实验二电离平衡与沉淀反应

实验二电离平衡与沉淀反应第1页，共27页。实验二电离平衡与沉淀反应第2页，共27页。实验目的:

1、通过实验，理解电离平衡、水解平衡、沉淀平衡和同离子效应的基本原理；

2、学习缓冲溶液的配制方法；

3、掌握沉淀的生成、溶解和转化的条件；

4、掌握离心机的使用方法。第3页，共27页。实验原理:

弱电解质在水溶液中仅部分电离，它们的电离过程是可逆的，存在着未电离的分子与电离出来的离子间的电离平衡，例如醋酸(HAc)：－

1.电离平衡第4页，共27页。2.同离子效应

弱电解质溶液中，加入含有与弱电解质相同离子的另一强电解质时，使弱电解质的电离程度减小，这种效应为同离子效应。

第5页，共27页。

弱酸（碱）及其盐的混合液在一定的程度上可抵抗外来的少量的酸、碱或稀释作用，使溶液的pH值改变很小，这种溶液叫缓冲溶液。3.缓冲溶液

弱酸及其盐(如HAc-NaAc、H2CO3-NaHCO3)、多元弱酸酸式盐及其次级盐(NaH2PO4-Na2HPO4、NaHCO3-Na2CO3)、弱碱及其盐(NH3·H2O-NH4Cl)都有缓冲作用。第6页，共27页。

盐的离子与溶液中水电离出的H+离子或OH-离子作用产生弱电解质的反应，叫做盐的水解。缓冲溶液的pH值(以HAc和NaAc为例)可用下式计算：4.水解平衡第7页，共27页。

沉淀平衡是在难溶电解质的饱和溶液中，未溶解的难溶电解质和溶液中相应的离子之间建立了多相离子平衡。

Ksp(AmBn)=[An+]m[Bm-]nKsp(AmBn)称为溶度积，在一定温度下，AmBn饱和溶液中，Ksp(AmBn)为一常数。[An+]，[Bm-]分别表示达到平衡时两种离子的浓度。5.沉淀溶解平衡第8页，共27页。

将任意溶液中实际离子浓度的幂次方乘积定义为离子积，用Q表示

Q=[An+]m[Bm-]n

那么离子积Q与溶度积Ksp之间有以下关系，称溶度积规则：

Q＞Ksp过饱和溶液，可能析出沉淀；

Q＝Ksp饱和溶液，处于沉淀溶解平衡；

Q＜Ksp不饱和溶液，沉淀溶解。所以，增加沉淀剂离子浓度，使Q＞Ksp即可析出沉淀；减少溶液中离子的浓度，使其Q＜Ksp即可使沉淀溶解。第9页，共27页。

在一定条件下，如果溶液中含有多种离子，且都能与所加沉淀剂反应生成沉淀，形成沉淀物的溶解度又相差较大，在这种情况下向溶液中缓缓加入沉淀剂，Q先达到Ksp的化合物首先析出，这种先后沉淀的过程称为分步沉淀，在实际工作中常利用分步沉淀进行离子间的分析和分离。

在含有沉淀的溶液中，加入适当的试剂，使之与某一离子结合生成另一种更难溶的沉淀，这一过程称为沉淀的转化。第10页，共27页。离心机

使用时，将装试样的离心管放在离心机的套管中，几个离心管放在对称的位置上，如果是单数个试样，则在对称的位置上放一支离心管，管内装等量的水。放好离心管后，应盖好盖子。先慢速后加速，停止时应逐步减速，最后任其自行停下，决不能用手强制它停止。第11页，共27页。实验内容:实验步骤实验现象

解释和结论一.同离子效应1.1mL0.1mol·L-1HAc+1滴甲基橙

1mL0.1mol·L-1HAc+1滴甲基橙+少量NaAc(s)

第12页，共27页。2.

5滴0.1mol·L-1MgCl2+5滴2mol·L-1NH3·H2O5滴0.1mol·L-1MgCl2+5滴饱和NH4Cl+5滴2mol·L-1NH3·H2O二.缓冲溶液的配制和性质1.8.5mL1mol·L-1HAc+1.5mL1mol·L-1NaAc组成缓冲溶液，用pH试纸测其pH值。

第13页，共27页。2.

5mL缓冲溶液+1滴1mol·L-1HCl，测其pH值。

5mL缓冲溶液+1滴1mol·L-1NaOH，测其pH值。

3.

测蒸馏水的pH值;5mL蒸馏水+1滴1mol·L-1HCl，测其pH值；

5mL蒸馏水+1滴1mol·L-1NaOH，测其pH值

第14页，共27页。三.盐的水解1.

用pH试纸试验0.1mol·L-1Na2CO3，

NaCl，

Al2(SO4)3溶液的酸碱性2.

测定0.1mol·L-1

Na3PO4，

Na2HPO4，

NaH2PO4溶液的pH值第15页，共27页。3.BiCl3(s)+1mL蒸馏水，现象？酸碱性？加6mol·L-1HCl，现象？再稀释，现象？四.溶度积原理的应用(1)沉淀的生成1mL0.1mol·L-1Pb(N03)2+1mL0.1mol·L-1KI，有无沉淀？1mL0.001mol·L-1Pb(N03)2+1mL0.001mol·L-1KI，有无沉淀？第16页，共27页。(2)沉淀的溶解自行设计方案制取：CaC2O4、AgCl、CuS(1)用生成弱电解质的方法溶解CaC2O4沉淀(2)生成配离子的方法溶解AgCl沉淀(3)用氧化还原的方法溶解CuS第17页，共27页。(3)分步沉淀0.5mL0.1mol·L-1NaCl,+0.5mL0.05mol·L-1K2CrO4，逐滴加入0.1mol·L-1AgNO3，现象？解释

(4)沉淀的转化5滴0.1mol·L-1AgNO3+6滴0.1mol·L-1NaCl，何颜色的沉淀？取沉淀+0.1mol·L-1Na2S，现象？第18页，共27页。实验注意事项：1、取用试剂要看清标签，滴头与滴瓶一一对应，不要放错。2、仔细观察实验现象。3、少量溶液与沉淀的分离用离心分离法，注意离心试管的对称放置。第19页，共27页。思考题：1、NaHCO3溶液是否具有缓冲能力？答：NaHCO3溶液具有缓冲能力。

HCO3-H++CO32-

加H+时，H++CO32-HCO3-

加OH-时，H+减少，HCO3-解离出H+来补充。第20页，共27页。2、试解释为什么NaHCO3水溶液呈碱性，而NaHSO4水溶液呈酸性？

答：NaHCO3水溶液以水解为主：

HCO3-+H2OH2CO3+OH-

NaHSO4水溶液以电离为主：

HSO4-SO42-+H+

第21页，共27页。下次实验项目滴定操作练习

请预习:P107-110

P25-2641-44第22页，共27页。实验内容:实验步骤实验现象

解释和结论一.同离子效应1.1mL0.1mol·L-1HAc+1滴甲基橙

1mL0.1mol·L-1HAc+1滴甲基橙+少量NaAc(s)溶液呈红色溶液呈黄色

HAC

H++AC-NaAC加入使溶液中AC-大大增加，由于同离子效应使上述平衡向左移动，H+减小，故甲基橙由红变黄。

第23页，共27页。2.

5滴0.1mol·L-1MgCl2+5滴2mol·L-1NH3·H2O5滴0.1mol·L-1MgCl2+5滴饱和NH4Cl+5滴2mol·L-1NH3·H2O白色沉淀生成无沉淀生成NH3·H2ONH4++OH-Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓NH4Cl加入，由于同离子效应使溶液中OH-减少，故Mg(OH)2不能生成。二.缓冲溶液的配制和性质1.8.5mL1mol·L-1HAc+1.5mL1mol·L-1NaAc组成缓冲溶液，用pH试纸测其pH值。pH=4

4.0=4.74+lgVNaAc/VHAc

VNaAc+VHAc=10mL由上述两式得：

VHAc=8.5mLVNaAc=1.5mL

第24页，共27页。2.

5mL缓冲溶液+1滴1mol·L-1HCl，测其pH值。

5mL缓冲溶液+1滴1mol·L-1NaOH，测其pH值。pH=4pH=4

缓冲溶液中加入少量酸或碱，溶液的pH值几乎没有变化。

3.

测蒸馏水的pH值;5mL蒸馏水+1滴1mol·L-1HCl，测其pH值；

5mL蒸馏水+1滴1mol·L-1NaOH，测其pH值pH=6

pH=2pH=12

说明水没有缓冲性能第25页，共27页。三.盐的水解1.

用pH试纸试验0.1mol·L-1Na2CO3，

NaCl，

Al2(SO4)3溶液的酸碱性碱性中性酸性

CO32-+H2OHCO3-+OH-NaCl=Na++Cl-Al3++3