。然后进一步在分析天平上精确称量，准确到0.1mg。3．将称量瓶装上试样，粗称其质量，再在分析天平上精确称量，记下质量为m1(g)。然后自天平中取出称量瓶，将试样慢慢倾入上面已称出质量的第一只烧杯中。倾样时，由于初次称量，缺乏经验，很难一次倾准，因此要试称，即第一次倾出少一些，粗称此量，根据此质量估计不足的量(为倾出量的几倍)，继续倾出此量，然后再准确称量，设为m2(g)，则m1-m2即为试样的质量。要求称出的试样量为0.2~0.4g。第一份试样称好后，再称第二份试样于第二只烧杯中，称出称量瓶加剩余试样的质量，设为m3(g)，则m2-m3即为第二份试样的质量。4．分别称出两个“小烧杯+试样”的质量，记为m4和m5。5．称量后天平的检查：(1)天平是否关闭。(2)天平盘上的物品是否取出。(3)天平箱内及桌面上有无脏物，若有要及时清除干净。(4)指数盘是否回至零位。(5)吊耳、天平梁是否移位，圈码有无脱落或绞在一起。(6)天平罩是否罩好。6．结果的检验：(1)检查m1-m2是否等于第1只小烧杯中增加的质量；m2-m3是否等于第2只小烧杯的中增加的质量；如不相等，求出差值，要求称量的绝对差值小于0.5mg。(2)再检查倒入小烧杯中的两份试样的质量是否合乎要求(即在0.2~0.4g之间)。(3)如不符合要求，分析原因并继续再称。五、报告示例实验一分析天平的称量练习一、实验目的：1.了解分析天平的构造，学会正确的称量方法。2.初步掌握减量法的称样方法。3.了解在称量中如何运用有效数字。二、方法摘要：用减量法称取试样两份，每份0.2~0.4g。三、实验记录：记录项目ⅠⅡ(称量瓶+试样)的质量(倒出前)(称量瓶+试样)的质量(倒出后)称出试样质量m117.6549gm217.3338g0.3211gm217.3338gm316.9823g0.3515g(烧杯+称出试样)的质量空烧杯质量称出试样质量m428.5730g28.2516g0.3214gm527.7175g27.3658g0.3517g绝对差值0.0003g0.0002g60\n四、讨论：讨论的内容可以是实验中发现的问题，情况记要，误差分析，经验教训，心得体会；也可以对教师或实验室提出意见和建议等。思考题1.称量前应如何检查天平？2.为什么天平梁没有托住以前，绝对不许把任何东西放入盘或从盘上取下？3.减量法称样是怎样进行的，宜在何种情况下采用?60\n实验二硫酸亚铁铵的制备一、实验目的:1、了解硫酸亚铁铵的制备方法。2、进一步掌握台天平的使用方法。3、熟悉普通过滤及抽气过滤及水浴加热等基本操作。二、实验预习：1、倾析法过滤和减压过滤（吸滤或抽滤）的基本操作。2、PH试纸的使用，吸管的使用。3、结晶条件与晶体大小的关系。三、实验提要：铁与稀硫酸作用生成硫酸亚铁，溶液经浓缩后冷却至室温，即可得到浅绿色的FeSO4·7H2O(俗称绿矾)晶体。Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑FeSO4在弱酸性溶液中容易氧化，生成黄色的碱式硫酸铁沉淀。4FeSO4+O2+2H2O=4Fe(OH)SO4因此，在蒸发浓缩过程中，应加入一枚小铁钉，并使溶液保持较强的酸性。浅绿色的FeSO4·7H2O在70℃左右时，容易变成溶解度较小的白色FeSO4·H2O，所以在浓缩过程中，温度不宜过高，应维持在70℃以下。硫酸亚铁与等物质量硫酸铵溶液混合，即生成溶解度较小的浅蓝绿色硫酸亚铁铵FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O复盐晶体：FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O=FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O该复盐组成稳定，在空气中不易被氧化。四、仪器、药品和材料：仪器：台天平、布氏漏斗、吸滤瓶药品：H2SO4（浓）、Na2CO3(10%)、(NH4)2SO4（固）、铁屑、铁钉、Fe3+0.1mg/ml(铁标准溶液)材料：PH试纸、滤纸五、实验内容：1、计算制备20gFeSO4·7H2O所需的铁屑和3mol·L-1H2SO4的量（过量25%）按计量制备把除去表面油污的铁屑放入烧杯中，倒入所需3mol·L-1H2SO4（自配），盖上表面皿，水浴加热（保持为-80℃左右），使铁屑和H2SO4反应直至不再有气泡冒出为止（约需20min）。在加热过程中应不时加入少量水。趁热抽滤（最好在通风橱中进行）滤液立即转移至蒸发皿中，此时溶液的PH值应是1左右。在溶液中放入一枚洁净的小铁钉，用小火加热蒸发，或水浴加热（恒温70℃60\n左右）。当溶液内开始有晶体析出时，停止蒸发，冷却室温，抽滤，称量。1、硫酸亚铁铵的制备：根据上面得到的FeSO4·7H2O晶体的质量，根据反应方程式，计算出所需(NH4)2SO4的质量，并参照溶解度数据将其配成饱和溶液。把两溶液混合均匀，用3mol·L-1H2SO4溶液调节PH值为1~2。水浴加热，将溶液浓缩到表面有结晶膜出现，在空气中缓慢冷却，析出FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O晶体，观察晶体颜色，抽滤，称量。2、Fe3+的限量分析：（1）不含氧的水：加一定量的水在锥形瓶中，小火加热，煮沸10—20分钟，冷却后即可使用。（2）Fe3+标准溶液的配制：称取0.8634gNH4Fe（SO4）2·12H2O固体溶于水（内含2.5ml浓H2SO4），移入1000ml容量瓶中，并冲稀至刻度。此溶液每毫升含Fe3+0.1mg。（3）限量分析：称1g样品于25ml比色管中，加2ml3mol·L-1HCl15ml不含氧的水，振荡，样品溶解后加1ml25%KSCN溶液，继续加不含氧的水至25ml刻度，摇匀，所呈红色不得深于标准。标准：用吸管分别一定量的Fe3+标准溶液，加入到比色管中，使Fe3+量为：Ⅰ级：0.05mg，Ⅱ级：0.10mg，Ⅲ级：0.20mg。然后与样品同样处理。六、指导与思考：1为什么要保持硫酸亚铁溶液和硫酸亚铁铵溶液有较强的酸性？2如果硫酸亚铁溶液已有部分被氧化，则应如何处理才能制得较纯的FeSO4·7H2O？60\n实验三酸碱标准溶液的配制和浓度的比较一、目的1.练习滴定操作，初步掌握准确地确定终点的方法。2.练习酸碱标准溶液的配制和浓度的比较。3.熟悉甲基橙和酚酞指示剂的使用和终点的变化。初步掌握酸碱指示剂的选择方法。二、原理浓盐酸易挥发，固体NaOH容易吸收空气中的水分和CO2，因此不能直接配制准确浓度的HCl和NaOH标准溶液，只能先配制近似浓度的溶液，然后用基准物质标定其准确浓度。也可用另一已知准确浓度的标准溶液滴定该溶液，再根据它们的体积比求得该溶液的浓度。酸碱指示剂都具有一定的变色范围。0.1mol·L-1NaOH和HCl溶液的滴定(强碱与强酸的滴定)，其突跃范围为PH4~10，应当选用在此范围内变色的指示剂，例如甲基橙或酚酞等。NaOH溶液和HAc溶液的滴定，是强碱和弱酸的滴定，其突跃范围处于碱性区域，应选用在此区域内变色的指示剂(如酚酞)。三、仪器和试剂1.浓盐酸2.固体NaOH3.0.1mol·L-1HAc4.0.1%(质量分数)的甲基橙指示剂5.酚酞指示剂(用6+4乙醇-水配制)四、步骤1.0.1mol·L-1HCl溶液的配制：通过计算求出配制300mL0.1mol·L-1HCl溶液所需浓盐酸(相对密度1.19，约12mol·L-1)的体积。然后用清洁量筒量取此量的浓盐酸，加入水中，并稀释成300mL，贮于细口瓶中，充分摇匀。2.0.1mol·L-1NaOH溶液的配制：通过计算求出配制500mL0.1mol·L-1NaOH溶液所需的固体NaOH的量，在台秤上迅速称出(因固体NaOH极易吸收空气中的CO2和水份)，置于烧杯中，加水约100mL使其溶解，然后转移到500mL塑料瓶中，并稀释到500mL摇匀，备用。配制完毕：两个试剂瓶都要贴上标签，说明试剂名称，配制日期，姓名，并留一空白以备填入比溶液的准确浓度。在配制溶液后均须立即贴上标签，注意应养成此习惯。市售固体氢氧化钠常因吸收CO2而混有少量Na2CO3，以致分析结果中引入误差，因此在要求严格的情况下，配制NaOH溶液时必须设法除去CO32-60\n离子，常用方法如下：(1)在上述已配好的溶液中，加入1~2mL200g·L-1BaCl2溶液，摇匀后用橡皮塞塞紧，静置过夜，待沉淀完全沉降后，用虹吸管把清液转入另一试剂瓶中，塞紧，备用。(2)饱和的NaOH溶液(约500g·L-1)具有不溶解Na2CO3的性质，所以用固体NaOH配制的饱和溶液，其中的Na2CO3可以全部沉降下来。在塑料容器中先配制饱和的NaOH溶液，待溶液澄清后，吸取上层溶液，用新煮沸并冷却的水稀释至一定浓度。3.NaOH溶液与HCl溶液的浓度比较(1)HCl滴定NaOH：洗净酸碱滴定管各一支(检查是否漏水)。先用水将滴定管内壁冲洗2~3次。然后用配制好的盐酸标准溶液将酸式滴定管润洗2~3次，再于管内装满该酸溶液；用NaOH标准溶液将碱式滴定管润洗2~3次，再于管内装满该碱溶液。然后排出两滴定管管尖空气泡。(为什么要排空气泡，如何排出？)分别将两滴定管液面调节至0.00刻度，或零点稍下处，静止1min后，精确读取滴定管内液面位置(读到小数点后几位？)并立即将读数记录在实验报告本上。取锥形瓶(250mL)一只，洗净后放在碱式滴定管下，放出约20mL溶液于锥形瓶中，加入一滴甲基橙指示剂，用HCl溶液滴定至溶液由黄色变橙色为止，读取并记录NaOH溶液及HCl溶液的精确体积。分别向两滴定管中加入酸、碱溶液并调节液面至零刻度附近，重复以上操作，反复滴定几次，记下读数，分别求出体积比(VNaOH/VHCl)，直至三次测定结果的相对平均偏差在0.1%以内，取其平均值。4.NaOH溶液与HCl溶液的浓度比较(2)NaOH滴定HCl：以酚酞为指示剂，用NaOH溶液滴定HCl溶液，终点由无色变微红色，其他手续同上。5.以NaOH溶液滴定HAc溶液时使用不同指示剂的比较：用移液管吸取2份25mL0.1mol·L-1HAc溶液于2个250mL锥形瓶中，分别以甲基橙、酚酞为指示剂进行滴定，并比较两次滴定所用NaOH溶液的体积。一、记录和计算见以下实验报告示例。二、实验报告示例在预习时要求在实验记录本上写好下列示例之(一)、(二)，画好三的表格和做好必要的计算。实验过程中把数据记录在表中，实验完成后计算及讨论(一般实验均要求这样)。酸碱标准溶液的配制和浓度的比较一、实验目的二、实验原理(扼要叙述)三、简要步骤：60\n1.配制300mL0.1mol·L-1HCl溶液。2.配制500mL0.1mol·L-1NaOH溶液。3.以甲基橙为指示剂进行HCl与NaOH溶液的浓度比较滴定。4.以酚酞为指示剂进行HCl与NaOH溶液的浓度比较滴定。5.以甲基橙、酚酞为指示剂，以NaOH溶液滴定HAc溶液。6.计算NaOH溶液与HCl溶液的体积比。一、记录和计算：1.0.1mol·L-1HCl溶液和0.1mol·L-1NaOH溶液的配制（列出计算式并算出答案）浓HCl溶液体积＝　固体NaOH的质量＝　2.NaOH溶液与HCl溶液浓度的比较（1）以甲基橙为指示剂，HCl滴定NaOH　　　平行测定次数记录项目ⅠⅡⅢNaOH终读数NaOH初读数VNaOH　　　　mL　　mL　　　　mL　　mL　　　　mL　　mLHCl终读数HCl初读数VHCl　　　　mL　　mL　　　　mL　　mL　　　　mL　　mLVNaOH/VHCl个别测定的绝对偏差相对平均偏差（2）以酚酞为指示剂，NaOH滴定HCl　　　平行测定次数记录项目ⅠⅡⅢNaOH终读数NaOH初读数VNaOH　　　　mL　　mL　　　　mL　　mL　　　　mL　　mLHCl终读数HCl初读数VHCl　　　　mL　　mL　　　　mL　　mL　　　　mL　　mLVNaOH/VHCl60\n个别测定的绝对偏差相对平均偏差3.NaOH溶液滴定25mLHAc溶液指示剂记录项目甲基橙酚酞NaOH终读数NaOH初读数VNaOHmLmLmLmLV橙：V酚=(以V酚为1)一、思考题二、讨论(内容可以是实验中发现的问题、误差分析、经验教训，对指导教师或实验室的意见和建议等)。思考题1.滴定管在装入标准溶液前为什么要用此溶液润洗内壁2~3次？用于滴定的锥形瓶或烧杯是否需要干燥？要不要用标准溶液润洗？为什么?2.为什么不能用直接配制法配制NaOH标准溶液？3.配制HCl溶液及NaOH溶液所用水的体积，是否需要准确量取？为什么？4.用HCl溶液滴定NaOH标准溶液时是否可用酚酞作指示剂？5.在每次滴定完成后，为什么要将标准溶液加至滴定管零点或近零点，然后进行第二次滴定？6.在HCl溶液与NaOH溶液浓度比较的滴定中，以甲基橙和酚酞作指示剂，所得的溶液体积比是否一致？为什么？60\n实验四酸碱标准溶液浓度的标定一、目的1.进一步练习滴定操作。2.学习酸碱溶液浓度的标定方法。二、原理标定酸溶液和碱溶液所用的基准物质有多种，本实验中各介绍一种常用的基准物质。NaOH标准溶液的标定：用基准物邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)以酚酞为指示剂标定NaOH标准溶液的浓度。邻苯二甲酸氢钾的结构为：COOHCOOK其中只有一个可电离的H+离子。标定时的反应为：KHC8H4O4+NaOH＝KNaC8H4O4+H2O邻苯二甲酸氢钾用作基准物有以下优点：①易于获得纯品；②易于干燥，不吸湿；③摩尔质量大，可相对降低称量误差。HCl标准溶液的标定：用无水Na2CO3为基准物标定HCl标准溶液的浓度。由于Na2CO3易吸收空气中的水分，因此采用市售基准试剂级的Na2CO3时应预先于180℃下使之充分干燥，并保存于干燥器中，标定时常以甲基橙为指示剂。NaOH标准溶液与HCl标准溶液的浓度，一般只需标定其中一种，另一种则通过NaOH溶液与HCl溶液滴定的体积比算出。三、试剂1.0.1mol·L-1HCl标准溶液2.0.1mol·L-1NaOH标准溶液3.邻苯二甲酸氢钾(AR)4.无水碳酸钠(AR)5.甲基橙指示剂6.酚酞指示剂四、步骤以下标定实验，只选做其中一个。1.NaOH标准溶液浓度的标定：在分析天平上准确称取(准确至0.0001g)3份已在105~110℃烘过1h以上的分析纯的邻苯二甲酸氢钾，每份0.4~0.6g（取此量的依据是什么？）。放入250mL锥形瓶中，用20~30mL60\n煮沸后刚刚冷却的水使之溶解（如没有完全溶解，可稍微加热）。冷却后加入2滴酚酞指示剂，用NaOH标准溶液滴定至呈微红色半分钟内不褪，即为终点。3份测定的相对平均偏差应小于0.2%，否则应重复测定。2.HCl标准溶液浓度的标定：准确称取已烘干的无水碳酸钠3份(其质量按消耗20~40mL0.1mol·L-1HCl溶液计)，置于3只250mL锥形瓶中，加水约30mL，温热，摇动使之溶解，以甲基橙为指示剂，以0.1mol·L-1HCl标准溶液滴定至溶液由黄色转变为橙色。记下HCl标准溶液的耗用量，计算出HCl标准溶液的浓度(CHCl)，并计算出三次测定的平均值。一、记录和计算1.NaOH(或HCl)溶液的标定和标准溶液的浓度：　　　平行测定次数记录项目ⅠⅡⅢ(称量瓶+KHC8H4O4)的质量(前)(称量瓶+KHC8H4O4)的质量(后)KHC8H4O4的质量　　g　　g　　g　　g　　g　　gNaOH体积终读数NaOH体积初读数VNaOHcNaOH个别测定的绝对偏差相对平均偏差=204.22.讨论(略)。思考题1.溶解基准物KHC8H4O4或Na2CO3所用水的体积量度是否需要准确？为什么？2.用于标定的锥形瓶，其内壁是否要预先干燥？为什么？3.用邻苯二甲酸氢钾为基准物标定0.1mol·L-1NaOH溶液时，基准物称取量如何计算？4.用Na2CO3为基准物标定0.1mol·L-1HCl溶液时，基准物称取量如何计算？5.用邻苯二甲酸氢钾标定NaOH溶液时，为什么用酚酞作指示剂，而不用甲基橙？6.标定NaOH溶液，可用KHC8H4O4为基准物，也可用HCl标准溶液作比较。试比较此两法的优缺点。60\n实验五碱液中NaOH及Na2CO3含量的测定(双指示剂法)一、目的1.掌握双指示剂法测定碱液中NaOH和Na2CO3含量的原理。2.了解混合指示剂的使用及其优点。二、原理碱液中NaOH和Na2CO3的含量，可以在同一份试液中用两种不同的指示剂来测定，这种测定方法即“双指示剂法”。此法方便、快速，在生产中应用普遍。常用的双指示剂是酚酞和甲基橙。(1)在试液中先加酚酞，用HCl标准溶液滴定至红色刚刚褪去。由于酚酞的变色范围在pH8~10，此时不仅NaOH完全被中和，Na2CO3也被滴定成NaHCO3，设此时用去HCl标准溶液的体积为V1mL，并记下此数据。(2)再在上述溶液中加入甲基橙指示剂，溶液呈黄色，滴定至终点时呈橙色，此时NaHCO3被滴定成H2CO3，又用去HCl标准溶液的量设为V2mL，记下此数据。(3)根据前后两次用去HCl标准溶液的体积V1和V2，可以计算出试液中NaOH和Na2CO3的含量，计算式如下：式中：c-----浓度，单位为mol·L-1；x-----NaOH或Na2CO3的含量，单位为g·L-1；M-----物质的摩尔质量，单位为g·mol-1；V------溶液的体积，单位为mL。三、仪器和试剂滴定管、容量瓶、移液管。0.5mol•L-1HCl标准溶液无水Na2CO3（AR）甲基橙指示剂酚酞指示剂四、步骤1．HCl标准溶液的标定：参见实验四中用Na2CO3标定HCl部分，此时Na2CO3用量按比例增大。2．用移液管吸取碱液试样10mL，加0.1%酚酞指示剂1~2滴，用0.5mol•L-1HCl60\n标准溶液滴定，边滴加边充分摇动，以免局部Na2CO3直接被滴至H2CO3。滴定至酚酞恰好褪色为止，此时即为终点，记下所用HCl标准溶液的体积V1mL。然后加入0.1%甲基橙指示剂2滴,此时溶液呈黄色，继续以HCl标准溶液滴定至溶液呈橙色，此时即为终点，记下所用HCl标准溶液的体积V2。3．平行测定三次，根据V1和V2计算碱液中NaOH和Na2CO3的含量（g·L-1）。五、记录和计算碱液中NaOH和Na2CO3的含量：　　　平行测定次数记录项目ⅠⅡⅢV1(酚酞变色消耗HCl体积)，mLV2(甲基橙变色消耗HCl体积)，mL试样体积，mL10CHCl(标准液浓度)分析结果NaOH，g·L-1Na2CO3，g·L-1平均值NaOH，g·L-1Na2CO3，g·L-1个别测定的绝对偏差相对平均偏差思考题1.吸取试液和配制试样溶液时，移液管和容量瓶是否必须先干燥？2.分析实验中所用的基准物或标准溶液当取出后或用后少量剩余部分一般不允许倒回原瓶，为什么？3.欲测定碱液的总碱度，应采用何种指示剂？试拟出测定步骤及以Na2O(g·L-1)表示总碱度的计算公式。4.有一碱液，可能为NaOH或NaHCO3或Na2CO3或共存物质的混合液。用标准酸溶液滴定至酚酞终点时，耗去酸的体积为V1mL，继以甲基橙为指示剂滴定至终点时又耗去酸的体积为V2mL。根据V1与V2的关系判断该碱液的组成：关系组成V1>V2V1060\nV1>0V2=0实验六EDTA标准溶液的配制和标定一、目的1．学习EDTA标准溶液的配制和标定方法。2．掌握配位滴定的原理，了解配位滴定的特点。3．熟悉钙指示剂或二甲酚橙指示剂的使用。二、原理乙二胺四乙酸（简称EDTA，常用H4Y表示）难溶于水，常温下其溶解度为0.2g·L-1(约0.0007mol·L-1)，在分析中通常使用其二钠盐配制标准溶液。乙二胺四乙酸二钠盐的溶解度为120g·L-1，可配制成0.3mol·L-1以上的溶液，其水溶液的PH≈4.8，通常采用间接法配制标准溶液。标定EDTA溶液常用的基准物有Zn、ZnO、CaCO3、Bi、Cu、Pb等。通常选用的何种基准物的原则是：选择其中与被测物组分相同的物质作基准物，这样，滴定条件较一致，可减小误差。EDTA溶液若用于测定Pb2+、Bi3+离子，宜以ZnO或金属锌为基准物，以二甲酚橙为指示剂。在PH≈5~6溶液中，二甲酚橙指示剂本身显黄色，与Zn2+离子形成更稳定的配合物，因此在临近滴定终点时，二甲酚橙被游离了出来，溶液由紫红色变为黄色。EDTA溶液若用于测定Ca2+、Mg2+含量，则宜用CaCO3为基准物。首先可加HCl溶液，将CaCO3溶解：CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O然后把溶液转到容量瓶中并稀释，制成钙标准溶液。吸取一定量钙标准溶液，调节酸度至pH≥12，用钙指示剂。钙离子与钙指示剂生成的配合物为酒红色，当用EDTA溶液滴定至终点附近时，由于EDTA与Ca2+离子形成的配合物比酒红色的配合物(Ca2+离子与钙指示剂生成的)更稳定，钙指示剂则被游离出来，溶液由酒红色转变为钙指示剂在该pH值下显出的蓝色。用此法测定钙时，若有Mg2+离子共存(当pH≥12时，Mg2+将形成Mg(OH)2沉淀)，则Mg2+离子不仅不干扰钙的测定，而且使终点比Ca2+离子单独存在时更敏锐。当Ca2+、Mg2+共存时，终点由酒红色到纯蓝色，当Ca2+离子单独在时则由酒红色到紫蓝色。所以测定单独存在的Ca2+离子时，常常加入少量Mg2+离子。以CaCO3为基准物标定EDTA，选用铬黑T为指法剂时，由于在pH=10时铬黑T与Ca2+形成的配合物不够稳定，将造成终点过早到达，若在溶液中加入Mgy2-(Mg2+与EDTA的配合物)，因发生下列置换反应，而克服终点过早出现的问题：Mgy2-+Ca2+=Mg2++Cay2-(Cay2-比Mgy2-稳定)游离的Mg2+与铬黑T指示剂形成配合物显酒红色。用EDTA滴定时，EDTA先与游离的Ca2+结合，最后再从Mg2+60\n与铬黑T形成的配合物中置换出铬黑T，使溶液由酒红色变纯蓝色。加入的Mgy2-，滴定至最后仍为Mgy2-，所以它不消耗EDTA溶液，只是起了辅助指示终点的作用。一、试剂乙二胺四乙酸二钠(固体，AR)以ZnO基准物时所用试剂：ZnO(GR或AR)1+1HCl1+1NH3·H2O二甲酚橙指示剂(0.5%)200g·L-1六亚甲基四胺溶液以CaCO3为基准物时所用试剂：①用钙指示剂：CaCO3(固体，GR或AR)1+1NH3·H2O镁溶液(溶解1gMgSO4·7H2O于水中，稀释至200mL)100g·L-1NaOH钙指示剂(固体指示剂)②用铬黑T指示剂：CaCO3(固体，GR或AR)pH=10氨性缓冲溶液(内含少量Mgy2-溶液)［Ⅰ］铬黑T指示剂二、步骤1.配制EDTA溶液(0.02mol·L-1)：在台称上称取乙二胺四乙酸二钠7.6g，溶解于300~400mL温水中，稀释至1L，如混蚀，应过滤。转移至1000mL细口瓶中，摇匀。2.以ZnO为基准物标定EDTA溶液：（1）锌标准溶液的配制（0.02mol·L-1）：准确称取在800~1000℃灼烧过(需20分钟以上)的基准物ZnO0.5~0.6g于100mL烧杯中，用少量水润湿，然后逐滴加入1+1HCl，边加边搅至完全溶解为止。然后，将溶液定量转移入250mL容量瓶中，稀释至刻度并摇匀。（2）标定：移取25mL锌标准溶液于250mL锥形瓶中，加约30mL水，2~3滴二甲酚橙指示剂，先加1+1氨水至溶液由黄色刚变橙色（不能多加，如多加再用1+1HCl回滴），然后滴加200g·L-1六亚甲基四胺至溶液呈稳定的紫红色再多加3mL[2]，用EDTA溶液滴定至溶液由红紫色变亮黄色，即为终点。平行测定三次。3．以CaCO3为基准物标定EDTA溶液：（1）0.02mol·L-1标准钙溶液的配制：置碳酸钙基准物于称量瓶中，在110℃干燥2h，置干燥器中冷却后，准确称取0.5~0.6g(准确称至小数点后四位)于小烧杯中，加水润湿，盖以表面皿，再从杯嘴边逐滴加入（注意！目的是为了防止反应过于激烈而使产生的CO2气泡溅起CaCO3粉末损失）数毫升1+1HCl至完全溶解，用水把可能溅到表面皿上的溶液淋洗入杯中，加热至沸，待冷却后移入250mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。（2）标定：①使用钙指示剂：用移液管移取25mL标准钙溶液，置于锥形瓶中，加入约25mL水、2mL镁溶液、5mL100g·L-1NaOH溶液及约10mg60\n(绿豆大小)钙指示剂，摇匀后，用EDTA溶液滴定至由红色变至蓝色，即为终点。平行测定三次。②用铬黑T指示剂：用移液管移取25mL标准钙溶液，置于锥形瓶中，加入10mLpH=10氨性缓冲溶液(内含Mg-EDTA溶液)，适量铬黑T指示剂(使锥开瓶内有较明显的红色即可)，立即用EDTA溶液滴定至红色变为纯蓝色为终点。平行测定三次。一、记录和计算(以ZnO为基准物为例)称取ZnO的质量：　　　平行测定次数记录项目ⅠⅡⅢEDTA体积终读数EDTA体积初读数VEDTA(mL)CEDTA个别测定的绝对偏差相对平均偏差=81.39思考题1.为什么通常使用乙二胺四乙酸二钠盐配制EDTA标准溶液，而不用乙二胺四乙酸？2.以HCl溶液溶解CaCO3基准物时，操作中应注意些什么？3.以铬黑T为指示剂时，变色的最适宜的pH范围在何处？用什么方法调节pH？如果溶液的pH>11.6，结果将如何，为什么？4.当用二甲酚橙为指示剂时，它变色的最适宜酸度范围在何处？用何种缓冲溶液？5.以CaCO3为基准物，以钙指示剂为指示剂标定EDTA溶液时，应控制溶液的酸度为多少？为什么？怎样控制？6.配位滴定法与酸碱滴定法相比，有哪些不同点？操作中应注意哪些问题？注释：［1］含Mgy2-氨性缓冲溶液的配制：用MgSO4·7H2O配制成0.01mol·L-1溶液，在pH=10下，以0.02mol·L-1EDTA标准溶液准确滴定为Mgy2-溶液，取溶液300mL用pH=10的NH3-NH4Cl缓冲溶液稀释为1L。［2］此处六亚甲基四胺用作缓冲剂。它在酸性溶液中能生成(CH2)6N4H+，此共轭酸与过量(CH2)6N4构成缓冲溶液，从而能使溶液的酸度稳定在pH5~6范围内。60\n先加入氨水调节酸度是为了节约六亚甲基四胺，因六亚甲基四胺的价格较昂贵。60\n实验八硫代硫酸钠标准溶液的配制及标定一、目的1.掌握Na2S2O3溶液的配制方法和保存条件。2.了解Na2S2O3溶液浓度的标定原理和方法。二、原理硫代硫酸钠一般都含有少量的杂质，如S、Na2SO3、Na2SO4等。同时还容易风化和潮解，因此不能直接配制成准确浓度的溶液。Na2S2O3溶液浓度不稳定，容易改变，因为以下三个方面的作用：(1)溶解的CO2的作用：在稀酸(pH<4.6)溶液中含有CO2时，会促使Na2S2O3分解：Na2S2O3+H2CO3=NaHCO3+NaHSO3+S↓此分解作用一般在配成溶液的最初十天发生。(2)空气中O2的作用：2Na2S2O3+O2=2NaSO4+2S↓(3)与微生物作用：Na2S2O3Na2SO3+S↓所以要用新煮沸后冷却的蒸馏水配制溶液并加入少量Na2CO3，还要贮于棕色瓶，以防止Na2S2O3分解。放置8~14天再标定。通常用K2Cr2O7作基准物标定Na2S2O3溶液的浓度。K2Cr2O7先与KI反应析出I2，后用Na2S2O3标准溶液滴定析出的I2：Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2OI2+2S2O32-=S4O62-+2I-三、仪器与试剂分析天平、滴定管、碘量瓶。Na2S2O3·5H2O(s)、Na2CO3(s)、KI(s)、可溶性淀粉、6mol·L-1HCl、K2Cr2O7(AR或基准试剂)四、操作步骤1.0.1mol·L-1Na2S2O3溶液的配制：称取25gNa2S2O3·5H2O于500mL烧杯中，加入300mL新煮沸已冷却的蒸馏水，待完全溶解后，加入0.2gNa2CO3，然后用新煮沸已冷却的蒸馏水，稀释至1L，贮于棕色瓶中，在暗处放置7~14天后标定。2.0.1mol·L-1Na2S2O3溶液浓度的标定：准确称取已烘干的K2Cr2O7(其质量相当于20~30mL0.1mol·L-1Na2S2O3溶液)于250mL碘量瓶中，加入10~20mL水使之溶解，再加入20mL10%KI溶液和6mol·L-1HCl溶液560\nmL，混匀后将瓶塞塞好，并加以水封，放在暗处5min［1］。然后用50mL水稀释，用0.1mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至呈黄绿色，加入1%淀粉溶液1mL，继续滴定至蓝色变绿色，即为终点［2］。平行测定三份。一、结果及数据处理根据K2Cr2O7的质量(g)()及消耗的Na2S2O3溶液的体积(mL)()计算出Na2S2O3溶液的浓度()，见以下公式：—K2Cr2O7的摩尔质量(294.2g/mol)　　　平行测定次数记录项目ⅠⅡⅢ(称量瓶+K2Cr2O7)的质量(前)(称量瓶+K2Cr2O7)的质量(后)K2Cr2O7的质量　　　　g　　g　　　　g　　g　　　　g　　gNa2S2O3体积终读数Na2S2O3体积初读数个别测定的绝对偏差相对平均偏差注释：[1]K2Cr2O7与KI的反应不是立刻完成的，在稀溶液中反应更慢，因此应等反应完成后再稀释。在上述条件下，大约经5min反应即可完成。[2]滴定完了的溶液放置后会变蓝色。如果不是很快变蓝(经过5~10min)那就是由于空气氧化所致。如果很快而且又不断变蓝，说明K2Cr2O7与KI的作用在滴定前进行得不完全，溶液稀释得太早。遇此情况，实验应重做。思考题1.硫代硫酸钠溶液为什么要预先配制？为什么配制时要用刚煮沸过并已冷却的蒸馏水？为什么配制时要加少量的碳酸钠？2.重铬酸钾与碘化钾混合液在暗处放置5min后，为什么要用水稀释至100mL，再用硫代硫酸钠溶液滴定？如果在放置之前稀释行不行，为什么？3.为什么当滴定到呈黄绿色时才加入淀粉指示剂？60\n实验九铁矿中铁含量的测定一、目的1.学习用酸分解矿石试样的方法。2.掌握不用汞盐的重铬酸钾法测定铁的原理和方法。3.了解预还原的目的和方法。二、原理铁矿的主要成分是Fe2O3·xH2O。对铁矿来说，盐酸是很好的溶剂，溶解后生成Fe3+离子，必须用还原剂将它预先还原，才能用氧化剂K2Cr2O7溶液滴定。经典的K2Cr2O7法测定铁时，用SnCl2作预还原剂，多余的SnCl2用HgCl2除去，然后用K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2+离子。这种方法操作简便，结果准确。但是HgCl2有剧毒，造成严重的环境污染，近年来推广采用各种不用汞盐的测定铁的方法，即先用SnCl2将大部分Fe3+离子还原，以钨酸钠为指示剂，再用TiCl3溶液还原剩余的Fe3+离子，其反应式如下：2Fe3++SnCl42-+2Cl-===2Fe2++SnCl62-Fe3++Ti3++H2O===Fe2++TiO2++2H+过量的TiCl3使钨酸钠还原为钨蓝，然后用K2Cr2O7溶液使钨蓝褪色，以消除过量还原剂TiCl3的影响。最后以二苯胺磺酸钠为指示剂，用K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+离子。6Fe2++Cr2O72-+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O由于滴定过程中生成黄色的Fe3+离子，影响终点的正确判断，故加入H3PO4，使之与Fe3+离子结合成无色的[Fe(PO4)2]3-配离子，消除了Fe3+离子的黄色影响。H3PO4的加入还可以降低Fe3+/Fe2+电对的电极电位，使滴定突跃范围增大，用二苯胺磺酸钠指示剂能清楚正确地指示终点。K2Cr2O7标准溶液可以用干燥后的固体K2Cr2O7直接配制。三、仪器和试剂1.60g·L-1SnCl2溶液称取6gSnCl2·H2O溶于20mL热浓盐酸中，加水稀释至100mL。2.硫磷混酸将200mL浓硫酸在搅拌下缓慢注入500mL水中，冷却后加入300mL浓磷酸，混匀。3.250g·L-1Na2WO4溶液称取25gNa2WO4溶于适量水中(若浑浊应过滤)，加5mL浓磷酸，加水稀释至100mL。4.(1+19)TiCl3溶液取TiCl3溶液(15%~20%)，用1+9盐酸稀释20倍，加一层液体石蜡保护。5.2g·L-1二苯胺磺酸钠溶液6.浓盐酸7.0.015mol·L-1K2Cr2O7标准溶液按计算量称取150℃烘了1h的K2Cr2O760\n(AR或基准试剂)，溶于水，移入250mL容量瓶，用水稀释至刻度，摇匀。计算出K2Cr2O7标准溶液的准确浓度(mol·L-1)。8.Fe2O3一、步骤准确称取0.15~0.20g(称准至0.0002g)铁矿石试样，置于150mL锥形瓶中，加几滴水润湿样品，再加10~20mL浓盐酸，低温加热10~20min，滴加60g·L-1SnCl2溶液至浅黄色，继续加热10~20min(此时体积约为10mL)至剩余残渣为白色或浅色时表示溶解完全。调整溶液体积至150~200mL，加15滴250g·L-1Na2WO4溶液，用(1+19)TiCl3溶液滴至溶液呈蓝色，再滴加K2Cr2O7标准溶液至无色(不计读数)，迅速加入10mL硫磷混酸，5滴2g·L-1二苯胺磺酸钠指示剂，立即用K2Cr2O7标准溶液滴定至稳定的紫色。根据滴定结果，计算铁矿中用Fe及Fe2O3表示铁的质量分数。平行测定三次。思考题1.用重铬酸钾法测定铁矿中铁的质量分数的反应过程如何？2.先后用SnCl2和TiCl3作还原剂的目的何在？如果不慎加入了过多的SnCl2和TiCl3应怎么办？3.Na2WO4和二苯胺磺酸钠是什么性质的指示剂？4.加入硫磷混酸的目的何在？60\n实验十硫酸铜中铜含量的测定一、目的掌握用间接碘量法测定铜的原理和方法。二、原理Cu2+离子在酸性溶液中与KI发生下列反应：2Cu2++4I-=2CuI↓+I2析出的I2再用Na2S2O3标准溶液滴定：I2+2S2O32-=S4O62-+2I-由此可以计算出铜的含量。Cu2+与I-的反应是可逆的，为了促使反应趋于完全，必须加入过量的KI，但CuI沉淀强烈吸附I2，使测定结果偏低。如果加入KSCN，使CuI(KSP=1.110-12)转化为溶解度更小的CuSCN(KSP=1.110-15)，就可以使用较少的KI而能使反应进行得更完全，但是KSCN只能在接近终点时加入，否则较多的I2会明显地被KSCN所还原而使结果偏低：SCN-+4I2+4H2O=SO42-+7I-+ICN+8H+同时，为了防止铜盐水解，反应必须在酸性溶液中进行。酸度过低，铜盐水解而使Cu2+离子氧化I-离子进行不完全，造成结果偏低，而且反应速度慢，终点拖长；酸度过高，则I-离子被空气氧化为I2(Cu2+离子催化下)，使结果偏高。因Cl-离子能与Cu2+离子络合，影响I-离子对络合物Cu(Ⅱ)的定量还原，所以最好用硫酸而不用盐酸调节测定用酸度。三、仪器与试剂分析天平、滴定管、移液管等。0.1mol·L-1Na2S2O3标准溶液、1mol·L-1H2SO4、10%KI溶液、1%淀粉溶液、10%KSCN溶液。四、操作步骤准确称取硫酸铜试样(每份质量相当于20~30mL0.1mol·L-1Na2S2O3标准溶液：0.5~0.7克)于250mL锥形瓶中，加1mol·L-1H2SO4溶液3mL和水30mL使之溶解。加入10%KI溶液7~8mL，立即用Na2S2O3标准溶液滴定至呈浅黄色。再加入1%淀粉溶液1mL，继续滴定到呈浅蓝色。再加入5mL10%KSCN溶液，摇匀后溶液转为深蓝色，再继续滴定到蓝色恰好消失即为终点，此时溶液为米黄色CuSCN悬浮液。平行测定三份。60\n一、记录和计算　　　平行测定次数记录项目ⅠⅡⅢ(称量瓶+硫酸铜)的质量(前)(称量瓶+硫酸铜)的质量(后)硫酸铜的质量　g　g　　g　g　　g　gNa2S2O3体积终读数Na2S2O3体积初读数Cu%个别测定的绝对偏差相对平均偏差=63.546思考题1.硫酸铜易溶于水，为什么溶解时要加硫酸？2.用碘法测定铜含量时，为什么要加入KSCN溶液？如果在酸化后立即加入KSCN溶液，会产生什么影响？可否用NH4SCN代替KSCN？3.已知Eo(Cu2+/Cu)=0.158V，Eo(I2/I-)=0.54V，为什么本法中Cu2+却能使I-氧化为I2？4.测定反应为什么一定要在弱酸性溶液中进行？5.如果用Na2S2O3标准溶液测定铜矿或铜合金中的铜，用什么基准物标定Na2S2O3溶液的浓度最好？60\n实验十一醋酸电离度、电离常数的测定（PH法）一、实验预习：1、弱电解质的电离平衡，同离子效应。2、PH计的原理及其使用。二、实验提要：醋酸在水溶液中存在下列电离平衡：HAc=H++Ac-KHAc=;设醋酸的起始浓度为C，平衡时〔H+〕=〔Ac-〕=xKHAc=在一定温度下，用酸度计测定一系列已知的醋酸的PH值，根据PH=-lg〔H+〕换算出〔H+〕，代入上式，可求得一系列对应的K值，取其平均值，即为该温度下醋酸的电离常数。三、实验仪器、药品和材料：仪器：酸度计，50ml容量瓶药品：HAc（0.1mol·L-1标准溶液），缓冲溶液（PH=4.003，PH=6.88），NaAc(0.10mol·L-1)材料：檫镜纸或滤纸片四、实验内容：1、配制不同浓度的醋酸溶液：用吸管分别吸取25.00ml、5.00ml、2.50ml、0.10mol·L-1（需标定）的HAc溶液于三个50ml容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。编号为2、3、4。0.10mol·L-1HAc溶液编号为1。用PH计由稀到浓分别测定HAc溶液的PH值。2、同离子效应：分别吸取25.00ml、0.10mol·L-1HAc溶液，5.00ml、0.10mol·L-1NaAc溶液于同一个50ml容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。编号为5，测定PH值。用酸度计由稀到浓测定1~5号HAc溶液的PH值。60\n五、数据记录和处理：容量瓶编号HAc的体积（ml）H2O的体积（ml）HAc的浓度（mol·L-1）PH〔H+〕KHAc=12345测定时温度_________℃醋酸的电离常数K平=__________六、思考题：1、改变被测HAc溶液的浓度或温度，则电离度和电离常数有无变化？若有变化，会有怎样的变化？2、配制不同浓度的HAc溶液时，玻璃器皿是否要干燥，为什么？3、“电离度越大，酸度就越大。”这句话是否正确？根据本实验结果加以说明。4、若HAc溶液的浓度极稀，是否能用K求电离常数？为什么？1、测定不同浓度HAc溶液的PH值时，测定顺序应由稀到浓，为什么？60\n实验十二氯、溴、碘的化合物一、实验提要：氯溴碘是周期系ⅦA族元素，在化合物中最常见的氧化值为-1，但在一定条件下也可生成氧化值为+1、+3、+5、+7价的化合物。氯的水溶液叫做氯水。由于氯水中存在下列平衡：Cl2+H2O=HCl+HClO因此，将氯通入冷的碱溶液中，可使上述平衡向右移动，生成次氯酸盐。次氯酸和次氯酸盐都是强氧化剂。卤素是氧化剂，它们的氧化性按下列顺序变化：F2＞Cl2＞Br2＞I2而卤素离子的还原性按相反顺序变化：I-＞Br-＞Cl-＞F-氯酸盐在中性溶液中，没有明显的氧化性，但在酸性介质中能表现出明显的氧化性。Cl-、Br-、I-能和Ag+生成难溶于水的AgCl（白色）、AgBr（淡黄色）、AgI（黄色）它们都不溶于稀HNO3中。AgCl在氨水、（NH4）2CO3溶液、AgNO3—NH3溶液中，由于生成配合离子而溶解，其反应为：AgCl+2NH3=+Cl-利用这个性质，可以将AgCl、AgBr和AgI分离。在分离AgBr、AgI后的溶液中，再加入HNO3酸化，则AgCl又重新沉淀，其反应为：+Cl-+2H+=AgCl+2NH4+Br-和I-可以被氯水氧化为Br2和I2，如用CCl4萃取，Br2在CCl4层中呈橙黄色，I2在CCl4层中呈紫色，借此可鉴定Br-和I-。二、药品和材料：固体药品：NaClKBrKI锌粉酸：H2SO4（1mol•L-11:1浓）HCl(2mol•L-1浓)HNO3(2mol•L-1)碱：NaOH(2mol•L-1)氨水(6mol•L-1)盐：NaCl、KBr、KI、AgNO3、Pb(Ac)2、Na2S2O3(以上溶液均为0.1mol•L-1)、KClO3（饱和）、（NH4）2CO3（12%）或AgNO3—NH3溶液其它：氨水淀粉溶液品红溶液CCl4三、实验内容：1、卤化氢还原性比较：实验与要求：在三支试管中分别加入少量NaClKBrKI固体，然后加入数滴浓H2SO4，观察试管中颜色的变化。选用PH试纸、淀粉—KI试纸、Pb(Ac)260\n试纸所产生的气体，根据现象分析产物。从而比较HCl、HBr、HI的还原性，写出反应方程式。指导与思考：（1）H2SO4浓度对检验HX还原性有何影响？（2）用PH试纸、淀粉—KI试纸、Pb(Ac)2试纸的目的何在？1、次氯酸盐的性质：实验与要求：取2ml氯水，逐滴加入NaOH至溶液呈碱性（PH=8~9）（为什么碱性不能太强？），将所得溶液分盛于三支试管中，分别进行以下试验：（1）加入数滴2mol•L-1，用淀粉—KI试纸检验放出的氯气，写出反应方程式。（2）加入KI溶液，再加淀粉溶液数滴，观察有何现象？写出反应方程式。（3）加入1~2滴品红溶液，观察品红颜色是否褪去。根据上面的试验，说明NaClO具有什么性质？2、氯酸盐的性质：实验与要求：（1）在饱和KClO3溶液中，加入少量浓HCl，试证明有氯气产生，写出反应方程式。（2）取少量0.1mol•L-1KI溶液，加入少量饱和KClO3，再逐滴加入1：1的H2SO4，并不断振荡试管，观察到溶液先呈黄色（I3-），后变为紫黑色（I2析出），最后变成无色（IO3-）。根据实验现象：（1）说明介质对KClO3氧化性的影响；（2）写出每步的反应方程式；（3）比较HIO3和HClO3的氧化性强弱。4、卤素离子的分离和鉴定：向教师领取一份未知溶液（可能含有Cl-、Br-、I-），设法分离和鉴定有哪些离子存在？指导与思考：（1）为便于分离和鉴定混合离子，可先画出分离和鉴定简表；（2）在离子分离和鉴定中几次加酸，酸化的目的是什么？如何来选择酸（H2SO4、HCl、HNO3）？（3）检验沉淀完全的方法：将沉淀在水浴中加热，离子沉降后在上层清夜中再加入沉淀剂，如不再产生新的沉淀，表示沉淀已完全。四、讨论题：1、现有两组白色固体，A组：NaCl、NaBr、KClO3;B组：KClO3、KClO、KClO4，你可采用什么方法加以一一鉴定？2、溶液A中加入NaCl溶液后有白色沉淀B析出，B可溶于氨水，得溶液C。把NaBr溶液加入C中则产生浅黄色沉淀D，D见光后易变黑，D可溶于Na2S2O3中得E，在E中加NaI则有黄色沉淀F析出，自溶液中分离出F。加少量Zn粉煮沸，加HCl除Zn粉得固体G，将G自溶液中分离出来，加HNO3得溶液A。判断A~G各为何物，写出实验过程中有关反应方程式。60\n取Cl-、Br-、I-混合液6~8滴加少量水及锌粉少许，再加H2SO4酸化并搅拌HNO3酸化加AgNO3—NH3溶液6~8滴温热并搅拌残渣（是什么？）溶液（是什么？）沉淀（是什么？）溶液（是什么？）洗液弃去加少量水洗涤（洗去什么？）沉淀（AgCl、AgBr、AgI）溶液弃去HNO3水浴加热，加AgNO3至沉淀完全沉淀（是什么？）实验十三氧、硫、氮、磷一、实验目的：1、掌握过氧化氢、硫化氢和硫化物，亚硫酸、硫代硫酸及其盐的性质，S2-、SO32-、S2O32-离子的鉴定和分离方法，硝酸及其盐的性质，磷酸的各种钙盐的溶解度，NH4+、NO3-、NO2-、和PO43-的鉴定方法。2、学习点滴板的使用和试管的干燥操作。3、学习气室法检验NH4+，棕色环检验NO2-的方法与操作。二、药品和材料：固体药品：锌粉、硫粉、铜屑、FeSO4·7H2O、PbCO3、KNO3酸：HNO3（2mol·L-1浓）、H2SO4（1mol·L-1、3mol·L-1、1：1、浓）、HAc(2mol·L-1)、HCl(2mol·L-1)碱：NaOH(2mol·L-1、6mol·L-1)、NH3·H2O（2mol·L-1、6mol·L-1）60\n盐：NH4Cl、KI、KNO3、Na2HPO4、NaH2PO4、AgNO3、Na2S2O3、FeCl3、MnSO4、K4〔Fe(CN)6〕、CaCl2、Na2SO3(以上溶液均为0.1mol·L-1)、AgNO3(0.1mol·L-1)、NaNO2(0.1mol·L-1、1mol·L-1)、ZnSO4(0.1mol·L-1、饱和)、NH4Cl（饱和）、KMnO4(0.01mol·L-1)其它：（NH4）2MoO4溶液、Na2〔Fe(CN)5NO〕(1%)、I2水、品红溶液（0.1%）、淀粉溶液、SO2水溶液（饱和）、H2S水溶液（饱和）、H2O2（3%）、奈斯特试剂材料：红色石蕊试纸、滤纸条三、实验内容：1、过氢化氢的性质：（1）用实验证明在酸性介质中H2O2分别与KMnO4、KI反应的产物。（2）选用何种介质使H2O2将Mn2+氧化成MnO2；选用何种介质又能使生成的MnO2与H2O反应产生Mn2+。观察现象并写出反应方程式。（3）H2O2能否把黑色的PbS转化为白色的PbSO4，通过实验说明、总结归纳H2O2的主要性质，反应的介质对其性质有何影响。2、硫化氢和硫化物：（1）用H2S水溶液分别与KMnO4、FeCl3反应。根据实验现象说明H2S具有什么性质，写出反应方程式。（2）制取少量ZnS、CdS、CuS、HgS，观察硫化物的颜色。（3）用1mol·L-1HCl、6mol·L-1HCl、浓HNO3、王水（浓HNO3和浓HCl的体积比是1：3）。试验ZnS、CdS、CuS、HgS的溶解性。(列表说明)3、H2SO3和H2S2O3及其盐的性质：（1）H2SO3的性质：用蓝色石蕊试纸检验SO2饱和溶液是否呈酸性？用饱和水溶液及品红溶液反应，观察现象，写出SO2水溶液分别与I2、H2S反应的方程式，总结H2SO3的性质。（2）在少量Na2SO3溶液中加入稀HCl，静置片刻，观察现象，写出反应方程式，并说明H2SO3的性质。（3）在少量碘水中逐滴加入Na2SO3的溶液，观察碘水颜色的变化，写出反应方程式。（4）取0.5mlNa2SO3溶液，加2滴2mol·L-1NaOH溶液，滴加氯水，检验产物中有无SO42-存在。（5）在4滴0.1mol·L-1AgNO3溶液中，加1~2滴Na2SO3溶液，观察现象；连续滴加Na2SO3，又有何现象？4、S2-、SO32-、S2O32-的鉴定和分离：（1）在点滴板上滴入Na2S，然后滴入1%Na2〔Fe(CN)5NO〕，观察溶液颜色，出现紫红色即表示有S2-。（2）在点滴板上滴入2滴饱和ZnSO4，然后加入1滴0.1mol·L-1K4〔Fe(CN)6〕和1滴1%Na2〔Fe(CN)5NO〕，并选用NH3·H2O使溶液呈中性，再滴加SO32-溶液出现红色沉淀即表示有SO32-。60\n（3）在点滴板上滴入1滴Na2SO3，然后加入2滴AgNO3，生成沉淀，颜色由白黄棕黑即表示有S2O32-。（4）取一份S2-、SO32-、S2O32-的混合液，先取出少量溶液鉴定S2-，然后在混合溶液中加入少量固体PbCO3，充分搅拌，离心分离，弃去沉淀。取1滴溶液用Na2(Fe(CN)5NO)试剂检验S2-是否沉淀完全。如不完全，离心液用PbCO3处理直至S2-完全被除去，离心分离，将离心液分成两份，分别鉴定SO32-和S2O32-。四、练习题：1、现有三种白色结晶，第一种可能是NaNO2或NaNO3，第二种可能是NaNO3或NH4NO3，第三种可能是NaNO2或Na3PO4。试加以鉴定。2、现有四瓶试剂：Na2S、NaHSO3、NaHSO4和Na2S2O3,设法通过实验鉴别。（1）取两块干燥的表面皿，一块表面皿内滴加NH4Cl与NaOH，另一块贴上湿的红色石蕊试纸或滴有的滤纸条，然后把两块表面皿扣在一起做成气室，若红色石蕊试纸变蓝或奈斯特试剂变红棕色，则表示有NH4+存在。（2）取少量0.1mol·L-1KNO3溶液和数粒FeSO4·7H2O晶体，振荡溶解后，在混合溶液中，沿试管壁慢慢滴入浓H2SO4，观察浓H2SO4和液面交界处有棕色环生成，则表示有NO3-存在。（3）取少量0.1mol·L-1NaNO2溶液，用2mol·L-1HAc酸化，再加入数粒FeSO4·7H2O晶体，若有棕色出现，则表示有NO2-存在。（4）取少量0.1mol·L-1Na3PO4溶液，加入10滴浓HNO3，再加20滴钼酸铵试剂，微热至（40~50）℃，若有黄色沉淀生成，则表示有PO43-存在。思考题：1、①完成下表：S2-、SO32-、S2O32-、SO42-的基本分析反应S2-SO32-S2O32-SO42-稀H2SO4BaCl2AgNO3氧化剂（酸性KMnO4）②在酸性溶液中，上表内的哪些离子不能共存？③为什么在鉴定SO32-、S2O32-前必须除去S2-，如何除去？2、硝酸和硝酸盐的性质：铵盐的热分解：①在干燥大试管内放入少量NH460\nCl固体，加热试管底部，用潮湿的石蕊试纸检验逸出的气体，观察试纸颜色的变化，继续加强热，试纸的颜色又呈何色？此时在试管上部冷的壁上观察到什么现象？②取少量NH4NO3固体放在干燥大试管内，加热，观察现象。③用少量（NH4）2SO4固体进行试验。3、亚硝酸和亚硝酸盐：（1）亚硝酸盐的氧化还原性：分别试验0.5mol·L-1NaNO2溶液与酸化0.1mol·L-1KMnO4，0.1mol·L-1KI溶液的反应。观察现象，写出反应方程式。说明上述两个反应中NaNO2各显什么性质。（2）亚硝酸的分解：在NaNO2溶液中滴加稀H2SO4，边振荡边观察现象。4、硝酸的氧化性：（1）浓硝酸与非金属反应：在少许硫粉中加浓HNO3，水浴加热。反应一段时间后用滴管取出几滴清液，检验有无SO42-。（2）硝酸和锌、铜的反应：在通风橱中进行下列反应：①浓硝酸和锌、铜：②稀硝酸（1.5mol·L-1）和锌、铜，如反应慢可加热。0.5h后，用气室法鉴定锌与稀硝酸的反应液中是否存在NH4+。5、磷酸盐的性质：（1）在Na2HPO4、NaH2PO4溶液中加入AgNO3后，各发生什么现象？溶液的PH值将会发生怎样的变化？为什么？（2）制取少量Ca3(PO4)2、CaHPO4、Ca(H2PO4)2，观察这三种钙盐在水中的溶解度，各加入氨水后有何变化？再加入盐酸后又有何变化？解释现象。6、NH4+、NO3-、NO2-、PO43-的鉴定：（1）取两块干燥的表面皿，一块表面皿内滴加NH4Cl与NaOH，另一块贴上湿的红色石蕊试纸或滴有的滤纸条，然后把两块表面皿扣在一起做成气室，若红色石蕊试纸变蓝或奈斯特试剂变红棕色，则表示有NH4+存在。（2）取少量0.1mol·L-1KNO3溶液和数粒FeSO4·7H2O晶体，振荡溶解后，在混合溶液中，沿试管壁慢慢滴入浓H2SO4，观察浓H2SO4和液面交界处有棕色环生成，则表示有NO3-存在。（3）取少量0.1mol·L-1NaNO2溶液，用2mol·L-1HAc酸化，再加入数粒FeSO4·7H2O晶体，若有棕色出现，则表示有NO2-存在。（4）取少量0.1mol·L-1Na3PO4溶液，加入10滴浓HNO3，再加20滴钼酸铵试剂，微热至（40~50）℃，若有黄色沉淀生成，则表示有PO43-存在。60\n实验十四锡、铅、锑、铋一、实验目的：1、掌握锡、铅、锑、铋化合物的性质，氢氧化物的酸碱性，低价化合物的还原性和高价化合物的氧化性，硫化物和硫代酸盐。2、熟悉锡、铅、锑、铋的离子鉴定。二、药品和材料：固体药品：Bi2O3、Na2O2、PbO2、锡片酸：HCl(2mol·L-1、6mol·L-1、浓)、H2SO4（1mol·L-1）、HNO3（2mol·L-1、6mol·L-1）碱：NaOH（2mol·L-1、6mol·L-1）、NH3•H2O（2mol·L-1、6mol·L-1）盐：SnCl2、SnCl4、Pb(NO3)2、SbCl3、BiCl3、HgCl2、MnSO4、Na2S、KI、K2Cr2O7、K2CrO4（以上溶液均为0.1mol·L-1）、Na2S（0.5mol·L-1）、（饱和）、KI（2mol·L-1）其它：淀粉溶液材料：滤纸条三、实验内容：1、氢氧化物酸碱性（1）制取少量Sn(OH)2、Pb(OH)2、Sb(OH)3、Bi(OH)3，观察其颜色以及在水中的溶解度。（2）分别试验其酸碱性。（3）将上述实验所观察到的现象及反应产物填入下表，并对其酸碱性作出结论。Sn2+Pb2+Sb3+Bi3+盐+NaOH（现象）氢氧化物+NaOH（现象）+酸（现象）结论指导与思考：（1）如何配制SnCl2、Pb(NO3)2、SbCl3、BiCl3溶液？（2）在氢氧化物碱性试验中如何选择酸？2、氧化还原性（1）选择合适的试剂，设计两个反应验证PbO2的氧化性，观察现象，写出反应方程式。（2）选择合适的试剂，设计两个反应验证Sn(Ⅱ)的还原性，观察现象，写出反应方程式。（3）试以Bi2O3和Na2O2为原料强热制得NaBiO3，并用少量Mn2+验证具有NaBiO360\n强的氧化性。指导与思考：（1）如选用HgCl2与SnCl2反应来验证SnCl2的还原性，SnCl2溶液用量多少对反应产物有何影响？如现象不明显，能否加热？为什么？（2）试验PbO2、NaBiO3氧化性实验是否需要酸化？选用何种酸好？如选用作还原性，Mn2+的用量将对反应有何影响？（3）SnCl2和BiCl3能否发生反应？为什么？（4）用Bi2O3和Na2O2加热制得的NaBiO3应用水洗涤，为什么？3、硫化物和硫代酸盐的生成和性质（1）分别制取少量的Sb2S3、Bi2S3、SnS、SnS2、PbS，观察颜色。试验各种硫化物在稀盐酸、浓盐酸、稀硝酸、Na2S溶液中的溶解情况。如能溶解，写出反应方程式。将以上实验结果归纳在下面表格中，并比较锡、铅、锑、铋硫化物的性质。颜色与试剂Sb2S3Bi2S3SnSSnS2PbS颜色2mol·L-1HCl浓HCl2mol·L-1HNO30.5mol·L-1Na2S指导与思考：（1）哪些硫化物能溶于Na2S或(NH4)2S中？哪些硫化物能溶于Na2S或(NH4)2Sx中？（2）溶于稀酸和不溶于稀酸的硫化物在制备方法上有何异同？为什么？（3）试验硫化物溶解性时，制得的硫化物应加热，放置或陈化一段时间，为什么？（4）在Na3SbO3溶液中加入Na2S或H2S，能否制得Sb2S3，为什么？怎样才能制得Sb2S3？（5）Na2S中常含有少量Na2Sx，为什么？Na2Sx的存在对本实验有何影响？4、铅难溶盐的生成和性质（1）制取少量PbCl2、PbSO4、PbI2、PbCrO4、PbS，观察颜色。（2）试验PbCl2在冷水、热水和浓盐酸中的溶解情况。（3）试验PbI2在浓KI溶液中溶解情况。（4）试验PbSO4在饱和NH4Ac溶液中的溶解情况。（5）试验PbCrO4在稀硝酸中的溶解情况。根据以上实验及PbS性质，填写下表：难溶盐颜色溶解性解释现象，写出反应方程式PbCl2冷水热水浓盐酸PbI2KI（2mol·L-1）PbSO4饱和NH4AcPbCrO4稀HNO360\nPbS浓HCl稀HCl稀HNO3Na2S（6）在Pb(NO3)2溶液中逐滴加入K2Cr2O7，观察现象，分析产物，解释原因。5、离子的鉴定和分离（1）Sn2+的鉴定：SnCl2与HgCl2反应（在酸性介质中）（2）Pb2+的鉴定：0.1mol·L-1Pb(NO3)2+0.1mol·L-1K2CrO4→有何现象，写出反应方程式。（3）Sb3+的鉴定：0.1mol·L-1SbCl3滴在锡片上，观察现象，写出反应方程式。（4）Bi3+的鉴定：0.1mol·L-1SbCl2+0.1mol·L-1BiCl3+6mol·L-1NaOH，观察现象，写出反应方程式。60\n实验十六铬和锰一、实验提要：铬和锰分别为周期系ⅥB、ⅦB族元素。铬的化合物中铬的氧化值有+2、+3、+6价，其中以+3、+6价最常见，而铬（Ⅵ）总是以Cr2O42-、Cr2O72-和Cr2O3等形式存在。锰化合物中锰的氧化值为+2、+3、+4、+5、+6、+7价，其中以+2、+4、+7价为常见。二、药品和材料：固体药品:MnO2、NaBiO3酸：HCl(2mol·L-1、6mol·L-1、浓)、H2SO4（1mol·L-1、3mol·L-1）HNO3（6mol·L-1）碱：NaOH（2mol·L-1、6mol·L-1、40℅）盐：CrCl3、K2Cr2O7、Na2SO3、MnSO4（以上溶液均为0.1mol·L-1）、KMnO4（0.01mol·L-1）其它：H2O2（3℅）、乙醚三、实验内容：1、Cr3+、Mn2+氧化物的制备和性质：（1）制取Cr（OH）3、Mn（OH）2，观察其颜色以及在水中的溶解性。制取Mn（OH）2↓要注意什么？（2）试验Cr（OH）3及Mn（OH）2的酸碱性以及在空气中的稳定性，写出化学反应方程式。2、铬、锰重要化合物的性质：选择适当的试剂实现下列转化（1）①Cr3+Cr2O72-②③⑤⑥④CrO2-CrO42-（2）MnO4-②⑦①⑧MnO4⑨Mn2+③④⑤⑥MnO2观察现象，写出反应方程式。总结上述铬、锰化合物的性质。指导与思考：60\n（1）在上述各转化反应中，哪些是氧化还原反应？哪些为非氧化还原反应？对氧化还原反应来讲，转化不仅要选择合适的氧化剂或还原剂，同时还需选择介质。选择介质的原则是什么？（2）KMnO4的还原产物和介质有关，所以在检验KMnO4氧化性时，应先加介质，后加还原剂（为什么？），在碱性介质中MnO4-还原为MnO42-而使溶液呈绿色，但有时却得到棕色沉淀，为什么？如何避免这一现象的发生？（3）在试验Cr3+的还原性时，如选择H2O2为氧化剂，有时溶液会出现褐红色，这是由于生成过铬酸钠的缘故。2Cr3+3H2O2+10NaOH=2Na2CrO4（黄色）+6NaCl+8H2O2Na2CrO4+7H2O2+2NaOH=2Na3CrO8（褐红色）+8H2O过铬酸钠不稳定，加热易分解，溶液由褐红色转为黄色：4Na3CrO8+2H2O4NaOH+7O2+4Na2CrO4（黄色）因此，为了得到明显的实验现象，必须严格控制H2O2用量并加热。（4）在锰各种价态的转化实验中，MnO42-自己制备。KMnO4+MnO2(s)+NaOH(40℅)=K2MnO4+Na2MnO4+H2↑MnO42-只存在于强碱性溶液中。3、Cr3+、Mn2+的鉴定：实验和要求：（1）Cr3+的鉴定：取1~2滴含有Cr3+的溶液，加入6mol·L-1NaOH，使Cr3+转化为CrO2-后，在过量2滴，然后加入3滴3℅H2O2，微热至溶液呈浅黄色。待冷却后加入0.5ml乙醚，然后慢慢滴入6mol·L-1HNO3酸化，振荡，在乙醚层出现深蓝色，表示有Cr3+存在。（2）Mn2+的鉴定：取1滴含有Mn2+的溶液，加入数滴6mol·L-1HNO3，然后加入少量NaBiO3固体，振荡，离心沉降，上层清液呈紫色，表示有Mn2+存在。四、练习题：有一浅紫色晶体：（1）取少量晶体溶于水，溶液呈浅紫色；（2）滴加NaOH溶液，先沉淀后溶解；（3）将上述溶液滴加3℅H2O2，加热得黄色溶液；（4）在黄色溶液中加浓HCl，加热，得绿色溶液并有气体产生，此气体能使淀粉试纸变蓝。在此绿色溶液中加锌粉，溶液呈浅蓝色，并有气泡逸出。（5）取紫色原溶液，加少许FeSO4·7H2O晶体，沿试管壁滴加浓H2SO4，液层中出现深棕色。通过以上各步实验，确定此晶体的分子式，并写出各步实验的反应方程式。实验十六铁、钴、镍一、实验目的：60\n1、熟悉+2价和+3价铁、钴、镍的氢氧化物的制备和性质。2、掌握+2价铁盐的还原性和+3价铁盐的氧化性及其离子鉴定。3、掌握铁、钴、镍硫化物的生成和性质。4、掌握铁、钴、镍配合物的生成及其稳定性。二、药品和材料：固体药品：FeSO4•7H2O酸：HCl(2mol·L-1、浓)、H2SO4（1mol·L-1）、HAc（2mol·L-1）碱：NaOH（2mol·L-1、6mol·L-1）、NH3•H2O（2mol·L-1、6mol·L-1）盐：K4〔Fe(CN)6〕、K3〔Fe(CN)6〕、FeCl3、KI（以上溶液均为0.1mol·L-1）Co(NO3)2（0.2mol·L-1）、NiSO4（0.2mol·L-1）、NH4Cl（1mol·L-1）KNCS（0.1mol·L-1、饱和）其它：溴水、淀粉溶液、二乙酰二肟、丙酮、H2S（饱和）材料：滤纸条三、实验内容：1、+2、+3价氢氧化物的制备和性质：实验与要求：（1）二价氢氧化物的生成和性质：①取1~2ml、6mol·L-1NaOH溶液，加热煮沸以赶尽空气，冷却。取0.5ml的Fe2+,用滴管吸取0.5mlNaOH插入Fe2+液中（直至试管底部），慢慢放出NaOH溶液（整个操作尽量避免引进空气），观察NaOH放出的瞬间产物的颜色及其变化，立即加入2mol·L-1HCl溶液，沉淀是否溶解？重复制取沉淀，放置，观察变化。②在5滴0.2mol·L-1CoCl2溶液中滴加2mol·L-1NaOH溶液，观察；微热，产物的颜色有何变化？加2mol·L-1HCl溶液，观察现象。重复制取Co(OH)2沉淀，放置，观察。③用0.2mol·L-1NiSO4溶液代替2mol·L-1NaOH溶液制取两份氢氧化物，一份加HCl溶液，另一份放置，观察。（2）三价氢氧化物的生成和性质：①制取少量Fe(OH)3，加浓HCl，观察，检验溶液中铁的价态。②往0.5ml、0.2mol·L-1CoCl2溶液中加几滴溴水，再滴加NaOH溶液，观察。离心分离后，在沉淀中加入浓HCl，微热，观察溶液的颜色，检验气体产物。加水稀释，观察溶液颜色。③用0.2mol·L-1NiSO4溶液代替CoCl2进行试验。在沉淀中加入浓HCl，观察变化，检验气体产物。将实验所观察到的现象及反应产物填入表中。Fe2+Co2+Ni2+盐+NaOH（产物）60\n现象M（OH）2+碱（产物）现象+酸（产物）现象结论+O2（产物）现象结论2、铁盐的性质：实验与要求：（1）选用两种合适的氧化剂证明Fe2+具有还原性，写出反应方程式。（2）选用两种合适的氧化剂证明Fe3+具有氧化性，写出反应方程式。指导与思考：（1）如在FeCl3溶液中加入H2S饱和溶液能否制得Fe2S3黑色沉淀？为什么？怎样才能制得Fe2S3？（2）为什么不能在水溶液中由Fe3+盐和KI制得FeI3?（3）制取CoS和NiS沉淀，放置后，观察现象。3、铁、钴、镍的配合物：（1）在K4〔Fe(CN)6〕、K3〔Fe(CN)6〕溶液中分别加入NaOH。是否都有Fe(OH)2、Fe(OH)3沉淀生成？解释现象。（2）在0.5mol·L-1CoCl2溶液中加入几滴1mol·L-1NH4Cl溶液和过量的6mol·L-1氨水，观察〔Co(NH3)6〕Cl2溶液的颜色。静置片刻，观察颜色的变化。加2~3滴5％H2O2溶液，放置再观察。（3）在0.5mol·L-1NiSO4溶液中加入少量2mol·L-1氨水，微热，观察绿色Ni2(OH)2SO4沉淀的生成，然后加入几滴2mol·L-1氨水和几滴1mol·L-1NH4Cl，观察碱式盐沉淀的溶解和溶液的颜色，写出反应方程式，比较Co2+、氨合物在空气中的稳定性。（4）在1滴0.2mol·L-1Co(NO3)2溶液中，加入0.5ml戊醇（或丙酮），再逐滴加入饱和KNCS溶液，振荡试管，观察水层和有机层的颜色变化，说明〔Co(SCN)4〕2-在水层、有机层中的颜色。这是鉴定Co2+的反应。（5）在白滴板上加1滴Ni2+溶液、1滴6mol·L-1氨水、1滴二乙酰二肟，观察现象。这是鉴定Ni2+的反应。（6）在Fe3+溶液中加入K4〔Fe(CN)6〕溶液，在Fe2+溶液中加入K3〔Fe(CN)6〕溶液都能产生“铁蓝”沉淀，写出反应方程式。四、练习题：60\n有一浅紫色晶体：（1）取少量晶体溶解于水，观察颜色。（2）取少量以上溶液加NaOH，当沉淀完全后过滤。（3）滤液中加NaOH并加热，用湿润PH试纸检验产生的气体。（4）取少量此溶液加黄血盐，观察产物。（5）在此溶液中加入少量BaCl2和稀HNO3，将有何现象？综合以上各步实验现象确定此晶体的分子式（已知此晶体内含12个结晶水）。60\n实验十七铜、银、锌、镉、汞一、实验目的：1、掌握铜、银、锌、镉、汞氢氧化物的酸碱性及氢氧化物的脱水性。2、熟悉铜、银、锌、镉、汞的盐类及与氨水的反应。3、了解Ag+、Hg2+、Hg22+的其它配合物、Cu+的配合物以及Ag+、Cu2+的氧化性。4、利用离子的特征反应鉴定Cu2+、Ag+、Zn2+、Cd2+、Hg2+等离子。二、药品和材料：固体药品：铜屑酸：HCl(2mol·L-1、浓)、HNO3（2mol·L-1、6mol·L-1）碱：NaOH（2mol·L-1、6mol·L-1）、NH3•H2O（2mol·L-1、6mol·L-1）盐：CuSO4、AgNO3、KBr、KI、K4〔Fe(CN)6〕、Na2S2O3、NaCl、FeCl3、ZnSO4、CdSO4、Hg(NO3)2、HgCl2、Hg2(NO3)2、SnCl2（以上溶液均为0.1mol·L-1）、CuCl2(0.1mol·L-1)、KI（饱和）、KNCS（饱和）其它：甲醛（2℅）、葡萄糖（10℅）、二苯硫腙溶液、H2S（饱和）三、实验内容：1、氢氧化物或氧化物的酸碱性以及氢氧化物的脱水性（1）制取Cu2+、Ag+、Zn2+、Cd2+、Hg22+、Hg2+的氢氧化物或氧化物，观察其颜色以及在水中的溶解性。（2）试验氢氧化物或氧化物的酸碱性。（3）试验氢氧化物的脱水性。将上述实验所观察到的现象及反应产物填入下列表中，并对酸碱性及脱水性作出结论。（4）写出两性氢氧化物与酸碱作用的反应方程式。Cu2+Ag+Zn2+Cd2+Hg22+Hg2+盐+NaOH现象氢氧化物或氧化物+NaOH现象+酸现象结论酸碱性脱水性指导与思考：（1）Hg2+和Hg22+盐易水解，应该如何配制Hg2+、Hg22+盐溶液？（2）应选用何种酸来试验Ag2O、HgO、Hg2O的碱性？为什么？60\n2、铜、银、锌、镉、汞的盐类和氨水反应（1）取一定量CuSO4、AgNO3、ZnSO4、CdSO4、Hg(NO3)2、Hg2(NO3)2溶液，分别加入少量氨水，观察沉淀的生成，然后加过量的氨水，观察沉淀是否溶解。（2）归纳以上实验结果填写下表：CuSO4AgNO3ZnSO4CdSO4Hg(NO3)2Hg2(NO3)2氨水（少量）现象产物氨水（过量）现象产物指导与思考：（1）Hg2+、Hg22+和氨水反应时，当溶液中存在大量NH4+时，将出现怎样的变化？为什么？（2）为使以上实验有明显效果，你将如何控制用量和选择试剂浓度？3、Ag+、Hg2+、Hg22+的其它配合物（1）制取少量AgCl、AgBr、HgI2、Hg2I2，观察这些卤化物的颜色和在水溶液中的溶解性。（2）在AgCl沉淀中加入NH3•H2O，AgBr沉淀中加入Na2S2O3，AgI沉淀中加入NaCN，有何现象？此实验能否比较〔Ag（NH3）2〕+、〔Ag（S2O3）2〕3-及〔Ag（CN）2〕-的相对稳定性？（3）配制奈斯特试剂，其化学组成如何？4、Ag+、Cu2+的氧化性和Cu2+配合物的生成：（1）先由AgNO3制成〔Ag（NH3）2〕+，然后用甲醛还原，制取银镜。（2）制取Cu(OH)2↓，再加葡萄糖（C6H12O6），有何现象？写出反应方程式，并说明Cu2+的性质。（3）用合适的试剂实现下列转化：溶液（是什么？）①Cu2+CuI+I2沉淀CuI〔CuI2〕-CuI↓〔Cu(NCS)2〕-CuNCS↓②Cu2+〔CuCl2〕-CuCl↓60\n观察各步反应的现象，写出各步反应方程式，根据实验现象说明，Cu2+的性质以及Cu2+配合物形成的条件及其稳定性。5、离子的分离和鉴定：（1）Cu2+加K4〔Fe(CN)6〕，有什么现象？写出反应方程式。利用此反应鉴定Cu2+。（2）Zn2+在强碱性溶液中与二苯硫腙溶液反应生成粉红色螯合物，利用此反应鉴定Zn2+。（3）Cd2+的鉴定：Cd2+加H2S饱和溶液，观察反应现象。（4）Hg2+加SnCl2溶液先生成什么？加过量的SnCl2有何现象？写出反应方程式。利用此反应鉴定Hg2+。四、练习题：1、试设计Zn2+、Cd2+、Hg2+混合液的分离方案，并逐个进行鉴定。2、有三个同学分别采用了三种方法分离Zn2+、Cd2+、Hg2+：甲：用过量NaOH将Zn2+分离，然后在沉淀中加入过量氨水，将Cd2+与Hg2+分离。（Cd2+与Hg2+能否分离？）。乙：用过量氨水将Hg2+分离（Hg2+能否能与Zn2+、Cd2+分开？），然后在溶液中加入过量NaOH将Zn2+与Cd2+分离。丙：通入H2S于酸化了的混合液中将Zn2+分离，然后在沉淀中加入HNO3，将Cd2+、Hg2+分离。这三种方法是否都合理？为什么？你将采用什么方法？60\n实验十八常见阴离子的分离和鉴定实验提要：常见的阴离子在实验中并不很多，有的阴离子具有氧化性，有的具有还原性。它们互不相容。所以很少有多种离子共存。在大多数情况下，阴离子彼此不妨碍鉴定，因此通常采用个别鉴定的方法。为了节省不必要的鉴定手续，一般都先通过初步试验的方法，判断溶液中不可能存在的阴离子，然后对可能存在的阴离子进行个别检出。只有在鉴定时，某些离子发生相互干扰的情况，才适当地采取分离反应，例如：Cl-、Br-、I-共存时及S2-、SO32-、S2O32-共存时。本实验仅对SO42-、SO32-、S2-、S2O32-、Cl-、Br-、I-、NO3-、NO2-、PO43-等10种离子进行分离与鉴定。有关阴离子的个别鉴定和分离方法，可参阅各实验中的有关内容。（一）初步试验1、测定试液的PH值用PH试纸试验分析试液的酸碱性，如果PH＜2，S2O32-不存在。如果此时无臭味，则S2-、SO32-、NO2-也不存在。2、稀硫酸的试液如果试液呈中性或碱性，可进行下面的试验：取试液10滴，用3mol·L-1H2SO4酸化，用手指轻敲试管下部，如果没有发现气泡生成，可将试管放在水浴中加热，这时如果仍没有气体生成，则表示S2-、SO32-、S2O32-、NO2-等离子不存在。如有气体生成，应注意气体的颜色和臭味。3、还原性阴离子试验（1）取分析试液3~4滴，用H2SO4酸化，并逐滴加入0.01mol·L-1KMnO4溶液，观察紫色是否褪去。若紫色褪去，表示有一种或一种以上的还原性的离子，如S2-、S2O32-、Br-、I-、SO32-、NO2-；若加热后紫色才褪去，表示有Cl-。（2）另取分析试液3~4滴，用NaOH碱化，逐滴加入0.01mol·L-1KMnO4，观察紫色是否褪去，如果紫色褪去，I-、SO32-、S2-可能存在，S2O32-可能不存在。（3）再取分析试液3~4滴，用H2SO4酸化，逐滴加入淀粉—碘溶液，如果蓝色褪去，S2-、SO32-、S2O32-可能存在。4、氧化性阴离子的试验取分析试液3~4滴，用1mol·L-1H2SO4酸化，加入CCl44~5滴，再加0.1mol·L-1KI1~2滴，观察CCl4层是否显紫色，如果CCl4层显紫色，表示有NO2-。5、BaCl2试验取分析试液3~4滴，加入1滴1mol·L-1BaCl2，观察是否有沉淀生成，如果有沉淀生成，表示有SO42-、SO32-、S2O32-、PO43-等阴离子存在。离心分离，在沉淀中加入6mol·L-1HCl数滴，沉淀不完全溶解，则表示有SO42-存在。6、AgNO3试验60\n取分析试液3~4滴，加入3~4滴0.1mol·L-1AgNO3，如立即生成黑色沉淀，表示S2-存在。如果生成白色沉淀，且迅速变黄→棕→黑，表示有S2O32-存在。离心分离，在沉淀中加入3~4滴6mol·L-1HNO3，必要时加热、搅拌，如沉淀不溶或部分溶解，表示有Cl-、Br-、I-可能存在。根据上面的初步试验结果，判断有哪些阴离子可能存在。（二）阴离子的个别鉴定根据上面的初步试验结果，可以综合判断有哪些阴离子存在，然后对可能存在的阴离子进行个别鉴定：1、S2-的鉴定：见前面的实验。2、SO32-的鉴定：见前面的实验：SO32-能与Na2〔Fe(CN)5NO〕反应生成红色化合物，加入硫酸锌的饱和溶液和K4〔Fe(CN)6〕溶液，可使红色显著加深（其组成尚未确定）。3、S2O32-的鉴定：见前面的实验，S2-有干扰应除去。4、SO42-的鉴定：按初步试验鉴定。S2O32-对鉴定有影响，最好选用HCl酸化，除去沉淀后，在进行SO42-的检出。5、PO43-的鉴定：如果有还原性离子如S2-、SO32-、S2O32-存在，则六价钼将会还原低价的“钼蓝”，所以应用浓HNO3，煮沸后，再加钼酸铵试剂，并加热至40~50℃，以鉴定PO43-。6、Cl-的鉴定：见前面的实验。7、Br-的鉴定：见前面的实验。如果溶液中有S2-、SO32-、I-等还原性离子存在，氯水将先氧化这些还原剂，所以此时氯水应适当过量。8、I-的鉴定：见前面的实验。9、NO2-的鉴定：见前面的实验。10、NO3-的鉴定：见前面的实验。NO2-也发生类似的反应，除去NO2-见前面的实验。Br-和I-与浓H2SO4发生反应生成Br2和I2，与棕色环的颜色相似，因此必须预先除去。取分析试液20滴，加入约50mg固体Ag2SO4，加热并搅拌数分钟，再滴加1mol·L-1Na2CO3以沉淀溶液中的Ag+。离心分离，弃去沉淀，取清液鉴定NO3-的存在。（三）几种干扰性阴离子共同存在时的分离和鉴定1、S2-、SO32-、S2O32-共同存在时的分离和鉴定取分析试液20滴，参阅“氧、硫、氮、磷”的实验，分离和鉴定之。试设计S2-、SO32-、S2O32-混合离子的分离和鉴定的简表。2、Cl-、Br-、I-共同存在时的分离和鉴定取分析试液6滴，参阅“氯溴碘的化合物”的实验，分离和鉴定之。试设计Cl-、Br-、I-混合离子的分离和鉴定的简表。60\n阴离子分析初步试验结果试验阴离子PH试验稀硫酸试验还原性阴离子试验氧化性阴离子试验BaCl2试验AgNO3试验综合判断KMnO4淀粉—碘法酸性碱性SO42-SO32-S2O32-S2-PO43-Cl-Br-I-NO3-NO2-“空白试验”是以蒸馏水代替试液，在同样条件下进行试验，确定试液中是否真正含有被检测离子。“对照试验”即用已知含有被测离子的试液，在同样条件下进行试验，与未知试液的试验结果进行比较。60\n实验十九常见阳离子的分离和鉴定试液（用个别检出法鉴定NH4+、Fe2+、Fe3+）HCl溶液沉淀第二组（盐酸组）AgClPbCl2Hg2Cl2H2SO4乙醇溶液沉淀第三组（硫酸盐组）BaSO4CaSO4PbSO4NH3•H2ONH4ClH2O2△沉淀溶液第六组（氢氧化物组）第五组（两性组）第四组（氨合物组）Cd(NH3)42+、Cu(NH3)42+Ni(NH3)42+、Co(NH3)63+Zn(NH3)42+第一组（易溶组）K+Na+Mg2+NaOHH2O2溶液（第五组）AlO2-CrO42-SbO43-SnO32-沉淀Fe(OH)3MnO(OH)2NaBiO3HgNH2Cl(NH4)2S△溶液（第一组）K+、Na+、Mg2+沉淀（第四组硫化物）弃去溶液（第一组）K+、Na+、Mg2+一、实验提要60\n阳离子的种类较多，常见的有20多种，个别定性检出时，容易发生相互干扰，所以一般阳离子分析都是利用阳离子的某些共同特征，先分成几组，然后再根据阳离子的个别特征加以检出。凡能使一组阳离子在适当的反应条件下生成沉淀而与其它阳离子分离的试剂称为组试剂。利用不同的组试剂把阳离子逐组分离，再进行检出的方法叫做阳离子的系统分析。阳离子系统分析的方法有多种，如硫化氢系统分析法、两酸两碱法、两酸三碱法等。本实验采用两酸两碱法，此法能使学生学到的无机化学理论知识和元素及其化合物性质能够得到反复巩固。本实验将常见的20多种阳离子分为六组：第一组：易溶组Na+、NH4+、Mg2+、K+第二组：氯化物组Ag+、Hg22+、Pb2+第三组：硫酸盐组Ba2+、Ca2+、Pb2+第四组：氨合物组Cu2+、Cd2+、Zn2+、Co2+、Ni2+第五组：两性组Al3+、Cr3+、SbⅢ、Ⅵ、SnⅡⅣ第六组：氢氧化物组Fe2+、Fe3+、Bi3+、Mn2+、Hg2+然后再根据各组离子的特性，加以分离和鉴定，其分离方法如上表。各组阳离子的分离和鉴定方法第一组易溶组阳离子的分析本组阳离子包括NH4+、K+、Na+、Mg2+，它们的盐大多数可溶于水，没有一种共同的试剂可以作为组试剂，而是采用个别鉴定的方法，将它们加以检出。1、NH4+的鉴定取试液3~4滴，参阅“氧、硫、氮、磷”实验中NH4+的鉴定。2、K+的鉴定取试液3~4滴，加入4~5滴Na3〔Co(NO2)6〕溶液，用搅棒搅拌，并摩擦试管内壁，片刻后，如有黄色沉淀生成，示有K+存在，其反应如下：2K++Na++Co(NO2)63-=K2Na〔Co(NO2)6〕↓NH4+与Na3〔Co(NO2)6〕作用也能生成黄色沉淀，干扰K+的鉴定，应预先用灼烧法除去。3、Na+的鉴定取试液3~4滴，加6mol·L-1HAc1滴及醋酸铀酰锌溶液7~8滴，用玻璃棒在试管内壁摩擦，如有黄色晶体沉淀，示有Na+存在，其反应如下：Na++Zn2++3UO22++9Ac-+9H2O=NaAc•ZnAc2•3UO2Ac2•9H2O↓4、Mg2+的鉴定取试液1滴，加入6mol·L-1NaOH及镁试剂各1~2滴，搅匀后，如有天蓝色沉淀生成，示有Mg2+存在。第二组氯化物组阳离子的分析本组阳离子包括Ag+、Hg22+、Pb2+，它们的氯化物不溶于水，其中PbCl2可溶于NH4Ac和热水中，而AgCl可溶于NH3•H2O中，因此检出这三种离子时，可先把这些离子沉淀为氯化物，然后再进行鉴定反应。取分析试液20滴，加入2mol·L-1HCl至沉淀完全（若无沉淀，表示无本组阳离子存在），离心分离。沉淀用1mol·L-1HCl数滴洗涤后按下法鉴定Ag+、Hg22+、Pb2+60\n的存在（离心液保留作其它离子的分离鉴定用）。1、Pb2+的鉴定将上面得到的沉淀加入3mol·L-1NH4Ac5滴，在水浴中加热搅拌，趁热离心分离，在离心液中加入K2Cr2O7或K2CrO42~3滴，黄色沉淀示有Pb2+存在。沉淀用3mol·L-1NH4Ac溶液数滴加热洗涤除去Pb2+，离心分离后，保留沉淀作Ag+和Hg22+的鉴定。PbCl2+Ac-=〔PbAc〕++2Cl-2(PbAc)++Cr2O72-+H2O=PbCrO4↓+2HAc2、Ag+和Hg22+的分离和鉴定取上面保留的沉淀，滴加NH3•H2O5~6滴，不断搅拌，沉淀变为灰黑色，表示有Hg22+存在。Hg2Cl2+2NH3=HgNH2Cl↓+Hg↓+NH4++Cl-离心分离，在离心液中滴加HNO3酸化，如有白色沉淀产生，表示有Ag+存在。AgCl+2NH3=〔Ag(NH3)2〕++Cl-〔Ag(NH3)2〕++Cl-+2H+=AgCl↓+2NH4+第二组阳离子的分析步骤示意表PbCl2、AgCl、Hg2Cl2NH4Cl△沉淀AgCl、Hg2Cl2溶液〔PbAc〕+NH3•H2OK2Cr2O7沉淀PbCrO4(黄色)溶液〔Ag(NH3)2〕+沉淀HgNH2Cl+Hg(灰黑色)HNO3沉淀AgCl(白色)第三组硫酸盐组阳离子的分析本组阳离子包括Ba2+、Ca2+、Pb2+，它们的硫酸盐都不溶于水，但在水中的溶解度差异较大，在溶液中生成沉淀的情况不同，Ba2+能立即析出BaSO4沉淀，Pb2+比较缓慢地生成PbSO4沉淀，CaSO4溶解度稍大，Ca2+只有在浓的Na2SO4中生成CaSO4沉淀，但加入乙醇后溶解度能显著地降低。用饱和Na2CO3溶液加热处理这些硫酸盐时，可发生下列转化。60\nMSO4+CO32-=MCO3+SO42-即使BaSO4的溶解度小于BaCO3，但用饱和Na2CO3反复加热处理，大部分BaSO4也可转化为BaCO3。这三种碳酸盐都能溶于HAc中。硫酸盐组阳离子与可溶性草酸盐如(NH4)2C2O4作用生成白色沉淀，其中BaC2O4的溶解度较大，能溶于HAc。在EDTA存在时（PH=4.5~5.5），Ca2+仍可与C2O42-生成CaC2O4沉淀，而Pb2+因与EDTA生成稳定的配合物而不能产生沉淀，利用这个性质可以使Pb2+和Ca2+分离。第三组硫酸盐组阳离子的分离和鉴定取Ba2+、Ca2+、Pb2+混合试液20滴（或上面分离第二组后保留的溶液）在水浴中加热，逐滴加入1mol·L-1H2SO4至沉淀完全后，再过量数滴，（若无沉淀，表示无本组离子存在），加入95％乙醇4~5滴，静置3~5min，冷却后离心分离（离心液保留作其它组阳离子的分析），沉淀用混合溶液（10滴1mol·L-1H2SO4加入乙醇3~4滴）洗涤1~2次后，弃去洗涤液，在沉淀中加入3mol·L-1NH4Ac7~8滴，加热搅拌，离心分离，离心液按第二组鉴定Pb2+的方法鉴定Pb2+的存在。沉淀中加入10滴饱和Na2CO3溶液，置沸水浴中加热搅拌1~2min，离心分离，弃去离心液，沉淀再用饱和Na2CO3同样处理2次后，用约10滴蒸馏水洗涤一次，弃去洗涤液，沉淀用数滴HAc溶解后，加入NH3•H2O调节PH=4~5，加入K2Cr2O72~3滴，加热搅拌，生成黄色沉淀，表示有Ba2+存在。离心分离，在离心液中，加入饱和(NH4)2C2O4溶液2~3滴，温热后，慢慢生成白色沉淀，表示有Ca2+存在。第三组阳离子的分析步骤示意表BaSO4、PbSO4、CaSO4NH4Ac△沉淀：BaSO4、CaSO4溶液：〔PbAc〕+加Na2CO3转化△K2Cr2O7沉淀：PbCrO4(黄色)沉淀HAc溶液K2Cr2O7△沉淀BaCrO4(黄色)溶液(NH4)2C2O4沉淀CaC2O4（白色）60\n第四组氨合物组阳离子的分析本组阳离子包括Cu2+、Cd2+、Zn2+、Co2+、Ni2+等离子，它们和过量的氨水都能生成相应的氨合物，故本组称为氨合物组。Fe3+、Al3+、Mn2+、Cr3+、Bi3+、Sb3+、Sn2+、Sn4+、Hg2+等离子在过量氨水中因生成氢氧化物沉淀而与本组阳离子分离（Hg2+在大量铵离子存在时，将和氨水形成汞氨配离子〔Hg(NH3)4〕2+而进入氨合物组）。由于Al(OH)3是典型的两性氢氧化物，能部分溶解在过量NH3水中，因此加入铵盐如NH4Cl使OH-的浓度降低，可以防止Al(OH)3的溶解。但是由于降低了OH-的浓度，Mn2+也不能形成氢氧化物沉淀，如在溶液中加入H2O2，则Mn2+可被氧化而生成溶解度小的MnO(OH)2棕色沉淀。因此本组阳离子的分离条件为：在适量NH4Cl存在时，加入过量氨水和适量H2O2，这时本组阳离子因形成氨合物而和其它阳离子分离。第四组氨合物阳离子的分离和鉴定取本组混合试液20滴（或上面分离第三组后保留的离心液），加入3mol·L-1NH4Cl2滴，3℅H2O23~4滴，用浓氨水碱化后，在水浴中加热，再滴加浓氨水，每加一滴即搅拌，注意有无沉淀生成，如有沉淀，再加入浓氨水并过量4~5滴，搅拌后注意沉淀是否溶解（如果沉淀溶解或氨水碱化时不生成沉淀，则表示Bi3+、Sb3+、Sn2+、Cr3+、Fe3+、Al3+等离子不存在，为什么？），继续在水浴中加热1min，取出，冷却后离心分离（沉淀保留作其它组阳离子的分析），离心液按下法鉴定Cu2+、Cd2+、Co2+、Ni2+、Zn2+等离子。1、Cu2+的鉴定取离心液2~3滴，加入HAc酸化后，加入K4〔Fe(CN)6〕溶液1~2滴，生成红棕色（豆沙色）沉淀，表示有Cu2+存在。2、Co2+的鉴定取离心液2~3滴，用HCl酸化，加入新配制的SnCl22~3滴，饱和NH4SCN溶液2~3滴，戊醇5~6滴，搅拌后，有机层显蓝色，表示有Co2+存在。3、Ni2+的鉴定取离心液2滴，加二乙酰二肟溶液1滴，戊醇5滴，搅拌后，出现红色，表示有Ni2+存在。4、Zn2+、Cd2+的分离和鉴定取离心液15滴，在沸水浴中加热近沸，加入(NH4)2S溶液5~6滴，搅拌，加热至沉淀凝聚再继续加热3~4min，离心分离（沉淀是哪些硫化物？为什么要长时间加热？离心液可保留用来鉴定第一组阳离子K+、Na+、Mg2+的存在）。沉淀用0.1mol·L-1NH4Cl溶液数滴洗涤2次，离心分离，弃去洗涤液，在沉淀中加入2mol·L-1HCl4~5滴，充分搅拌片刻（哪些硫化物可以溶解？），离心分离，将离心液在沸水中加热，除尽H2S后（为什么必需除尽H2S？），用6mol·L-1NaOH碱化并过量2~3滴，搅拌，离心分离（离心液是什么？沉淀是什么？）。60\n取离心液5滴加入二苯硫腙10滴，搅拌，并在水浴中加热，水溶液呈粉红色，表示有Zn2+存在。沉淀用蒸馏水数滴洗涤1~2次后，离心分离，弃去洗涤液，沉淀用2mol·L-1HCl3~4滴搅拌溶解，然后加入等体积的饱和H2S溶液，如有黄色沉淀生成，表示有Cd2+存在。第四组阳离子的分析步骤示意表Cu(NH3)42+Ni(NH3)62+Co(NH3)63+Zn(NH3)42+Cd(NH3)42+部分溶液用亚铁氰化钾法鉴定Cu2+部分溶液用二乙酰二肟法鉴定Ni2+部分溶液用硫氰酸铵法鉴定Co2+部分溶液(NH4)2S△沉淀（第四组硫化物）溶液K+、Na+、Mg2+HCl溶液：Cd2+、Zn2+沉淀CuS、CoS、NiS△NaOH过量沉淀溶液：ZnO22-二苯硫腙HClH2S溶液（粉红色）表示有Zn2+沉淀（黄色）表示有Cd2+第五组（两性组）和第六组（氢氧化物组）阳离子的分析第五组（两性组）阳离子有Al、Cr、Sb、Sn等元素离子，第六组（氢氧化物组）阳离子有Fe、Mn、Bi、Hg等元素离子。这两组的阳离子主要存在于分离第四组（氨合物组）后的沉淀中，利用Al、Cr、Sb、Sn的氢氧化物的两性性质，用过量碱可将这两组的元素分离。1、第五组（两性组）和第六组（氢氧化物组）阳离子的分离取第五、六两组混合试液20滴在水浴中加热，加入3mol·L-1NH4Cl2滴，3℅H2O23~4滴，逐滴加入浓氨水至沉淀完全，离心分离弃去离心液（沉淀是什么？）在所得的沉淀（或分离第四组阳离子后保留的沉淀）中加入3℅H2O260\n3~4滴，6mol·L-1NaOH溶液15滴，搅拌后，在沸水浴中加热搅拌3~5min，使CrO2-氧化为CrO42-并破坏过量的H2O2，离心分离，离心液作鉴定第五组阳离子用，沉淀作第六组阳离子用。第五组和第六组阳离子的分析步骤示意表Al(OH)3、Cr(OH)3、Sb(OH)5、Sn(OH)4、白色→黑色表示有Sn2+黑斑表示有Sb3+溶液沉淀（弃去）溶液（紫红色）表示有Mn2+离心液（弃去）沉淀HCl△溶液：SbS43-、SnS32-沉淀（红色）表示有Al3+离心液（弃去）沉淀Al(OH)3HSbO3H2SnO3H2SO4酸化NH3•H2O碱化溶液（蓝色）表示有Cr3+乙醚6mol·L-1HNO3H2O2溶液（第五组）AlO2-、CrO42-、SbO43-、SnO32-溶液（血红色）表示有Fe3+KNCS沉淀（黑色）表示有Hg2+SnCl2沉淀（黑色）表示有Bi3+Na2SnO2HNO3NaBiO3沉淀（第六组）Fe(OH)3、MnO(OH)2、NaBiO3、HgNH2ClFe(OH)3、MnO(OH)2、Bi(OH)3、HgNH2ClH2O26mol·L-1NaOHH2SO4H2O2△NH4Cl、NH3•H2O(NH4)2S沉淀：Al(OH)3H2SO4Al试剂Al片HgCl2Sn箔60\n2、第五组阳离子Cr3+、Al3+、SbⅤ、SnⅣ的鉴定（1）Cr3+的鉴定：取离心液2滴，加入乙醚5滴，逐滴加入浓HNO3酸化，加3﹪H2O22~3滴，振荡试管，乙醚层出现蓝色，表示有Cr3+存在。（2）Al3+、SbⅤ和SnⅣ将剩余离心液用H2SO4酸化，然后用NH3水碱化并多加几滴，离心分离，弃去离心液，沉淀用0.1mol·L-1NH4Cl数滴洗涤，加入3mol·L-1NH4Cl及浓NH3水各2滴，(NH4)2S溶液7~8滴，在水浴中加热至沉淀凝聚，离心分离（沉淀是什么？离心液是什么？）。沉淀用含数滴0.1mol·L-1NH4Cl溶液洗涤1~2次后，加入H2SO42~3滴，加热使沉淀溶解，然后加入3mol·L-1NaAc溶液3滴，铝试剂溶液2滴，搅拌，在沸水浴中加热1~2min，如有红色絮状沉淀出现，表示有Al3+存在。离心液用HCl逐滴中和至呈酸性后，离心分离，弃去离心液（沉淀是什么？）。在沉淀中加入浓HCl15滴，在沸水浴中加热充分搅拌，除尽H2S后，离心分离弃去不溶物（可能为硫），离心液供鉴定Sb和Sn用。SnⅣ离子的鉴定取上述离心液10滴，加入Al片或少许Mg粉，在水浴中加热使之溶解完全后，再加浓HCl1滴，加HgCl22滴，搅拌，若有白色或灰黑色沉淀析出，表示有SnⅣ存在。SbⅤ离子的鉴定取上述离心液1滴，于光亮的锡箔上放置约2~3min，如锡片上出现黑色斑点，表示有SbⅤ存在。3、第六组阳离子的鉴定。取第五组步骤1中所得的沉淀，加入3mol·L-1H2SO410滴，3﹪H2O22~3滴，在充分搅拌下，加热3~5min，以溶解沉淀和破坏过量的H2O2，离心分离，弃去不溶物，离心液供下面Mn2+、Bi3+和Hg2+的鉴定。（1）Mn2+的鉴定取离心液2滴，加入HNO3数滴，加入少量NaBiO3固体（约火柴头大小），搅拌，离心沉降，如溶液呈现紫红色，表示有Mn2+存在。（2）Bi3+的鉴定取离心液2滴，加入亚锡酸钠溶液（自己配制）数滴，若有黑色沉淀，表示有Bi3+存在。（3）Hg2+的鉴定取离心液2滴，加入新鲜配制的SnCl2数滴，白色或灰黑色沉淀析出，表示有Hg2+存在。（4）Fe3+的鉴定取离心液1滴，加入KSCN溶液，如溶液显红色，表示有Fe3+存在。一、药品和材料固体药品：NaBiO3铝片锡片酸：HCl(2mol·L-1)HNO3(6mol·L-1，浓)HAc(6mol·L-1)H2SO4(1mol·L-1，3mol·L-1)碱：NH3·H2O(6mol·L-1，浓)NaOH(6mol·L-1)盐：K2Cr2O7K2CrO4K4[Fe(CN)6]SnCl2KNCSHgCl2(以上溶液均为0.1mol·L-1)KNCS(饱和)NH4Ac(3mol·L-1)NaAc(3mol·L-1)NH4Cl(3mol·L-1)(NH4)2S(6mol·L-1)60\n其它：H2O2(3%)H2S(饱和)乙醇(95%)戊醇二乙酰二肟二苯硫腙乙醚丙酮铝试剂镁试剂材料：pH试纸一、实验内容向指导教师领取混合离子的未知溶液，分离和鉴定有哪些离子存在。二、指导与思考1.本实验将常见的阳离子分为六组，各组含有哪些离子？为了便于分离和鉴定，要求先画出分离和鉴定简表，并指出试剂名称、用量以及实验条件。2.如果未知液呈碱性，哪些离子可能不存在？3.在分离五、六组离子时，加入过量NaOH、H2O2、以及加热的作用是什么？4.以NH4SCN法鉴定Co2+时，Fe3+的存在有无干扰？如有干扰，应如何消除？5.从氨合物组中鉴定Co2+时，为什么先要加HCl酸化；并加入数滴SnCl2溶液？6.为什么要用稀的NH4Cl溶液洗涤沉淀？60\n实验二十水泥熟料中Fe2O3、Al2O3、CaO和MgO含量的测定一、实验目的：1、掌握配位滴定的几种测定方法——直接滴定法、返滴定法和差减法，以及这几种测定法中的计算方法。2、掌握水浴加热，沉淀洗涤等操作技术。二、实验仪器和试剂：试剂：浓HCl、1+1盐酸、浓HNO3、1+1氨水、固体NH4Cl、100g/LNaOH溶液、三乙醇胺、EDTA标准溶液、Zn(Ac)2标准溶液、100g/L酒石酸钾钠溶液、HAc—NaAc缓冲溶液、NH3—NH4Cl缓冲溶液仪器：漏斗、烧杯、500ml容量瓶、酸式滴定管、锥形瓶三、实验内容：1、试样的溶解与分离准确称取0.8g试样，加入5~6NH4Cl,用平头玻璃棒充分搅拌均匀。用滴管加入浓HCl至试样全部润湿（约4ml），再滴加倍4~5滴浓HCl搅拌均匀，并轻轻碾压块状物直至无小黑粒为止，盖上表面皿（边沿留一缝隙），放在沸水浴中加热15min，取下。加热水约60ml，搅拌并压碎块状物后，立即用中速滤纸过滤。沉淀尽量留于原烧杯中，用热水洗涤沉淀至无Cl-（一般需洗18~20次），若不要求测定硅，则弃去沉淀。滤液及洗涤液盛于500ml容量瓶中冷却至室温，用水稀释至标线，摇匀，供测Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+用。2、Fe2O3的测定吸取滤液100.00ml两份，分别从滴定管放于400ml烧杯中，用水稀释至150ml,加数滴浓HNO3并加热煮沸，待冷至约343K时，以1：1氨水调节PH至2.0~2.5,加0.5ml10%磺基水杨酸，趁热以0.02mol·L-1标准溶液的体积V1，计算Fe2O3的W(Fe2O3)。3、Al2O3的测定在测定Fe3+后的两份试液中，分别从滴定管放入20ml、0.02mol·L-1EDTA标准溶液，加热至333~343K，保持1~3min，滴加1：1氨水至PH约为4，加入20mlHAc—NaAc缓冲溶液（PH=4.2），煮沸后取下冷却，加入10滴0.3%PAN指示剂，以0.02mol·L-1CuSO4标准溶液滴定至溶液呈紫红色（临近终点时注意剧烈摇动，并慢慢滴定）。记下消耗的CuSO4标准溶液体积V2。计算Al2O3的W(Al2O3)。4、CaO的测定吸取25.00ml滤液两份，分别置于250ml锥形瓶中，加水稀释至125ml，加4~5ml20%NaOH溶液，加5~6滴0.5%钙指示剂，然后用EDTA标准溶液滴至溶液由酒红色变为纯蓝色即为终点。记下消耗EDTA溶液的体积V3。计算CaO的W（CaO）。5、MgO的测定吸取25.00ml滤液两份，分别置于250ml锥形瓶中，加水稀释至125ml，加1ml60\n10%酒石酸钾钠溶液，4~5ml1：2三乙醇胺溶液，在摇动下滴加1：1氨水，调节溶液PH=10，加20mlNH3·H2O—NH4Cl缓冲溶液（PH=10），少许酸性铬蓝K—萘酚绿B混合指示剂，用EDTA标准溶液滴至溶液由红色变为纯蓝色（此为Ca2+、Mg2+合量），记下消耗EDTA标准溶液的体积V4。计算MgO的W（MgO）。思考题1．如何分解水泥熟料试样？分解时的化学反应是什么？2．本实验测定SiO2含量的方法原量是什么？3．在Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+等离子共存的溶液中，以EDTA标准溶液分别滴定Fe3+、Al3+、Ca2+等离子以及Ca2+、Mg2+离子的含量时，是怎样消除其他共存离子的干扰的？4．在滴定上述各种离子时，溶液酸度应分别控制在什么范围？怎样控制？5．在Al3+离子的测定中，为什么要注意EDTA的加入量？以加入多少为宜？在Ca2+离子的测定中，为什么要先加入三乙醇胺而后加NaOH溶液？60\n实验二十一设计性实验一、目的和要求为了激发学生的学习积极性，培育创新精神，提高理论联系实际的能力和分析问题、解决问题的能力，在实验课中应穿插有设计性实验。对此类实验，要求学生运用已学习过的理论知识和实验技能，通过查阅有关的参考资料，拟定实验方案并进行实验。在拟定实验方案的过程中，应注意以下几点：1.根据测定试样的性质和测试目的，选定简单、经济和实用的实验方案。2.由测试样品的组成和大致含量，选定所用试剂并确定相关的浓度和用量。对于滴定时所使用的标准溶液浓度不要高于：HCl、NaOH，0.2mol·L-1；EDTA、Zn2+ 、Cu2+，0.02mol·L-1；AgNO3、Na2S2O3，0.15mol·L-1。3.要考虑试样品中共存组分对测定的影响，以确定试样是否需要预处理及处理的方法。综合考虑上述问题后，拟定实验方案，内容包括：1.分析方法原理，包括试样预处理和消除干扰的方法原理，以及实验结果的计算公式；2.所需的仪器设备、试剂的规格和浓度；3.实验步骤，包括需要进行的试验条件及方法；4.注意事项；5.参考文献。拟定好的实验方案应交指导教师评阅后，方可进行实验。在实验结束后，提交实验报告。实验报告的内容除包括实验方案中的五条外，还需增加以下两条内容：①实验原始数据、实验现象、实验数据处理和实验结果；②对实验现象的讨论和对设计的方案和实验结果的评价。二、设计性实验选例石灰石中钙含量的测定提示：1.石灰石的主要成分是碳酸钙和碳酸镁，其中还含有少量其他形式的碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐和硫化铁。如果矿样中硅酸盐含量较高，样品需要高温熔融。2.本设计实验的目的是引导学生开阔思路，利用已学的理论，设计采用不同的分析方法解决同一个问题。Ca2+离子既不具有氧化还原性、也不具备酸碱性，最常用的测定方法可采用配位滴定法，但共存的铁、镁等离子会产生干扰。此外，以CaC2O4的形式沉淀Ca2+离子与溶液中的其他离子分离，然后用间接氧化还原滴定法也可测定Ca2+含量。60