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1、实验四 电解质溶液实验四 电解质溶液 一、实验目的 1.了解强弱电解质电离的差别及同离子效应。 2.学习缓冲溶液的配制方法及其性质。 3.熟悉难溶电解质的沉淀溶解平衡及溶度积原理的应用。 4.学习离心机、酸度计、pH试纸的使用等基本操作。 二、实验原理 1.弱电解质的电离平衡及同离子效应 对于弱酸或弱碱AB，在水溶液中存在下列平衡：AB A+B-，各物质浓度关系满足K = A+B-/ AB，K为电离平衡常数。在此平衡体系中，若加入含有相同离子的强电解质，即增加A+或B-离子的浓度，则平衡向生成AB分子的方向移动，使弱电解质的电离度降低，这种效应叫做同离子效应。 2.缓冲溶液 由弱酸及其盐或弱碱
2、及其盐组成的混合溶液，能在一定程度上对抗外加的少量酸、碱或水的稀释作用，而本身的pH值变化不大，这种溶液叫做缓冲溶液。 3.盐类的水解反应 盐类的水解反应是由组成盐的离子和水电离出来的H+或OH-离子作用，生成弱酸或弱碱的过程。水解反应往往使溶液显酸性或碱性。如：弱酸强碱盐、强酸弱碱盐、弱酸弱碱盐。通常加热能促进水解，浓度、酸度、稀释等也会影响水解。 4.沉淀平衡 溶度积 在难溶电解质的饱和溶液中，未溶解的固体及溶解的离子间存在着多相平衡，即沉淀平衡。Ksp表示在难溶电解质的饱和溶液中，难溶电解质的离子浓度的乘积，叫做溶度积常数，简称溶度积。根据溶度积规则可以判断沉淀的生成和溶解。若以Q表示溶
3、液中难溶电解质的离子浓度的乘积，那么，溶液中QKsp有沉淀析出或溶液过饱和；Q=Ksp溶液恰好饱和或达到沉淀平衡；QKsp溶液无沉淀析出或沉淀溶解。 分步沉淀 有两种或两种以上的离子都能与加入的某种试剂反应生成难溶电解质时，沉淀的先后顺序决定于所需沉淀剂离子浓度的大小，需要沉淀剂离子浓度较小的先沉淀，需要沉淀剂离子浓度较大的后沉淀，这种现象叫做分步沉淀。 沉淀的转化 把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叫沉淀的转化。一般来说，溶度积较大的难溶电解质容易转化为溶度积较小的难溶电解质。 三、仪器和试药 仪器：试管、烧杯、量筒、洗瓶、玻璃棒、酒精灯、pH计。 试
4、药：HCl (0.1, 1, 6molL-1)、HAc (0.1, 1molL-1)、NaOH (0.1, 1molL-1)、NH3H2O (2molL-1)、NaCl (0.1molL-1)、Na2CO3 (0.1molL-1)、NaAc (1molL-1, 固体)、Na2S、KI (0.001, 0.1molL-1)、K2CrO4 (0.1molL-1)、MgCl2 (0.1molL-1)、Al2(SO4)3 (0.1molL-1)、ZnSO4 (0.1molL-1)、CuSO4 (0.1molL-1)、MnSO4 (0.1molL-1)、Pb(NO3)2 (0.001, 0.1molL-
5、1)、AgNO3 (0.1molL-1)、NH4Cl (0.1, 饱和溶液, 固体)、Na3PO4 (0.1molL-1)、Na2HPO4 (0.1molL-1)、NaH2PO4 (0.1molL-1)、SbCl3、FeCl3、标准缓冲溶液 (pH = 6.86, 4.00)、锌粒、酚酞溶液、甲基橙、pH试纸。 四、实验内容 1.强弱电解质溶液的比较 用pH试纸分别测定HAc (0.1molL-1)、HCl溶液的pH值。然后在两支试管中分别加入1mL上述溶液，再各加入一小颗锌粒并加热，观察哪支试管中产生氢气的反应比较剧烈。 2.同离子效应 在两支试管中，各加1mL 0.1molL-1HAc溶液
6、和1滴甲基橙指示剂，摇匀，观察溶液颜色；在一支试管中加入少量NaAc固体，振荡使之溶解，观察溶液颜色有何变化，与另一支试管溶液进行比较，指出同离子效应对电离度的影响。 在两支小试管中，各加5滴0.1molL-1MgCl2溶液，在其中一支试管中再加入5滴饱和NH4Cl溶液，然后在两支试管各加入5滴2molL-1NH3H2O溶液，观察两支试管发生的现象，写出有关反应方程式并说明原因。 3.缓冲溶液的配制和性质 按说明书配制标准缓冲溶液，并学习pH计的使用方法。 在两个小烧杯中，各加入30mL蒸馏水，用pH试纸和pH计测定其pH值，再分别加入5滴1molL-1HCl和5滴1molL-1NaOH溶液，
7、搅拌均匀，分别用pH试纸和pH计测定溶液的pH值。 在一个烧杯中，加入1molL-1HAc及1molL-1NaAc溶液各50mL (用量筒)，玻棒搅匀，配制成HAc-NaAc 缓冲溶液。用pH试纸和pH计分别测定溶液的pH值，并与计算值比较。 取3个烧杯，各加入30mL该缓冲溶液，先用pH计分别测定在一个烧杯中加入1滴、10滴1molL-1HCl后各溶液的pH值，用同法测定在另一个烧杯中加入1滴、10滴1molL-1NaOH溶液后各溶液的pH值，在第三个烧杯中加入1滴、10滴蒸馏水后各溶液的pH值，将测得结果与原来缓冲溶液的pH值比较，总结缓冲溶液的性质。 4.盐类水解反应及其影响因素 盐的水
8、解与溶液的酸碱性 取3支小试管，分别加入5滴0.1molL-1NaCl、Na2CO3及Al2(SO4)3溶液，用玻棒蘸取少许溶液在pH试纸上测定溶液的酸碱性。写出水解的离子方程式，并解释。 用pH试纸分别测定0.1molL-1Na3PO4、Na2HPO4 、NaH2PO4溶液的酸碱性，并说明原因。 影响盐类水解反应的因素 温度 取两支试管，分别加入5滴 1molL-1NaAc溶液和5滴蒸馏水，并各加入1滴酚酞溶液，将其中一支试管用酒精灯加热，观察颜色变化，冷却后颜色又如何？解释原因。 酸度 将少量FeCl3、SbCl3固体置于一个小试管中，加入1mL蒸馏水，有何现象产生？用pH试纸测定溶液的酸
9、碱性。再向试管中加入几滴6molL-1HCl,观察沉淀是否溶解？最后将所得溶液再加入2mL蒸馏水稀释，又有什么变化？解释现象并写出有关反应方程式。 相互水解 在2支试管中，分别加入1mL 0.1molL-1Na2CO3及1mL 0.1molL-1Al2(SO4)3溶液，先用pH试纸分别测定溶液的pH值，然后将二者混合，观察现象并写出有关反应的离子方程式。 5.溶度积规则的应用 沉淀的生成 取一支试管，加入10滴 0.1molL-1Pb(NO3)2溶液，再缓慢加入10滴0.1molL-1 KI溶液，观察沉淀的生成和颜色。 取另一支试管，加入10滴0.001molL-1Pb(NO3)2溶液，再缓慢
10、加入10滴0.001molL-1 KI溶液，观察有无沉淀的生成？试以溶度积规则解释上述现象。 试设计实验，比较ZnS、CuS、MnS几种硫化物难溶盐溶解度的大小。 沉淀的溶解 在一支离心试管中，加入5滴0.1molL-1AgNO3溶液和2滴0.1molL-1NaCl溶液混合，观察现象，离心沉降，弃去上层清液，向沉淀中滴加2molL-1NH3H2O溶液，观察原有沉淀是否溶解？解释上述现象。 分步沉淀 在离心试管中，加入5滴0.1molL-1NaCl和2滴0.1molL-1K2CrO4溶液，用蒸馏水稀释至1mL，摇匀，逐滴加入0.1molL-1AgNO3溶液，边加边振摇，当砖红色沉淀转化为白色沉淀
11、转化较慢时，离心沉降，观察生成沉淀的颜色。再向清液中滴加0.1molL-1AgNO3溶液，又有何现象？解释现象，写出相应方程式。 沉淀的转化 在一支离心试管中，加入5滴0.1molL-1AgNO3溶液和2滴0.1molL-1NaCl溶液混合，观察现象，离心沉降，弃去上层清液，向沉淀中滴加0.1molL-1KI溶液并搅拌，观察沉淀的颜色变化并写出有关反应方程式。 五、注意事项 1.用pH试纸测定溶液的pH值时，不可将pH试纸投入待测溶液中测试。 2.使用离心机时要注意保持平衡，转速调整不要过猛，停止时不要马上打开机盖。 3.实验时要注意试剂用量，否则可能观察不到现象。 4.注意固体、液体取用的正确操作，以免试剂弄混和交叉污染。 5.试管加热时要注意管内液体体积不可过大，试管受热要均匀，试管口不要对人。 六、思考题 1.为什么NaH2PO4、Na2HPO4溶液分别呈现弱酸性和弱碱性？ 2.使用酸度计应注意什么问题？ 3.如何配制pH = 5.0的缓冲溶液？ 4.同离子效应对弱电解质的电离度和难溶电解质的溶解度各有何影响？ 5.试根据所给试剂设计实验：AgCl沉淀的制备和溶解，写出具体步骤及相应方程式。
