二、解离平衡和沉淀反应
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二、解离平衡和沉淀反应. 一、实验目的. 1 .掌握并验证同离子效应对弱电解质解离平衡 的影响; 2 .学习缓冲溶液的配制,并验证其缓冲作用; 3 .掌握并验证浓度、温度对盐类水解平衡的影响; 4. 了解沉淀的生成和溶解条件以及沉淀的转化。. 二、实验原理. 弱电解质溶液中加入含有相同离子的另一强电解质时,使弱电解质的解离程度降低,这种效应称为同离子效应。

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一、实验目的

1.掌握并验证同离子效应对弱电解质解离平衡

的影响;

2.学习缓冲溶液的配制,并验证其缓冲作用;

3.掌握并验证浓度、温度对盐类水解平衡的影响;

4. 了解沉淀的生成和溶解条件以及沉淀的转化。


二、实验原理

弱电解质溶液中加入含有相同离子的另一强电解质时,使弱电解质的解离程度降低,这种效应称为同离子效应。

弱酸及其盐或弱碱及其盐的混合溶液,当将其稀释或在其中加入少量的酸或碱时,溶液的pH值改变很少,这种溶液称作缓冲溶液。缓冲溶液的pH值(以HAc和NaAc为例)可用下式计算:


在难溶电解质的饱和溶液中,未溶解的难溶容电解质和溶液中相应的离子之间建立了多相离子平衡。例如在在难溶电解质的饱和溶液中,未溶解的难溶容电解质和溶液中相应的离子之间建立了多相离子平衡。例如在PbI2饱和溶液中,建立了如下平衡:

PbI2 (固) Pb2+ + 2I -

其平衡常数的表达式为= c(Pb2+) · c(I -)2,称为溶度积。

根据溶度积规则可判断沉淀的生成和溶解,当将Pb(Ac)2和KI两种溶液混合时,如果:

(1)c(Pb2+)· c(I -)2>溶液过饱和,有沉淀析出。

(2)c(Pb2+)· c(I -)2=饱和溶液。

(3)c(Pb2+)· c(I -)2<溶液未饱和,无沉淀析出。


使一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质,即把一种沉淀转化为另一种沉淀的过程称为沉淀的转化,对于同一种类型的沉淀,溶度积大的难溶电解质易转化为溶度积小的难溶电解质。对于不同类型的沉淀,能否进行转化,要具体计算溶解度。


三、仪器和药品 使一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质,即把一种沉淀转化为另一种沉淀的过程称为沉淀的转化,对于同一种类型的沉淀,溶度积大的难溶电解质易转化为溶度积小的难溶电解质。对于不同类型的沉淀,能否进行转化,要具体计算溶解度。

仪器:

试管、角匙、100 mL小烧杯、量筒。

药品:

HAc (0.1mol·L-1,0.10 mol·L-1)、HCl (0.1 mol·L-1,2 mol·L-1)、NH3H2O (0.1 mol·L-1,2 mol·L-1),NaOH (0.1 mol·L-1);NH4Ac(s),NaAc (1 mol·L-1,0.1 mol·L-1),NH4Cl (1 mol·L-1),BiCl3 (0.1 mol·L-1) , MgSO4 (0.1 mol·L-1),

ZnCl2 (0.1 mol·L-1), Pb (Ac)2 (0.01 mol·L-1),

Na2S (0.1 mol·L-1),KI (0.02 mol·L-1);酚酞、甲基橙、pH试纸。


四、实验步骤 使一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质,即把一种沉淀转化为另一种沉淀的过程称为沉淀的转化,对于同一种类型的沉淀,溶度积大的难溶电解质易转化为溶度积小的难溶电解质。对于不同类型的沉淀,能否进行转化,要具体计算溶解度。

1.同离子效应和缓冲溶液

(1)在试管中加入2mL 0.1 mol·L-1氨水,再加入

一滴酚酞溶液,观察溶液显什么颜色?再加入少量NH4Ac固体,摇动试管使其溶解,观察溶液颜色

有何变化?说明原因。

NH3·H2O NH4+ + OH-

滴加1滴酚酞溶液 溶液显红色

加入1mL 0.2 mol· L-1NH4Ac溶液 溶液的红色变浅

因为同离子效应使解离平衡左移,C(OH-)↓, PH ↓。


使一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质,即把一种沉淀转化为另一种沉淀的过程称为沉淀的转化,对于同一种类型的沉淀,溶度积大的难溶电解质易转化为溶度积小的难溶电解质。对于不同类型的沉淀,能否进行转化,要具体计算溶解度。2)在试管中加入2mL 0.1 mol·L-1 HAc,再加

入一滴甲基橙,观察溶液显什么颜色?再加入少量

NH4Ac固体,摇动试管使其溶解,观察溶液颜色有何

变化?说明原因。


使一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质,即把一种沉淀转化为另一种沉淀的过程称为沉淀的转化,对于同一种类型的沉淀,溶度积大的难溶电解质易转化为溶度积小的难溶电解质。对于不同类型的沉淀,能否进行转化,要具体计算溶解度。3)在烧杯中加入10mL 0.1 mol·L-1 HAc和10 m0.1 mol·L-1 NaAc,搅匀,用pH试纸测定其pH值;然后将溶液分成两份,一份分加入10滴0.1 mol·L-1 HCl,测其pH值;另一份加入10滴0.1 mol·L-1 NaOH,测其pH值。

于另一烧杯中加入10 mL去离子水,重复上述实验。

说明缓冲溶液的作用是什么?

缓冲公式:


2 使一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质,即把一种沉淀转化为另一种沉淀的过程称为沉淀的转化,对于同一种类型的沉淀,溶度积大的难溶电解质易转化为溶度积小的难溶电解质。对于不同类型的沉淀,能否进行转化,要具体计算溶解度。.盐类的水解和影响水解的因素

(1)酸度对水解平衡的影响

在试管中加入2滴0.1 mol·L-1BiCl3溶液,加入1mL水,观察沉淀的产生,往沉淀中滴加2 mol·L-1HCl溶液,至沉淀刚好消失。

BiCl3+H2O BiOCl↓+2HCl

(2)温度对水解平衡的影响

取绿豆大小的Fe(NO3)3·9H2O晶体,用少量蒸馏水溶解后,将溶液分成两份,第一份留作比较,第二份用小火加热煮沸。溶液发生什么变化?说明加热对水解的影响。

Fe3++ H2O

Fe(OH)3↓+ H+

加热促进盐类的水解


3 使一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质,即把一种沉淀转化为另一种沉淀的过程称为沉淀的转化,对于同一种类型的沉淀,溶度积大的难溶电解质易转化为溶度积小的难溶电解质。对于不同类型的沉淀,能否进行转化,要具体计算溶解度。.沉淀的生成和溶解

(1)在试管中加入1mL0.1 mol·L-1MgSO4溶液,加入2 mol·L-1氨水数滴、此时生成的沉淀是什么?再向此溶液中加入1 mol·L-1 NH4Cl溶液,观察沉淀是否溶解。解释观察到的现象,写出相关反应式。

Mg2++OH-→Mg(OH )2↓ 有白色↓生成

Q>Ksp

Mg(OH )2 +NH4+→ Mg2++ NH3·H2O

(2)取2滴0.1 mol·L-1ZnCl2溶液加入试管中,加入2滴0.1 mol·L-1 Na2S溶液,观察沉淀的生成和颜色,再在试管中加入数滴2 mol·L-1HCl,观察沉淀是否溶解?写出相关反应式。


4 使一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质,即把一种沉淀转化为另一种沉淀的过程称为沉淀的转化,对于同一种类型的沉淀,溶度积大的难溶电解质易转化为溶度积小的难溶电解质。对于不同类型的沉淀,能否进行转化,要具体计算溶解度。.沉淀的转化

取10滴0.01 mol·L-1 Pb(Ac)2溶液加入试管中,加入2滴0.02 mol·L-1KI溶液,振荡,观察沉淀的颜色,再在其中加入0.1 mol·L-1 Na2S溶液,边加边振荡,直到黄色消失,黑色沉淀生成为止,解释观察到的现象,写出相关反应式。

五、实验现象(数据)记录与分析讨论:


六、注意事项 使一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质,即把一种沉淀转化为另一种沉淀的过程称为沉淀的转化,对于同一种类型的沉淀,溶度积大的难溶电解质易转化为溶度积小的难溶电解质。对于不同类型的沉淀,能否进行转化,要具体计算溶解度。

酸度计、pH 试纸、滴管的使用,离心分离,试管的振荡和加热等基本操作。

七、思考题

1.同离子效应与缓冲溶液的原理有何异同?

2.如何抑制或促进水解?举例说明。

3.是否一定要在碱性条件下,才能生成氢氧化物沉淀?不同浓度的金属离子溶液,开始生成氢氧化物沉淀时,溶液的pH值是否相同?


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