实验四 酸碱解离平衡和沉淀-溶解平衡.doc

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资源描述

1、山东大学西校区实验报告姓名 危诚 年级班级 公共卫生1班实验四 酸碱解离平衡和沉淀-溶解平衡实验目的: 了解弱酸与弱碱的解离平衡及其平衡移动原理;掌握缓冲溶液恶性质及缓冲溶液的配置方法;掌握难溶点解释的沉淀-溶解平衡及溶度积规则的运用;学习液体及固体的分离以及pH试纸的使用等基本操作。实验原理:一元弱酸中H3O+的浓度:ceqH3O+=cKa一元弱碱中OH-的浓度:ceqOH-=cKb缓冲溶液HA-A-的pH值:pH =pKaHA+lgn(A-)n(HA) ;pH =pKaHA+lgV(A-)V(HA)难溶强电解质Mv+Av-的标准溶度积常数:KspMv+Av-=ceqMz+v+ceqAz-v

2、-实验器材:离心机,离心试管,试管,烧杯,玻璃棒,量筒,试管架,滴管,药匙 实验药品: NaAc,NH4Cl,HCl,HNO3,HAc,NaOH,NH3,Pb(NO3)2,KI,MgCl2,AgNO3,Na2S ,NaCl,CuSO4,Na2HPO4,KH2PO4,BaCl2,NH42C2O4,甲基橙,酚酞,广泛pH试纸,精密pH试纸(pH=3.85.4;pH=5.59.0)实验过程:(一) 测定溶液pH用广泛pH试纸测量0.1mol/L的HCl溶液,0.1mol/L的NaOH溶液和的0.1mol/L的NH3溶液的pH。测得分别为pH=1.0; pH=13; pH=8.0。通过计算,易知理论值

3、分别为pH=1.0; pH=13.0; pH=8.2552。(二) 同离子效应(1)取两支试管A、B,各加入等量0.1mol/L的HAc溶液和1滴甲基橙溶液,摇匀后观察溶液颜色为橙红色。然后向A管中加入少量NaAc固体,摇匀后观察,与B管溶液颜色比较,发现A管中液体颜色变黄。解释:在A管原溶液中达到解离平衡显酸性使甲基橙为橙红色,加入NaAc固体后,溶液中Ac-增多,发生同离子效应,反应逆向移动,使水中氢离子浓度减小,pH上升,甲基橙显黄色。(2)取两支试管A、B,各加入等量0.1mol/L的NH3溶液和1滴酚酞指示剂,摇匀观察溶液颜色为红色。向A管中加入少量NH4Cl固体,摇匀观察颜色,A管

4、中红色褪去。解释:在A管原溶液中达到解离平衡显碱性使酚酞为红色,加入NH4Cl固体后,溶液中NH4+增多,发生同离子效应,反应逆向移动,使水中氢氧根离子浓度减小,pH下降,酚酞红色褪去。(3)取两支试管A、B,各加入等量0.1mol/L的MgCl2溶液,再向A管中加入适量NH4Cl饱和溶液,再向两支试管中各加入适量2mol/L的NH3溶液,摇匀观察,A管无明显变化,B管中出现白色浑浊。解释:在两管原溶液中达到解离平衡,A管加入NH4Cl饱和溶液后,溶液中NH4+较多,再加入NH3溶液则发生同离子效应,NH3溶液解离逆向移动,使水中氢氧根离子浓度减小,使得KspMgCl2KspMgCl2,产生M

5、g(OH)2沉淀,显现白色浑浊。(三) 缓冲溶液的配置与性质(1) 计算得需要0.1mol/L的NaAc溶液8.40ml,需要0.1mol/L的HAc溶液11.60ml。用10ml量筒量取8.40mlNaAc溶液,用100ml量筒量取11.60mlHAc溶液,加入烧杯中混合搅拌均匀。取精密pH试纸(pH=3.85.4),用洁净的玻璃棒蘸取溶液涂在试纸上,与比色卡对照,并用2mol/L的NaOH溶液和2mol/L的HAc溶液调节溶液pH值到pH=4.60。(2) 计算得需要0.2mol/L的Na2HPO4溶液77.62ml,需要0.2mol/L的KH2PO4溶液22.38ml。用100ml量筒量

6、取77.62mlNa2HPO4溶液和22.38mlKH2PO4溶液,加入烧杯中混合搅拌均匀。取精密pH试纸(pH=5.59.0),用洁净的玻璃棒蘸取溶液涂在试纸上,与比色卡对照,并用2mol/L的NaOH溶液和2mol/L的KH2PO4溶液调节溶液pH值到pH=7.40(3) 以下各缓冲溶液用量皆为20ml缓冲溶液pH(前)加入物质pH(后)Na2HPO4- KH2PO47.402ml 0.1mol/L HCl-0.20Na2HPO4- KH2PO47.402ml 0.1mol/L NaOH+0.12Na2HPO4- KH2PO47.4020ml纯水0.000.1mol/L NaCl7.002

7、ml 0.1mol/L HCl2.0说明:缓冲溶液能有效地阻碍溶液pH值的变化。(四) 沉淀的生成(1) 取试管A,加1ml 0.1mol/L的Pb(NO3)2溶液和1ml 0.1mol/L的KI溶液,混合后观察到生成黄色沉淀。解释:有KspPbI2=8.410-9,而溶液中有KspPbI2=ceqPb2ceqI-2=1.2510-4KspPbI2,所以形成沉淀。(2) 取试管B,加1ml 0.001mol/L的Pb(NO3)2溶液和1ml 0.001mol/L的KI溶液,混合后观察,无明显现象。解释:有KspPbI2=8.410-9,而溶液中有KspPbI2=ceqPb2ceqI-2=1.2

8、510-10KspPbI2,所以不形成沉淀。(五) 沉淀的溶解(1) 生成弱电解质:取离心试管,加入5滴0.1mol/L的BaCl2溶液和3滴NH42C2O4饱和溶液,摇匀观察,生成白色沉淀。离心分离,弃去溶液,在沉淀上滴加6mol/L的HCl溶液,沉淀溶解。BaCl2+NH42C2O4=BaC2O4+2NH4Cl BaC2O4+2HCl=H2C2O4+BaCl2 (2) 生成配离子:取离心试管,加入10滴0.1mol/L AgNO3溶液,再加10滴0.10mol/L的NaCl溶液,摇匀观察,生成白色沉淀。离心分离,弃去溶液,在沉淀上滴加2mol/L的NH3溶液,沉淀溶解。AgNO3+NaCl=AgCl+NaNO3 AgCl+2NH3H2O=Ag(NH3)2Cl+2H2O (3) 发生氧化还原反应:取离心试管,加5滴0.1mol/L的CuSO4溶液和3滴0.1mol/L的Na2S溶液,摇匀观察,生成黑色沉淀。离心分离,弃去溶液,在沉淀上滴加6mol/L的HNO3溶液,60水浴加热,有气体产生,大部分沉淀溶解,溶液显蓝色,小部分带有黄色的沉淀没有溶解。CuSO4+Na2S=CuS+Na2SO4 CuS+8HNO3= 8NO2+CuSO4+4H2O 3CuS+8HNO3=4H2O+3Cu(NO3)2+3S+2NO 实验结论: 见实验过程。

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