單、多相離子平衡實驗

實驗目的 

1. 加深理解單多相離子平衡、鹽類水解平衡及其移動等基本原理和規律。 

2. 學習(xi) 緩衝(chong) 溶液的配製方法，並試驗其緩衝(chong) 作用。 

3. 掌握酸堿指示劑及pH試紙的使用方法。 

4. 學習(xi) 使用pHS-25型pH計測定緩衝(chong) 溶液pH值的方法。 

實驗原理：（略） 

儀(yi) 器藥品及材料 

儀(yi) 器 pHS-25型pH計，800型電動離心機，量筒(25mL，6個(ge) )，點滴板，燒杯(50mL，4個(ge) )，試管 

藥品 

酸：HAc(1.0mol·L-1，0.1mol·L-1)，HCl(2mol·L-1，0.1mol·L-1)  

堿：NaOH(2.0mol·L-1，0.1mol·L-1)，NH3·H2O(1.0mol·L-1，0.1mol·L-1)  

鹽：Na2CO3(0.1mol·L-1，飽和)，Al2(SO4)3(0.1mol·L-1)，Na2HPO4(0.1mol·L-1)，NaH2PO4(0.1mol·L-1)，Na3PO4(0.1mol·L-1)，NH4Cl(0.1mol·L-1)，Pb(NO3)2(0.1mol·L-1)， NaCl(0.1mol·L-1)，MgCl2(0.1mol·L-1)，KI(0.1mol·L-1，0.02mol·L-1)，AgNO3(0.1mol·L-1)，KCl(0.1mol·L-1，0.02mol·L-1)，BiCl3(0.1mol·L-1)，Fe(NO3)3(0.1mol·L-1)，CaCl2(0.5mol·L-1)， Al(NO3)3(0.1mol·L-1)，Na2SO4(0.5mol·L-1)，Pb(Ac)2(0.1mol·L-1)，K2CrO4(0.1mol·L-1)， Na2S(0.1mol·L-1) 

固體(ti) ：NaAc，NH4Cl，NaNO3  

指示劑：甲基橙，酚酞 

材料：碎濾紙，pH為(wei) 4.003，6.864，9.182的標準緩衝(chong) 溶液 

實驗內(nei) 容 

一、離解平衡 

1. 同離子效應 

（1）在試管中加入0.1mol·L-1 HAc溶液2mL，1～2滴甲基橙指示劑，搖勻，觀察溶液的顏色。然後分在兩(liang) 支試管中，一支作對比，在另一支中加入少量固體(ti) NaAc，振蕩溶解後，觀察兩(liang) 隻試管中溶液顏色的變化，解釋實驗現象。 

（2）利用0.1mol·L-1 NH3·H2O溶液，設計一個(ge) 實驗，證明同離子效應能使NH3·H2O的解離度降低的事實（應選用那種指示劑？）。 

    2. 鹽類的水解平衡及其移動 

（1）用pH試紙分別檢驗0.1mol·L-1的Na2CO3、Al2(SO4)3和NaCl溶液的pH值，並用去離子水作實驗。寫(xie) 出水解反應的離子方程式。 

    （2）用pH試紙分別檢驗0.1mol·L-1的Na3PO4、Na2HPO4、NaH2PO4溶液的pH值。解釋實驗現象。 

（3）溫度、溶液酸度對水解平衡的影響 

①在試管中加入1.0mol·L-1 NaAc溶液2mL和1滴酚酞溶液 ，加熱觀察溶液顏色的變化，解釋實驗現象。 

②在試管中加入0.1mol·L-1 BiCl3溶液1滴，加水稀釋有何現象？再逐滴加入2mol·L-1 HCl溶液，觀察現象。當沉澱剛剛消失後，再加水稀釋又有何現象？寫(xie) 出水解的離子反應式，解釋實驗現象。 

3. 能水解的鹽類間的相互作用 

（1）在試管中加入0.1mol·L-1 Al2(SO4)3溶液1mL，加入0.1mol·L-1 NaHCO3溶液1mL，從(cong) 水解平衡移動的觀點解釋之。寫(xie) 出反應的離子方程式。 

（2）在試管中加入0.1mol·L-1 CrCl3溶液1mL，加入0.1mol·L-1 Na2CO3溶液1mL，觀察實驗現象。寫(xie) 出反應的離子方程式。 

二、沉澱反應 

1. 沉澱的生成和溶解 

（1）在兩(liang) 支試管中分別加入0.5mol·L-1 Pb(NO3)2溶液5滴，一支試管中加入1mol·L-1 KCl溶液5滴；另一支試管中加入0.02mol·L-1 KCl溶液5滴，觀察有無白色沉澱產(chan) 生（不產(chan) 生沉澱的留作下一實驗）。寫(xie) 出離子反應方程式。 

（2）在上麵未產(chan) 生沉澱的試管中加入0.02mol·L-1 KI溶液，觀察現象。寫(xie) 出離子反應方程式。 

(3) 在兩(liang) 支試管中分別加入0.1mol·L-1 MgCl2溶液0.5mL和數滴2.0mol·L-1 NH3·H2O溶液，至沉澱生成。在一支試管中加入幾滴2.0mol·L-1 HCl溶液；在另一支試管中加入數滴1.0mol·L-1 NH4Cl溶液，觀察沉澱是否溶解。解釋每步實驗現象。 

（4）在試管中加入0.01mol·L-1 Pb(Ac)2溶液2滴和0.02mol·L-1 KI溶液2滴，再加入少量去離子水，後再加入少量NaNO3固體(ti) ，並振蕩試管，直到沉澱消失。解釋沉澱溶解的原因。 

2. 分步沉澱 

    （1）在試管中加入0.1mol·L-1 Na2S溶液1滴和0.1mol·L-1 K2CrO4溶液2滴，用去離子水稀釋至5mL，混合均勻。首先加入1滴0.1mol·L-1 Pb(NO3)2溶液，離心分離，觀察試管底部沉澱的顏色，然後再向清液中繼續滴加Pb(NO3)2溶液，觀察此時生成沉澱的顏色。指出兩(liang) 種沉澱各是什麽(me) 物質。 

（2）在試管中加入0.1mol·L-1 AgNO3溶液和Pb(NO3)2溶液各2滴，用去離子水稀釋至5mL，搖勻。逐滴加入0.1mol·L-1 K2CrO4溶液，每加入1滴後都要充分搖蕩，離心分離，觀察試管底部先後生成沉澱的顏色，指出各是什麽(me) 物質並解釋現象。

    3. 沉澱的轉化 

在2支試管中各加入1mL 0.5mol·L-1的CaCl2溶液和Na2SO4溶液，振蕩至生成沉澱，離心分離，棄去清液。在其中1支試管中加入2.0mol·L-1 HCl溶液1mL，觀察沉澱是否溶解；在另一支試管中加入飽和Na2CO3溶液1mL，充分振蕩幾分鍾，離心分離，棄去清液，用去離子水洗滌沉澱1~2次，然後在沉澱中加入2.0mol·L-1 HCl溶液1mL，觀察沉澱是否溶解。 

4. 沉澱法分離混合離子 

在小試管中加入0.1mol·L-1的AgNO3、Fe(NO3)3和Al(NO3)3溶液各3滴。混合均勻後，向其中加入幾滴2.0mol·L-1 HCl溶液，離心沉降，再加入1滴HCl溶液，若無沉澱出現，將清液轉移至另一試管中。在清液中加入過量的2.0mol·L-1 NaOH溶液，攪拌並加熱，觀察沉澱的顏色。離心沉降，再加入1滴NaOH溶液，若無沉澱出現，將清液轉移至另一試管中。此時三種離子已經分開。寫(xie) 出分離過程示意圖。 

三、緩衝(chong) 溶液 

1. 緩衝(chong) 溶液的配製及其pH值的測定 

按表4-1配製4種緩衝(chong) 溶液，並用pH計分別測定其pH值。記錄測定結果，並進行計算，將計算值與(yu) 測定結果相比較。關(guan) 於(yu) pH計的使用方法參看附錄。 

表4-1 緩衝(chong) 溶液的配製 

    2. 試驗緩衝(chong) 溶液的緩衝(chong) 作用 

在上麵配製的已測定pH值的第4號緩衝(chong) 溶液中加入0.10mol·L-1 HCl溶液0.5mL(約10滴)，攪拌均勻，用pH計測定其pH值。再加入0.10mol·L-1 NaOH溶液1.0mL(約20滴)，攪拌均勻，用pH計測定其pH值。記錄測定結果於(yu) 表4-2中，並與(yu) 計算值進行比較。 

表4-2 緩衝(chong) 溶液性質的檢驗