基础化学实验讲义

2018-11-22 22:47

实验一 仪器认领、洗涤和干燥

一、实验目的

1.熟悉无机化学实验室规则和要求;

2.认领无机化学实验常用仪器,熟悉其名称、规格,了解其使用注意事项; 3.学习并练习常用仪器的洗涤和干燥方法。 二、实验用品

仪器:试管、烧杯、表面皿、漏斗、量筒、烧瓶、容量瓶等。

材料:洗衣粉、试管刷等。

三、实验内容

1.实验目的性、实验室规则和安全守则教育。

2.认领仪器:按仪器清单认领和认识无机化学实验常用仪器。 3.玻璃仪器的一般洗涤方法 (1)振荡水洗:注入1/3左右的水,稍用力振荡后把水倒掉,连洗几次。 (2)毛刷刷洗:内壁有不易洗掉的物质,可用毛刷刷洗。

a.倒去试管中的废液; b.注入1/3左右的水;c.选择毛刷;d.来回柔力刷洗。 (3)刷洗后,用水振荡数次,必要时用蒸馏水洗。 4.玻璃仪器的干燥方法

(1)晾干:自然挥发;

(2)烤干:加热蒸发。仪器外壁擦干,小火烤干,试管口向下,从底部开始加热,同时要不断移动使其受热均匀;

(3)吹干:电吹风、气流烘干器; (4)烘干:烘箱(105 ℃左右); (5)有机溶剂法。

四、注意事项

1.如附有不溶于水的碱、碳酸盐、碱性氧化物,可用6mol·L-1 HCl溶解,再用水冲洗。油脂等污物可用热的纯碱液洗涤;

2.口小、管细的仪器,不便用刷子洗,可用少量王水或铬酸洗液洗涤。 五、思考题

1.怎样检查玻璃仪器是否已洗涤干净? 2.使用铬酸洗液应注意哪些问题?

3.容量瓶等计量仪器是否需干燥?若需,则如何干燥?

实验二 氯化钠的提纯

一、实验目的

1.学会用化学方法提纯粗食盐,同时为进一步精制成试剂级纯度的氯化钠提供原料; 2.练习台秤的使用以及加热、溶解、常压过滤、减压过滤、蒸发浓缩、结晶、干燥等基本操作;

3.学习食盐中Ca2+、Mg2+、SO42-的定性检验方法。 二、实验原理

1.在粗盐中滴加BaCl2除去SO42- Ba2+ + SO42- = BaSO4↓

2.在滤液中滴加NaOH、Na2CO3除去 Mg 、Ca、Ba、Fe

Mg2++2OH- = Mg(OH)2↓ Ca2++CO32- = CaCO3↓

Ba2++CO32- = BaCO3↓ Fe3+ + 3OH - = Fe(OH)3↓

3.用HCl中和滤液中过量的OH -、CO32-

1

2+

2+

2+

3+

H + OH = H2O

CO3 + 2H = CO2↑ + H2O [教学重点]

常压过滤、减压过滤、蒸发(浓缩)、结晶等操作

[教学难点]

常压过滤、减压过滤、蒸发(浓缩)、结晶等操作

[实验用品]

仪器:烧杯、量筒、长颈漏斗、吸滤瓶、布氏漏斗、石棉网、泥三角、蒸发皿、

台秤、循环水真空泵

药品: 1 mol?LNa2CO3、2 mol?LNaOH 、2 mol?LHCl、1 mol?LBaCl2、

粗食盐

材料:定性滤纸(Φ12.5、11、9)、广泛pH试纸 [基本操作] 补充内容 1.固体溶解 2.固液分离

(1)倾析法 (2)过滤法

A常压过滤:滤纸的选择、漏斗、滤纸的折叠、过滤和转移、洗涤 B减压过滤: C热过滤 (3)离心分离法 3.蒸发(浓缩) 4.结晶(重结晶)

三、实验步骤 1.粗食盐的提纯

-1

-1

-1

-1

2-+

+-

2

2.产品纯度的检验

实验现象 检验项目 SO42- Ca2+ Mg2+ 检验方法 粗食盐 加入BaCl2溶液 加入(NH4)2C2O4溶液 加入NaOH溶液和镁试剂 纯NaCl 3.实验结果 产品外观: 产品质量(g): 产率(%):

四、注意事项

1.常压过滤,注意“一提,二低,三靠”,滤纸的边角撕去一角。

2.减压过滤时,布氏漏斗管下方的斜口要对着吸滤瓶的支管口;先接橡皮管,开水泵,后

转入结晶液;结束时,先拔去橡皮管,后关水泵。 3.蒸发皿可直接加热,但不能骤冷,溶液体积应少于其容积的2/3。

4.蒸发浓缩至稠粥状即可,不能蒸干,否则带入K(KCl溶解度较大,且浓度低,留在母

液中)。 五、问题与讨论 1.误差分析。

3

+

2.怎样检验溶液中的SO4、Ca、Mg等离子是否沉淀完全?

3.为什么要分两步过滤?

答:因为 KspBaSO4 = 1.08×10-10 KspBaCO3 = 8.1×10-9

2-KspBaSO4略小于 KspBaCO3,如不先除去BaSO4沉淀,由于加入Na2CO3,使[CO3]增大,则BaSO4沉淀转为BaCO3沉淀,使SO42-留在溶液中。

2-2+2+

实验三 电离平衡和沉淀反应

一、实验目的

1.了解同离子效应对弱电解质电离平衡的影响; 2.学习缓冲溶液的配制并了解其缓冲作用;

3.加深理解盐类的水解规律和容度积规则的应用; 4.练习离心机的使用。 [教学重点]

同离子效应,缓冲溶液的缓冲作用 [教学难点]

容度积规则的应用 [实验用品]

仪器:试管、离心试管、离心机、表面皿、温度计

药品:SbCl3(s)、NH4Ac(s)、Fe(NO3)3(s)、HNO3(6 mol·L)、HCl(0.2 、6 mol·L)、0.2

mol·L-1HAc、NaOH(0.2、2 mol·L-1)、NH3.H2O(0.2、6 mol·L-1)、PbI2(饱和)、KI(0.01、

0.1 mol·L)、Pb(NO3)2(0.01、0.1 mol·L)、NaAc(0.2 mol·L)、NH4Cl(0.1 mol·L)、

-1-1-1-1

NH4Ac(0.1 mol·L)、NaCl(0.1、1.0 mol·L)、NaH2PO4(0.1 mol·L)、NaH2PO4(0.1 mol·L)、Na2HPO4(0.1 mol·L-1)、Na3PO4(0.1 mol·L-1)、K2CrO4(0.05、0.5 mol·L-1)、AgNO3(0.1 mol·L-1)、BaCl2(0.5 mol·L-1)、(NH4)2C2O4(饱和)、Na2S(0.1 mol·L-1)、Na2SO4(饱

和)

材料:pH试纸 二、实验内容

(一)同离子效应

1.同离子效应和电离平衡

a:0.1 mol·L NH3·H2O,pH=10

b:1 mL0.1 mol·L-1 NH3·H2O加1d酚酞,颜色粉红;加NH4Ac,颜色变淡。 2.同离子效应和沉淀平衡

1 mL PbI2(饱和)加0.1 mol·L-1 KI 4~5 d 现象:PbI2(黄)↓,平衡左移

(二)缓冲溶液的配制和性质

H2O pH =7 ;0.1 mol·L-1HAc pH=3 体系 pH 实验值 理论值 (三)盐类水解 0.1 mol·L pH

-1-1-1

-1

-1

-1

-1

-1

纯水 7 7 5mL纯水中加1d 0.2 MHCl 2.7 0.2 MNaOH 11.3 缓冲液 HAc-NaAc 4.76 5 mL缓冲液中加1 d 0.2 MHCl 0.2 MNaOH NH4Cl NH4Ac NaAc 4

NaCl NaH2PO4 NaHPO4 Na3PO4 实验值 理论值 5.1 7.0 8.8 7.0 4.7 9.9 12.8 Fe3+:黄色,小火加热,颜色变深;加6 mol·L-1 HNO3 ,颜色变浅。 SbCl3 + 2H2O == Sb(OH)2Cl↓ + 2HCl

该溶液pH=1~2,滴加6 mol·L-1 HCl,溶液变澄清。

(四)沉淀平衡 1.沉淀溶解平衡

Pb+ 2Cl== PbCl2↓(白) Pb2+ + CrO42- == PbCrO4↓(黄)

2.溶度积规则应用

Pb + 2I == PbI2↓(黄) 2+-Pb(0.001) + 2I(0.001)→沉淀很少

3.分步沉淀

Ag+ + Cl- == AgCl↓(白)

2Ag+ + CrO42- == Ag2CrO4 ↓(砖红)

(五)沉淀的溶解和转化

2+2-

Ba + C204== BaC2O4↓(白) BaC2O4 + 2HCl == BaCl2 + H2C2O4

Ag+ Cl == AgCl↓(白) AgCl + NH3.H2O == [Ag(NH3)2]Cl

2Ag + S== Ag2S↓(黑)

3Ag2S + 8HNO3 == 3Ag2SO4 + 8NO↑ + 4H2O

PbCl2↓白;PbI2↓黄;PbSO4↓白;PbCrO4↓黄;PbS↓黑。 三、注意事项

1.试剂瓶不允许移位;

2.pH试纸撕成小片,放在表面皿上使用; 3.离心机的使用。 四、提问

1、分步沉淀的原理?

2、配置0.1 mol·L-1 SnCl2溶液50 mL,应如何正确操作? 五、习题

1.归纳影响水解平衡移动的因素有哪些?(答:浓度,温度)

2.酸式盐是否一定呈酸性?(答:不一定。如Na2HPO4显碱性)

3.把0.1 mol·L-1 NH3·H2O,HAc,HCl,NaOH,H2S溶液,H2O按pH值由小到大排列成序( pH: HCl < HAc < H2S < H2O < NH3.H2O < NaOH )

+

2-

+

-2+

-

2+

-

实验四 配合物的生成和性质

[实验目的]

1.比较配合物与简单化合物和复盐的区别;

2.了解配位平衡与沉淀反应、氧化还原反应、溶液酸碱性的关系; 3.了解蟹合物的形成条件。 [实验用品]

仪器:试管、白瓷点滴板、滴管。

-1

药品:H2SO4 (1 mol·L)、NaOH(2 mol·L-1、6 mol·L-1) 、NH3H2O(0.1 mol·L-1、2mol·L-1)、

Na2S (0.1mol·L-1)、NiSO4 (0.2mol·L-1)、FeSO4(0.1 mol·L-1) 、CuSO4(1 mol·L-1) 、

5


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