基础化学实验I(无机化学部分) 下载本文

二、卤素含氧酸盐的性质 1、次氯酸钠的氧化性

取4支试管分别注入0.5ml前面制得的次氯酸钠溶液.

第一支试管中加入4~5滴0.2mol.LKI溶液,2滴1mol.LH2SO4溶液; 第二支试管中加入4~5滴0.2mol.LMnSO4溶液; 第三支试管中加入4~5滴浓盐酸; 第四支试管中加入2滴品红溶液。

观察以上实验现象,写出有关的反应方程式。 ClO+2I+2H=I2+Cl+H2O 红棕色

ClO+Mn+2HO=MnO2+Cl+H2O 棕黑色沉淀

ClO+2HCl(浓)=Cl2+Cl+H2O 黄绿色气体 品红褪色

2、氯酸钾的氧化性

(1)取少量前面制得的氯酸钾晶体加少量水配成溶液。向0.5ml 0.2mol·LKI溶液中滴入几滴自制的KClO3溶液,观察有何现象.再加3mol·LH2SO4酸化,观察溶液颜色的变化,继续往该溶液中滴加KClO3溶液,又有何变化,解释实验现象,写出相应的反应方程式.

根据实验,总结氯元素含氧酸盐的性质. 无明显现象(中性)

黄绿色(酸性) 2ClO3+2I+6H= 2IO3(ro:I2)+Cl2↑+3H2O

褪色 2ClO3+I2=2IO3+2Cl+H2O 反应速度极慢,反应不明显.可加热. (2)爆炸

与硫黄反应,取一小勺干燥的硫黄粉与氯酸钾晶体小心地加以混合,用纸包好,拿到室外,用铁锤猛击。

KClO3 +S =SO2 +KCl +O2

KClO3在中性时无氧化性,酸性或固体有氧化性。 注意:用量一定要少,氯酸钾、硫黄必须干燥。

要求:装配仪器时,应使仪器布置整齐、合理、美观。反应前一定要检验装置的气密性。 [思考题]

-----+

--1

-1

---2+

----+

--1-1

-1

1、如果实验室没有二氧化锰,可改用哪些药品代替二氧化锰?举出三种。

KMnO4,K2MnO4,PbO2、NaBiO3、KClO3、K2Cr2O7

2、用碘化钾淀粉试纸检验氯气时,试纸先呈蓝色,当在氯气中放置时间较长时,蓝色褪去。为什么?

Cl2+2I=2Cl+I2 5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl

[附注]

一、有关氯气的安全操作 氯气剧毒,有刺激性气味的黄绿色气体,少量吸入人体会刺激鼻、喉部,引起咳嗽和喘息,大量吸入甚至会导致死亡。空气里可以允许的氯气最高浓度是0.001mg·L,超过这个浓度就会引起人体中毒。做氯气实验时,须在通风橱内进行,室内也要通风。不可直接对着管口或瓶口闻氯气,应当用手轻轻将氯气煽向自己的鼻孔。

二、有关溴的安全燥作 溴蒸气对气管、肺部、眼、鼻、喉等器官都有强烈的刺激作用。做有关溴的实验时应在通风橱内进行。不慎吸入溴蒸气时,可吸人少量稀薄的氨气和新鲜空气解毒。液体溴具有强烈的腐蚀性,能灼伤皮肤。倒液溴时要带上胶皮手套。溴水也有腐蚀性但比液溴弱,使用时不允许直接倒,要用滴管移取。如果不慎把溴水溅在皮肤上,应立即用水冲洗,再用碳酸氢钠溶液或稀硫代硫酸钠溶液冲洗。

三、有关氯酸钾的安全操作 氯酸钾是强氧化剂,与可燃物质接触、加热、磨擦或撞击容易引起燃烧和爆炸,因此决不可把它们混合起来保存。氯酸钾容易分解,不宜用火烘烤。实验时,撒落的氯酸钾应及时清除干净,不要倒入废液缸中。

实验十七 硝酸钾的制备 【预习内容】

转化法

一、实验目的

1.利用温度对物质溶解度的影响不同,用复分解法制备盐类; 2.练习重结晶法提纯物质,进一步巩固溶解、过滤、结晶等操作。 二、实验原理

NaNO3 + KCl = KNO3 + NaCl

NaCl的溶解度随T变化不大,而KCl,NaNO3,KNO3在T增大时有较大的溶解度,随T减小S减小。 温度(℃) NaCl 0 35.7 10 35.8 20 36.0 -1

--

NaNO3 KCl KNO3 【实验用品】

73.0 27.6 13.3 80.0 31.0 20.9 88.0 34.0 31.6 仪器:烧杯、量筒、表面皿、布氏漏斗、吸滤瓶、台秤 试剂:NaNO3(s)、KCl(s)、0.1mol·L-1AgNO3 三、实验内容及步骤

1.KNO3的制备

8.5g NaNO3+7.5g KCl+15mLH2O水浴加热,待全部溶解后,加热蒸发至原体积的2/3,有晶体析出(NaCl),趁热吸滤(布氏漏斗先预热),滤液用冰—水浴降温或自然冷却至室温,有KNO3析出,吸滤(不能用水洗,因为KNO3溶于水)称量,计算产量和产率。

2.用重结晶法提纯KNO3

粗产品加计算量的水(粗产品∶水 = 2∶1),加热溶解,冷却到室温后吸滤,滤纸吸干,称量。 3.产品纯度的检验

在两支试管中,分别取粗产品和重结晶产品各0.1g,加2mLH2O 溶解后,加1d 5mol·L-1

HNO3,加1~2d 0.1mol·L-1AgNO3,观察有无AgCl沉淀生成,并进行对比,重结晶后的产品溶液应为澄清。 四、思考题

1.KCl和NaNO3来制备KNO3的原理是什么? 2.KNO3中混有KCl或NaNO3时,应如何提纯? 【补充】Fe3+离子的检验

Fe3+标准溶液的配制:用移液管吸取0.01mg·mL-1 Fe3+标准溶液分别为: 5.00mL、10.00mL、20.00mL于3支25mL比色管中,各加入2.00mL 2.0mol·L-1HCl溶液和0.50mL 1.0mol·L-1KCNS溶液,用含氧较少的去离子水稀释至刻度,摇匀。得到3个级别的Fe3+标准溶液,分别为Ⅰ~Ⅲ级试剂中Fe3+最高允许含量0.05mg、0.10mg、0.20mg。

试样溶液的配制:称取1.00g摩尔盐,用上述相似的方法配制25mL溶液,与标准色阶比较,确定产品级别。

实验十八 离子交换法制取碳酸氢钠 [实验目的]

1.了解离子交换法制取碳酸氢钠的原理; 2.巩固离子交换操作方法。 [实验原理]

离子交换法制取碳酸氢钠的主要过程是:先将碳酸氢铵溶液通过钠型阳离子交换树脂,转

变为碳酸氢钠溶液,然后将碳酸氢钠溶液浓缩,结晶,干燥为晶体碳酸氢钠。

本实验使用的001×7树脂是聚苯乙烯磺酸型强酸性阳离子交换树脂。经预处理和转型后,树脂从氢型完全转变为钠型。这种钠型树脂可表示为R-SO3Na。交换基团上的Na+可与溶液中的阳离子进行交换。当碳酸氢铵溶液流经树脂时,发生下列交换反应:

R-SO3Na + NH4HCO3 = R-SO3NH4 + NaHCO3

离子交换反应是可逆反应,可以通过控制流速,溶液浓度和体积等因素使反应按所需要的方向进行,从而达到最佳交换的目的。本实验用少量较稀的碳酸氢铵溶液以较慢的流速进行交换反应。 [实验用品]

仪器:交换柱(或50mL碱式滴定管),烧杯(100mL),点滴板,量筒(10mL),锥形瓶、移液管

药品:HCl(0.1mol·L-1、2.0mol·L-1、浓);NaOH(2.0mol·L-1);Ba(OH)2(饱和);NaCl(3.0mol·L-1、

10%);NH4HCO3(1.0mol·L-1); AgNO3(0.1mol·L-1);甲基橙(1%);奈斯勒试剂

材料: 001×7(732)阳离子交换树脂;铂丝(或镍铬丝);pH试纸 [实验步骤]

一、制取碳酸氢钠溶液

1、树脂预处理

将转型(见附注)后的001×7阳离子交换树脂放入大烧杯中,先用10%NaCl溶液浸泡24h,再用去离子水洗涤树脂,直到溶液中不含Cl-(用AgNO3溶液检验)。并用去离子水浸泡,待用(由实验教师课前完成)。

2、装柱

用玻璃管吸取上述预处理过的阳离子交换树脂,放入10mL量筒中,将树脂层墩实,取树脂约10mL。

取一支交换柱(ф1.5×30cm)或50mL碱式滴定管,在下端接一段橡皮管,与尖嘴玻璃管相连,橡皮管用螺旋夹夹住,将交换柱固定在铁架台上(见图)。在柱中注入少量去离子水,排出橡皮管和尖嘴中的空气,将预处理过的001×7阳离子交换树脂,随水一起从上端逐渐倾入交换柱中(若交换柱口小可用短颈漏斗),树脂沿水下沉,这样不致带入空气。若水过满,可松开螺旋夹放掉部分水,当上部残留的水达1~2cm时,在顶部装入一小团玻璃纤维或脱脂棉,防止注入溶液时将树脂冲起。

在整个操作过程中,一直要保持树脂层被水覆盖。如果树脂床中进入空气,会产生缝隙,