无机化学实验4

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(1)仪器装置

按图下图所示的方式,支好仪器背部的支架6,装上电极杆8、电极夹9,并按实验需要的位置旋紧固定圈7。然后装上电极10、11。在打开电源开关前,把“范围”5置于中间位置。

(2)电计的检查

a.将“选择”4置于“+mV”或“-mV”。电极导线不能插入电极插座。 b.打开电源开关、电源指示灯1发亮。电表上的指针仍在未开机时的位置。 c.将“范围”5置“0~7”档,电表的示值应为0 mV(±10mV)位置。

d.将“选择”4置pH档,转动定位调节器3,电表示值应能小于6pH。 e.“范围”5置“7~14”档,转动定位调节器3,电表示值应能大于8pH。 仪器经过以上步骤检验,若都能符合要求,即表示仪器装好。

(3)仪器的pH标定

pH玻璃电极在使用前必须在蒸馏水中浸泡8h以上,参比电极在使用前必须拔去橡皮塞和橡皮套。仪器的标定按以下步骤进行。

a.把玻璃电极和甘汞电极的导线分别插入电极插座。用蒸馏水清洗电极,再用滤纸擦干。把电极

放人盛有已知pH的缓冲溶液的烧杯中,调节温度补偿器2,使所指向的温度相同于溶液的温度。 b.将“范围”5指向所用pH标准缓冲溶液所处范围的一档(如用pH=4,或pH=6.86的缓冲溶液则置“0~7”档)。

c.转动定位调节器3,使电表指针指向该缓冲溶液的准确pH。

标定所选用的pH标准缓冲溶液的pH应同被测样品的pH接近,这样能减少测量误差。

4.样品pH测量..

经过pH标定的仪器,即可用来测定样品的pH(注意:定位调节器3,温度补偿器2,“选择”4,都不应再动)。测定方法如下。

用蒸馏水清洗电极,用滤纸擦干后,将电极插在盛有待测溶液的烧杯内,轻轻摇动烧杯,将“范围”5旋向被测液可能的pH范围,此时仪器指针所示的数值,就是样品溶液的pH。

5.缓冲溶液的配制

a.0.025mol/L混合磷酸盐溶液(pH6.8~7):分别称取先在115土5℃烘干2~3h的磷酸氢二钠〈Na2HPO3〉3.53g和磷酸二氢钾(KH2PO3)3.39g,溶于蒸馏水中,在容量瓶中稀释至1000ml。

b.饱和酒石酸氢钾溶液(25℃,pH=3.56):在磨口玻璃瓶中装入蒸馏水和过量酒石酸氢钾粉末(约20g/L)、剧烈摇动20-30min,溶液澄清后,用倾泻法取其清夜备用。

6.数据记录及结果处理

NaOH标准溶液浓度,mol/L 所取HAc体积,ml、 所耗NaOH平均体积,ml pH计测得的pH

根据公式计算ka

思考题

1、欲配制pH = 4.1和9.4的两种缓冲溶液各20ml ,实验室有0.5mol/L浓度的各种酸和碱及相应的盐溶液,你选用何者比配制?通过计算来说明。

2、为什么NaHCO3水溶液呈碱性,而NaHSO4水溶液呈酸性?

3、为什么H3PO4 溶液呈酸性,NaH2PO4溶液呈微酸性,Na2HPO4 溶液呈微碱性,Na3PO4溶液呈碱性?

4、如何配制 FeCl3溶液?

5、测定醋酸解离常数的依据是什么?

6、当HAc的含量一半被NaOH中和时、可以近似认为溶液中〔HAc〕=〔Ac-〕,为什么? 7、当HAc完全被NaOH中和时,反应终点的pH是否等于7,为什么? 8、怎样正确使用玻璃电极? 附注:

试纸的使用

1、检查溶液的酸性将pH试纸剪成小块,放在洁净干燥的白瓷板或玻璃片上。用玻璃棒蘸一下待测溶液与试纸接触,根据pH试纸颜色找出与标准比色卡上色调相近者即为待测溶液的pH值。

2、检查气体的酸性将pH试纸用蒸馏水润湿,贴在玻璃棒(片)上,置于试管口(不能与试管壁接触)。 3、测定缓冲溶液的pH值及配制缓冲溶液要用精密pH试纸。 注意事项:

1、玻璃电极的主要传感部分为下端的玻璃泡。此球泡极薄,切勿与硬物接触,一旦破裂则完全失效,使用时应特别小心。按装时,注意使玻璃电极的球泡略高于甘汞电极的下端,以免被烧杯底部碰破。

新的玻璃电极在使用前应在蒸馏水中浸泡8h以上,不用时也应浸泡在蒸馏水中。复合电极则套上装有3mol/L KCl溶液的塑料小杯。

2、甘汞电极内装有饱和KCl溶液(作盐桥用)。所以必须含有KCl晶体,以保证KCl 溶液是饱和的。

3、仪器经电计检查,在测量待测液的pH以前必须进行pH标定。应选用一种与被测溶液的PH接近的标准缓冲溶液对仪器进行标定。经过pH标定的仪器,在测定样品的pH时,不得再动定位调节器。

4、每一样品测定时,需重复读数2~3次。

5、测量完毕后,用蒸馆水冲洗电极,再按1法保存。

实验四沉淀平衡和溶度积常数测定

实验目的:

1.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡及溶度积规则的运用。 2.试验沉淀的溶解和沉淀的转化。

3.了解醋酸银溶度积常数的测定原理和方法。 仪器和药品:

仪器:试管、离心试管、离心机、烧杯、锥形瓶、滴定管、吸量管。

液体药品:HCl(6mol/L)、HNO3(6mol/L)、NH3·H2O(6mol/L)、Pb(NO3)2(0.1mol/L、0.001mol/L)、

NaCl(1mol/L、0.1mol/L)、KI(0.1mol/L、0.001mol/L)、K2CrO4(0.5mol/L、0.05mol/L)、PbI(饱和)、AgNO3(0.1mol/L、0.20mol/L)、BaCl2(0.5mol/L)、(NH4)2C2O(饱和)、Na2SO424(饱和)、Na2S(1mol/L、0.1mol/L)、NaAc(0.20mol/L)、Fe (NO3)3溶液、KSCN标准溶液(0.10mol/L)

实验原理:

难溶电解质的溶液中,在有沉淀时,存在着沉淀与溶解平衡。平衡常数称为溶度积常数。 例如:有一难溶电解质固相与其饱和水溶液之间存在下列平衡:

AmBnmAn+ + nBm-

m?m此反应的平衡常数应为:[A][B]?Ksp 实验内容:

一、淀平衡和同离子效应 1、 沉淀平衡

在离心试管中滴10滴0.1 mol/L Pb(NO3)2溶液,然后滴5滴1mol/L NaCl溶液,振荡离心试管,待沉淀完全后,离心分离。在分离开的溶液中,注入少许0.5mol/L K2CrO4溶液,有什么现象,解释此现象。

2、同离子效应

在试管中加入1ml饱和PbI2溶液,然后滴5滴0.1mol/L KI溶液,振荡试管,观察有何现象?说明为什么?

二、溶度积规则的应用

n?m1、在试管中注入1ml 0.1 mol/L Pb(NO3)2 溶液,再注入1ml 0.1mol/L KI溶液,观察有无沉淀生成?试用溶度积规则解释。

2、用0.001 mol/L Pb(NO3)2溶液和0.001 mol/L KI溶液进行实验,观察现象。试用溶度积规则解释。 3、在试管中注入1ml 0.1mol/L NaCl溶液和1ml 0.05mol/L K2CrO4溶液。然后边振荡试管,边逐滴滴入0.1mol/L AgNO3溶液,观察沉淀的颜色,沉淀颜色的变化,试用溶度积规则解释。

三、分步沉淀

在试管中滴入2滴0.1mol/L Na2S溶液和5滴0.1mol/L K2CrO4溶液,用水稀释至5ml ,然后逐滴滴入0.1 mol/L Pb(NO3)2溶液,观察首先生成沉淀的颜色。待沉淀沉降后,继续向清液中滴加Pb(NO3)2 溶液,会出现什么颜色的沉淀?根据有关溶度积数据加以解释。

四、沉淀的溶解

1、取5滴0.5mol/L BaCl2溶液,滴3滴饱和 (NH4)2C2O4溶液观察沉淀的生成,离心分离,弃去溶液,在沉淀物上滴 6mol/L HCl溶液,有什么现象?写出化学方程式,说明为什么?

2、取0.1mol/L AgNO3溶液10滴,滴入1 mol/LNaCl溶液3—4滴,观察现象,再逐滴滴入6mol/L的氨水有什么现象?写出化学方程式,说明为什么?

3、取10滴0.1mol/L AgNO3溶液,滴入3—4滴1mol/LNa2S溶液,观察现象。离心分离,弃去溶液,在沉淀物上滴入6mol/L HNO3溶液少许,加热,有何现象?写出化学方程式,说明为什么?

小结沉淀溶解条件。 五、沉淀的转化

在离心试管中滴5滴0.1 mol/L Pb(NO3)2溶液,再滴3滴NaCl溶液,振荡离心试管,待沉淀完全后,离心分离。用0.5 ml蒸馏水洗涤沉淀一次。然后在PbCl2沉淀中滴3滴0.1 mol/L KI溶液,观察沉淀的转化,沉淀的颜色变化。按上述操作依次先后滴入5滴饱和Na2SO4溶液、0.5 mol/L K2CrO4溶液、1mol/L Na2S溶液,每加入一种新的溶液后,都必须观察沉淀的转化,颜色的变化。

试用上述生成物溶解度的数据解释本实验中出现的各种现象。小结沉淀的转化条件。 六、醋酸银溶度积常数测定

1、取2个干燥洁净的锥形瓶分别标号为1和2,从滴定管中分别放出20.00ml时和30.00molAgNO3(0.20mol/L)溶液于此二锥形瓶中,然后再用另一滴定管分别放出40.00ml和30.00NaAc(0.20mol/L)溶液于上述二个锥形瓶中,则每瓶中均有溶液60ml,轻轻摇动锥形瓶约30min,使沉淀完全达到沉淀与溶解平衡。

将上述二瓶中的混合物分别以干燥滤纸过滤于2个干燥的小烧杯中(滤液应完全澄明,否则须重新过滤)。以移液管吸取25.00ml第一号瓶中的滤液放入一洁净的锥形瓶中,加入1ml HNO3(6mol/L)及lmlFe(NO3)3溶液(指示剂),如溶液显红色(由于Fe3+之水解)再加,HNO3直至无色,以KSCN标准溶液滴定该溶液至开始变成恒定的浅红色,记录所用KSCN溶液的用量。再以同法测定第二号瓶中的滤液。实验中的反应如下: AgNO3 + NaAcAg + SCN+ -AgAc(s) + NaNO3AgSCN(s)

Fe3+ + 3SCN -Fe(SCN)3 (s)

2.数据记录及结果处理

(1)数据记录 AgNO3(0.20mol/L)溶液体积/ml NaAc(0.20mol/L)溶液体积/ml 混合物总体积/ml 20 40 60 1 30 30 60 2

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