实验九 电离平衡与沉淀溶解平衡

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实验九电离平衡与沉淀溶解平衡本实验每人一组单独操作回去后带着实验现象的问题，参照无机及分析化学理论课课本寻找答案和解释，理论联系实际；本实验中的各种公式暂时不做过多解释，在理论课上寻找答案和推导过程。 二、实验原理1.不同酸、碱溶液pH的测定0.1mol·L-1HCl,是强电解质，理论pH=1,0.1mol·L-1HAc,是弱电解质，理论pH=4,0.1mol·L-1NH3·H2O是弱碱,理论pH=10,0.1mol·L-1NaOH是强碱，理论pH=13。一、实验目的1.理解弱电解质的电离平衡规律及影响电离平衡的因素。2.掌握缓冲溶液的做用原理、组成、性质和配制方法。3.掌握溶度积的规则，学习固液分离的原理和方法。 2.同离子效应（1）0.1mol·L-1HAc的pH=4。甲基橙在pH＜3.1显红色,pH3.1~4.4显橙色，pH＞4.4显黄色。所以，此时甲基橙显橙色。加NaAc后使pH变大,所以甲基橙变黄色。（2）0.1mol·L-1NH3·H2O的pH=10。酚酞在pH＜8.0无色，pH8.0~9.6粉红色,pH＞9.6为红色。所以,此时酚酞为红色。加NH4Cl后使酸性增强，pH变小，所以红色变浅、甚至消失。 3.缓冲溶液弱酸及其共轭碱（如HAc-NaAc）,弱碱及其共轭酸（如NH3·H2O-NH4Cl）具有抵抗外加酸碱而保持pH基本不变的作用，即缓冲作用。此溶液称为缓冲溶液。缓冲溶液之所以具有缓冲作用，是由于外加少量酸碱时，质子在共轭酸碱之间发生转移以维持质子浓度基本不变而造成的。配制缓冲溶液和计算缓冲溶液的pH时，根据下式计算由此算得本实验中加0.1mol·L-1HAc8.5mL、0.1mol·L-1NaAc1.5mL可配得pH=4.0的缓冲溶液10mL。非缓冲溶液（如稀HCl）无缓冲作用。 4.盐类的水解（1）强酸强碱盐（如NaCl）、弱酸弱碱盐（如NH4Ac）的溶液呈中性；强酸弱碱盐(如NH4Cl)水解呈酸性，强碱弱酸盐(如NaAc,Na2CO3等)水解呈碱性。（2）Sb3+水解式：SbCl3+H2OSbOCl↓+2HCl加HCl使以上平衡左移，沉淀消失；加水稀释使以上平衡右移，沉淀重新生成。一氯一氧化锑 (3)Fe3+的水解：[Fe(H2O)6]3++H2O[Fe(OH)(H2O)5]2++H3O+黄色加酸使以上平衡左移，故黄色变浅。加热促进水解，使以上平衡右移，故颜色加深。5.沉淀的生成和溶解（1）Cl-+Ag+=AgCl↓(白色)滴加NH3·H2O时，AgCl+2NH3致使沉淀溶解。[Ag(NH3)2]++Cl- （2）Mg2++2OH-Mg(OH)2↓(白色)加HCl与OH-生成水，使以上平衡左移，沉淀溶解。加NH4Cl后+H2ONH3+H3O+H3O++OH-2H2O使生成Mg(OH)2↓的平衡左移，致使Mg(OH)2溶解。 6.分步沉淀和沉淀转化（1）Cl-和但AgCl沉淀所需的Ag+浓度小，Ag2CrO4↓(砖红色)所需的Ag+浓度大，所以先生成白色AgCl，后生成砖红色的Ag2CrO4显然，最后得到的沉淀中仍有AgCl沉淀。这可以通过向沉淀混合物中加HNO3后Ag2CrO4溶解而氯化银不溶（留下白的沉淀）得以证实。（2）Pb2++2Cl-=PbCl2↓(白色)+S2-||PbS↓（黑色） （3）2Cl-+2Ag+=2AgCl↓（白色）+≠AgCl沉淀不能转化为Ag2CrO4沉淀。+2Cl-||2AgCl↓（白色）Ag2CrO4沉淀能转化为AgCl沉淀。 三、有关实验操作1.试管滴加试剂滴管要垂直，以保证滴加体积的准确。试管振荡拇指和食指拿试管中上部,试管略微倾斜,手腕用力左右振荡或用中指轻轻敲打试管。 加热试管中的液体1.试管中所盛液体量不超过试管高度的1/3。2.用试管夹夹住试管中上部(离管口1/4处)。3.试管稍微倾斜，先加热液体的中上部，再慢慢往下移动加热下部，并不时地移动或振荡。不要集中加热某一部分(液体易冲出)。 离心试管(底部呈锥形的试管)用于沉淀的离心沉降，观察少量沉淀的生成和沉淀颜色的变化，还可进行溶剂萃取。离心管不能直接在火上加热，应放在水浴上加热。 1.若有多个离心管中的溶液需离心分离，应放在对称的套管中且重量应相近。若只有一支离心管中的溶液需离心分离则应取一支装入等量水的离心管放入其对称位置。目的是保持离心机的平衡，避免转动时发生震动，损坏离心机。2.启动离心机时应由慢速开始,待运转平稳后再加快。3.转速一般不超过2000r/min（即不超过刻度20），离心3~4min。4.关机后，应待离心机转动自行停止，然后取出试管。2.离心机常用的电动离心机使用方法然后盖上盖子。 四、实验步骤按p90~92“四、实验步骤”进行。部分同学从第一个实验开始做，另一部分同学可从别的实验开始做，这样可避开同时使用同一试剂，减少延误时间。 五、注意事项1、1mL试剂取用时，可以用量杯量，也可以用滴管滴20～25滴即可。2、注意性质实验报告格式，参考性质实验的报告格式。3、取用固体药品向试管里加入时应该用一纸条向里加，不能直接用药匙往里倒入；滴管不要乱放，取完液体药品后滴管立即放回原处，以防止药品污染。4、为了方便实验顺利进行，一组从前向后做，另一组从后向前做。5、注意酒精灯使用。注意AgNO3有强氧化性，使用时注意不要溅到身上，手上。 六、思考题1．将10ml0.2mol/L的NaAc溶液和10ml0.2mol/L的HCl溶液混合，所得溶液是否具有缓冲能力？将10ml0.2mol/L的HaAc溶液和10ml0.1mol/L的NaOH溶液混合，所得溶液是否具有缓冲能力？答：前者没有，后者有。2．沉淀生成的条件是什么？欲使沉淀溶解有哪几种方法？答：Q＞Ksp。沉淀溶解方法：生成弱电解质；氧化还原反应；生成配合物。 3、同离子效应与缓冲溶液的原理的异同？答：前者影响反应平衡，从而影响溶解度等，后者靠的是弱酸碱平衡影响pH。4、如何抑制和促进水解？答：1）温度：盐的水解是吸热反应，因此升高温度水解程度增大。2）浓度：盐浓度越小，水解程度越大；盐浓度越大，水解程度越小。3）外加酸碱能促进或抑制盐的水解。例如水解呈酸性的盐溶液加入碱，就会中和溶液中的，使平衡向水解方向移动而促使水解，若加酸则抑制水解。 实验报告（示例）——性质实验实验步骤实验现象解释或(和)反应式1.pH试纸试验0.1mol·L-1HClHAcNH3·H2ONaOH……色……色……色……色…………………………………………………………………………………………………………2.同离子效应（1）1mL0.1mol·L-1HCl+甲基橙+甲基橙+NaAc（2）………………………………色……色……………………………………………………………………………………………………………………………………