9． PO4的鉴定
-1
取几滴0.1 mol?LNaPO3溶液，加0.5mL浓HNO3，再加1mL钼酸铵试剂，在水浴上微热到40~45℃，观察现象。写出反应方程式。 10.三种白色晶体的鉴别
有A，B，C三种白色晶体，可能是NaHCO3，Na2CO3，NH4NO3。分别取少量固体加水溶解，并设计简单的方法加以鉴别。写出实验现象及有关的反应方程式。 五、思考题
1.为什么硼砂的水溶液具有缓冲作用，怎样计算pH？
2.为什么在Na2SiO3溶液中加入HAc溶液，NH4Cl溶液或通入CO2，都能生成硅酸凝胶？ 3.如何用简单的方法区别硼砂、Na2CO3、Na2SiO3这三种盐？
4.鉴定时，为什么将奈斯勒试剂滴在滤纸上检验逸出的NH3，而不是将奈斯勒试剂直接加到含+
NH4的溶液中？
5.硝酸与金属反应的主要的还原产物与哪些因素有关？
+
6.检验稀硝酸与锌粉反应产物中的NH4时，加入NaOH过程中会发生哪些反应？
——
7.NO3的存在是否干扰NO2的鉴定？
3—
8.用钼酸铵试剂鉴定PO4时为什么要在硝酸介质中进行？
3-
实验六 铬 锰 铁 钴 镍
一、实验目的
1.掌握铬、锰、铁、钴、镍氢氧化物的酸碱性和氧化还原性。 2.掌握铬、锰重要氧化态之间的转化反应及其条件。 3.掌握铁、钴、镍配合物的生成和性质
4.掌握锰、铁、钴、镍硫化物的生成和溶解性。
3+2+3+2+2+
5.学习Cr,Mn,Fe,Co,Ni的鉴定方法。 二、实验基本原理
铬、锰、铁、钴、镍是周期系第四周期第ⅥB~Ⅷ族元素，它们都能形成多种氧化值的化合物。铬的重要氧化值为+3和+6；锰的重要氧化值为+2，+4，+6，+7；铁的重要氧化值为+2和+3。
Cr(OH)3是两性的氢氧化物。Mn(OH)2和Fe(OH)3都很容易被空气中的O2氧化，Co(OH)2也能被空
3+3+
气中的O2慢慢氧化。由于Co和Ni都具有强氧化性，Co(OH)3，Ni(OH)3与浓盐酸放映分别生成Co(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)，并放出氧气。Co(OH)3和Ni(OH)3，通常分别由Co(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的盐在碱性调剂那下用强氧化剂氧化得到，例如：
2+- - 2Ni+6OH+Br2→2Ni(OH)3(s)+2Br 3+3+
Cr和都易发生水解反应。Fe具有一定的氧化性，能与请还原剂反应生成。
3+2+2--酸性溶液中，Cr和Mn的还原性都较弱，只有用强氧化剂才能将它们分别氧化为Cr2O7和MnO4。2+2+
在酸性条件下利用Mn和NaBiO3的反应可以鉴定Mn。
-2-22-2
在碱性溶液中，[Cr(OH)4]可被H2O2氧化为CrO4。在酸性溶液中CrO4被转变为Cr2O7。Cr2O7
3+
与H2O2反应能生成深蓝色的，由此可以鉴定Cr。
+2+2+
在重铬酸盐溶液中分别加入Ag，Pb，Ba等，能生成相应的铬酸盐沉淀。
2-2-3+-Cr2O7和MnO4都具有强氧化性。酸性溶液中Cr2O7被还原为Cr。MnO4在酸性、中性、碱性溶液
2+2--2-中的还原产物分别为Mn，MnO2沉淀和MnO4。强碱性溶液中，MnO4与MnO2反应也能生成MnO4。在
2--酸性甚至近中性溶液中，MnO4被歧化为MnO4和MnO2。在酸性溶液中，MnO2也是强氧化剂。
MnS，FeS，CoS，NiS都能溶于稀酸，MnS还能溶于HAc溶液。这些硫化物需要在弱碱性溶液中制得。生成的CoS和NiS沉淀由于晶体结构改变而难溶于稀酸。
2+2+2+
铬、锰、铁、钴、镍都能形成多种配合物。Co和Ni能与过量的氨水反应分别生成[Co(NH3)6]
2+2+3+2+3-和[Ni(NH3)6]。[Co(NH3)6]容易被空气中的O2氧化为[Co(NH3)6]。Fe与 [Fe(CN)6]反应，或与4-2+3+-[Fe(CN)6]反应，都能生成蓝色的沉淀，分别用于鉴定Fe和。酸性溶液中Fe与SCN反应也用于鉴
3+2+-2-定Fe。Co也能与SCN反应，生成不稳定的[Co(NCS)4]，在丙酮等有机溶剂中较稳定，此反应用于2+2+2+
鉴定Co。Ni与丁二肟在弱碱性条件下反应生成鲜红色的内配盐，此反应常用于鉴定Ni。 三、实验主要用品 仪器：离心机
-1-1-1-1-1
药品：HCl(2mol?L，6mol?L ，浓)，H2SO4（2mol?L ，6mol?L ，浓），HNO3（6mol?L ，浓），
HAc（2mol?L ），H2S（饱和），NaOH（2mol?L ，6mol?L ，40%），NH3?H2O（2mol?L ，6mol?L ）Pb
-1-1-1-1
（NO3）2（0.1mol?L ），AgNO3（0.1mol?L ），MnSO4（0.1mol?L，0.5mol?L ），
-1-1-1-1-1
Cr2(SO4)3(0.1mol?L )，Na2SO3(0.1mol?L )，Na2S(0.1mol?L )，CrCl3(0.1mol?L )，K2CrO4(0.1mol?L )，
-1)-1-1-1-1
K2Cr2O7(0.1mol?L ，KMnO4(0.01mol?L )，BaCl2(0.1mol?L )，FeCl3(0.1mol?L )，CoCl2(0.1mol?L ，
-1-1-1-1-1-1
0.5mol?L )，FeSO4(0.1mol?L )，SnCl2(0.1mol?L )，NiSO4(0.1mol?L，0.5mol?L )，KI(0.02mol?L)，
-1-1-1-1
NaF(1mol?L)，KSCN(0.1mol?L )，K4[Fe(CN)6](0.1mol?L )，K3[Fe(CN)6](0.1mol?L )，
-1
NH4Cl(1mol?L )，
K2S2O8(s)，MnO2(s)，NaBiO3(s)，PbO2(s)，KmnO4(s)，FeSO4? 7H2O(s)，KSCN(s)，戊醇，溴水，碘水，丁二酮肟，丙酮，淀粉溶液。 四、实验步骤与内容
1. 铬、锰、铁、钴、镍氢氧化物的生成和性质
（1）制备少量Cr(OH)3，检验其酸碱性，观察现象，写出有关的反应方程式。
-1-1
（2）在3支试管中各加入几滴0.1 mol?LMnSO4溶液和2mol?LNaOH溶液（均预先加热除氧），观察现象。迅速检验两支试管中Mn(OH)2的酸碱性，振荡第三支试管，观察现象。写出有关反应方程式。
-1
（3）取2mL去离子水，加入几滴2mol?LH2SO4溶液，煮沸除去氧，冷却后加少量FeSO4? 7H2O(s)
-1
使其溶解。在另一支试管中加入1mL 2mol?LNaOH溶液，煮沸驱氧。冷却后用长滴管吸取NaOH溶液，迅速插入溶液底部挤出，观察现象。震荡后分3份，取两份检验酸碱性，另一份在空气中放置，观察现象。写出有关反应方程式
-1-1
（4）在3支试管中各加入几滴0.5mol?LCoCl2溶液，再逐滴加入2mol?LNaOH溶液，观察现象。离心分离，弃取清液，然后检验两支试管中沉淀的酸碱性，将第三支试管中的沉淀在空气中放置，观察现象。写出有关反应方程式。
-1
（5）用0.5mol?LNiSO4溶液代替CoCl2溶液，重复实验（4）。 （6）制取少量Fe（OH）3，观察其颜色和状态，检验其酸碱性。
-1-1
（7）取几滴0.5mol?LCoCl2溶液，加几滴溴水，然后加入2mol?LNaOH溶液，摇荡试管，观察现象。离心分离，弃取清液，在沉淀中滴加浓HCl，并用淀粉—KI试纸检查逸出的气体。写出有关反应方程式。
-1
（8）用0.5mol?LNiSO4溶液代替CoCl2溶液，重复实验（7）。
通过实验（6）~（8）比较Fe(Ⅲ)，Co(Ⅲ)，Ni(Ⅲ)氧化性的强弱。
3+
2.Cr（Ⅲ）的还原性和Cr的鉴定
-1-1
取几滴0.1mol?LCrCl3溶液，逐滴加入6mol?LNaOH溶液至过量，然后滴加3%的H2O2溶液，
-1
微热，观察现象。待试管冷却后，再补加几滴H2O2和0.5mL戊醇（或乙醚），慢慢滴入6mol?LHNO3溶液，摇荡试管，观察现象。写出有关反应方程式。
2—2—
3.CrO4和Cr2O7的相互转化
-1-1
（1）取几滴0.1 mol?L K2Cr2O7滴溶液，逐滴加入2mol?LH2SO4溶液，观察现象，再逐滴加入-1
2mol?LNaOH溶液，观察有何变化。写出反应方程式。
-1-1
（2）在两支试管中分别加入几滴0.1 mol?L K2CrO4溶液和0.1 mol?L K2Cr2O7溶液，然后分别
-1-1
滴加0.1 mol?LBaCl2溶液，观察现象。最后再分别滴加2mol?L HCl溶液，观察现象。写出有关反应方程式。
2——3+2+
4. Cr2O7，MnO4，Fe的氧化性与Fe的还原性
-1
（1）取2滴0.1 mol?L K2Cr2O7溶液，滴加饱和H2S溶液，观察现象。写出反应方程式。
-1-1-1
（2）取2滴0.01 mol?L KMnO4溶液，用2mol?LH2SO4溶液酸化，再滴加0.1 mol?L Fe SO4溶液，观察现象。写出反应方程式。
-1-1
（3）取几滴0.1 mol?L FeCl3溶液，滴加0.1 mol?LSnCl2溶液，观察现象。写出反应方程式。
-1-1
（4）将0.01 mol?L KMnO4溶液与0.5mol?LMnSO4溶液混合，观察现象。写出反应方程式。
-1
（5）取2mL0.01 mol?L K MnO4溶液，加入1mL 40%的NaOH，再加少量MnO2（s），加热，沉降
-1
片刻，观察上层清液的颜色。取清液于另一试管中，用2mol?LH2SO4溶液酸化，观察现象。写出有关反应方程式。
5. 铬、锰、铁、钴、镍硫化物的性质
-1-1
（1）取几滴0.1 mol?L Cr2（SO4）3溶液，滴加0.1 mol?LNa2S溶液，观察现象。检验逸出的气体（可微热）。写出反应方程式。
-1-1-1-1-1
（2）取几滴0.1 mol?LMnSO4溶液，滴加饱和H2S溶液，观察有无沉淀生成。再用长滴管吸取-1-1
2mol·LNH3·H2O溶液，插入溶液底部挤出，观察现象。离心分离，在沉淀中滴加2mol·LHAC溶液，观察现象。写出有关的反应方程式。
-1 -1-1
（3）在3支试管中分别加入几滴0.1 mol?LFeSO4溶液，0.1 mol?LCOCl2溶液和0.1 mol?LNiSO4
-1
溶液，滴加饱和H2S溶液，观察有无沉淀生成。再加入2mol?LNH3·H2O溶液，观察现象。离心分离，
-1
在沉淀中滴加2mol·LHCl溶液，观察沉淀是否溶解。写出有关的反应方程式。
-1
（4）取几滴0.1 mol?LFeCl3溶液，滴加饱和H2S溶液，观察现象。写出反应方程式。 6. 铁、钴、镍的配合物
-1-1
（1）取2滴0.1 mol?LK4[Fe(CN)6]溶液，然后滴加0.1 mol?LFeCl3溶液；取2滴0.1 -1-1
mol?LK3[Fe(CN)6]溶液，滴加0.1 mol?LFeSO4溶液。观察现象，写出有关的反应方程式。
-1-1-1
（2）取几滴0.1 mol?LCOCl2溶液，加几滴1 mol?LNH4Cl溶液，然后滴加6 mol?LNH3·H2O溶液，观察现象。摇荡后在空气中放置，观察溶液颜色的变化，写出有关的反应方程式。
-1
（3）取几滴0.1 mol?L COCl2溶液，加入少量KSCN晶体，再加入几滴丙酮，摇荡后观察现象。写出反应方程式。
-1-1
（4）取几滴0.1 mol?LNiSO4溶液，滴加2 mol?LNH3·H2O溶液，观察现象。再加2滴丁二酮肟溶液，观察有何变化。写出有关的反应方程式。
7.混合离子的分离与鉴定
试设计方法对下列两组混合离子进行分离和鉴定，图示步骤，写出现象和有关反应方程式。
3+2+
（1）含Cr和Mn的混合溶液。
2+3+2+
（2）可能含Pb，Fe和Co的混合溶液。 五、思考题
1.试总结铬、锰、铁、钴、镍氢氧化物的酸碱性和氧化还原性。
2. 在Co（OH）3中加入HCl，有时会生成蓝色溶液，加水稀释后变为粉红色，试解释之。 3.在K2Cr2O7溶液中加入Pb（NO3）2和AgNO3溶液会发生什么反应？
4.酸性溶液中K2Cr2O7分别与FeSO4和Na2SO3反应的主要产物分别是什么？
5.酸性溶液、中性溶液、强碱性溶液中，KMnO4与Na2SO3反应的主要产物分别是什么？ 6.试总结铬、锰、铁、钴、镍硫化物的性质。
7.在CoCl2溶液中逐滴加入NH3·H2O溶液会有何现象？
3+2+
8.怎样分离溶液中的Fe和Ni ？
-1
实验七 配合物与沉淀-溶解平衡
试验目的
1、加深理解配合物的组成和稳定性，了解配合物形成时的特征；
2、加深理解沉淀-溶解平衡和容度积的概念，掌握容度积规则及其应用； 3、初步学习利用沉淀反应和配位溶解的方法分离常见混合阳离子； 4、学习电动离心机的使用和固-液分离操作。 实验基本原理
1、配位化和物与配位平衡
配合物是由形成体（又成为中心离子或原子）与一定数目的配位体（负离子或中性分子）以配位键结合而成的一类复杂化合物，是路易斯酸和路易斯碱的加合物。配合物的内层和外层之间以离子键结合，在水溶液中完全解离。配位个体在水溶液中分布解离，其行为类似于弱电解质。在一定条件下，中心离子、配位体和配位个体间达到配位平衡，例如：
2++Cu+4NH3 ≒ [Cu(NH3)4]
f称为配合物的稳定常数。对于相同类型的配合物，数值越大，配合物相应反应的标准平衡常数
就越稳定。
在水溶液中，配合物的生成反应主要由配位体的取代反应和加合反应，例如：
3-n- 3--[Fe(SCN)n]+6F≒ [FeF6]+nSCN
- 2-HgI2(s)+2I≒ [HgI4]
配合物形成时往往伴随溶液颜色，酸碱性，难溶电解质溶解度、中心离子氧化还原性的改变等特征。
K
2、沉淀-溶解平衡
在含有难溶强电解质晶体的饱和溶液中，难溶强电解质与溶液中相应粒子间的多相离子平衡，称为沉淀-溶解平衡。用通式表示如下：
n+m-AmBn(s) ≒ mA(aq)+nB(aq)
其容度积常数为
沉淀的生成和溶解可以根据容度积规则来判断：
Ksp(AmBn)=[c(An+)/c]m*[c(Bm-)/c]n
J>Ksp，有沉淀析出，平衡向左移动 J=Ksp，处于平衡状态，溶液为饱和溶液
J 溶液的pH的改变、配合物的形成或发生氧化还原反应，往往会引起难溶电解质溶解度的改变。 sp相对大小判断沉淀的先后顺序。对于不同类对于相同类型的难熔电解质，可以根据其的 型的难溶电解质，则要根据计算所需沉淀试剂浓度的大小来判断沉淀的先后顺序。 两种沉淀间相互转化的难易程度要根据沉淀转化反应的标准平衡常数确定。 利用沉淀反应和配位溶解可以分离溶液中的某些离子。 实验主要用品 仪器：点滴板，试管，试管架，石棉网，煤气灯，电动离心机； -1-1-1-1-1 药品：HCl(6mol·L，2mol·L)，H2SO4(2mol·L)，HNO3(6mol·L)，H2O（，NaOH(2mol·L)，23%） -1-1-1-1-1-1 NH3·H2O(6mol·L，2mol·L)，KBr(0.1mol·L )，KI(0.02mol·L，0.1mol·L，2mol·L)， -1-1-1-1-1 K2CrO4(0.1mol·L)，KSCN(0.1mol·L)， NaF(0.1mol·L)，NaCl(0.1mol·L)，Na2S(0.1mol·L)， -1-1-1-1 NaNO3(s)，Na2H2Y(0.1mol·L)， Na2S2O3 (0.1mol·L)，NH4Cl(1mol·L)，MgCl2(0.1mol·L)， -1-1-1-1 CaCl2(0.1mol·L)，Ba(NO3)2(0.1mol·L)，Al(NO3)3(0.1mol·L)，Pb(NO3)2(0.1mol·L)， -1-1-1-1 Pb(Ac)2(0.01mol·L)，CoCl2 (0.1mol·L)，FeCl3(0.1mol·L)，Fe(NO3)3 (0.1mol·L)，AgNO3 -1-1-1-1 (0.1mol·L)，Zn(NO3)2(0.1mol·L)，NiSO4(0.1mol·L)，NH4Fe(SO4)2(0.1mol·L)， -1-1-1 K3[Fe(CN)6](0.1mol·L)，BaCl2(0.1mol·L)，CuSO4(0.1mol·L)，丁二酮肟。 材料：pH试纸。 实验步骤与内容 1、配合物的形成与颜色变化 -1-1 （1）在2滴0.1mol·LFeCl3溶液中，加1滴0.1mol·LKSCN溶液，观察现象。再加入几滴 -1 0.1mol·LNaF溶液，观察有什么变化。写出反应方程式。 -1-1-1 （2）在0.1mol·LK3[Fe(CN)6]溶液和0.1mol·LNH4Fe(SO4)2溶液中分别滴加0.1mol·LKSCN溶液，观察是否有变化。 -1-1 （3）在0.1mol·L CuSO4溶液中滴加6mol·L NH3·H2O至过量，然后将溶液分为两份，分别 -1-1 加入2mol·LNaOH溶液0.1mol·LBaCl2溶液，观察现象，写出有关的反应方程式。 -1-1 （4）在2滴0.1mol·L NiSO4溶液中，逐滴加入6mol·L NH3·H2O，观察现象。然后再加入2滴丁二酮肟试剂，观察生成物的颜色和状态。 2、配合物形成是难溶物溶解度的改变 -1-1-1 在3支试管中分别加入3滴0.1mol·L NaCl溶液，3滴0.1mol·L KBr溶液，3滴0.1mol·L -1 KI溶液，再各加入3滴0.1mol·L AgNO3 溶液，观察沉淀的颜色。离心分离，弃去清液。在沉淀 -1-1-1 中再分别加入2mol·L NH3·H2O， 0.1mol·L Na2S2O3 溶液，2mol·L KI溶液，振荡试管，观察沉淀的溶解。写出有关反应方程式。 3、配合物形成时溶液的pH的改变 -1 取一条完整的pH试纸，在它的一端滴上半滴0.1mol·L CaCl2溶液，记下被CaCl2溶液浸润处的pH，待CaCl2溶液不再扩散时，在距离CaCl2溶液扩散边缘0.5~1.0cm干试纸处，滴上半滴 -1 0.1mol·L Na2H2Y溶液，待Na2H2Y溶液扩散到CaCl2溶液区形成重叠时，记下重叠与未重叠处的pH。说明pH变化的原因，写出反应方程式。 4、配合物形成时中心离子氧化还原性的改变 K （1）在0.1mol·L CoCl2溶液中滴加3%的H2O2，观察有无变化。 -1-1-1 （2）在0.1mol·LCoCl2溶液中加几滴1mol·L NH4Cl溶液，再滴加6mol·L NH3·H2O，观察现象。然后滴加3%的H2O2，观察溶液颜色的变化。写出有关的反应方程式。 由上述（1）和（2）两个实验可以得出什么结论？ 5、沉淀的生成与溶解 -1-1 （1）在3支试管中各加入2滴0.01mol·LPb(Ac)2溶液和2滴0.02mol·L KI溶液，摇荡试管，观察现象。在第1支试管中加5mL去离子水，摇荡，观察现象；在第2支试管中加入少量NaNO3(s)， -1 摇荡，观察现象；第3支试管中加过量的2mol·L KI溶液，观察现象，分别解释之。 -1-1 （2）在2支试管中各加入1滴0.1mol·L Na2S溶液和1滴0.1mol·L Pb(NO3)2溶液，观察 -1-1 现象。在1支试管中加6mol·L HCl，另1支试管中加6mol·L HNO3，摇荡试管，观察现象。写出反应方程式。 -1-1 （3）在2支试管中各加入0.5mL 0.1mol·LMgCl2溶液和数滴2mol·L NH3·H2O溶液至沉淀 -1 生成。在第1支试管中加入几滴2mol·L HCl溶液，观察沉淀是否溶解；在另1支试管中加入数滴 -1 1mol·LNH4Cl溶液，观察沉淀是否溶解。写出有关反应方程式。并解释每步实验现象。 6、分步沉淀 -1-1 （1）在试管中加入1滴0.1mol·LNa2S溶液和1滴0.1mol·LK2CrO4溶液，用去离子水稀释 -1 至5mL，摇匀。先加入1滴0.1mol·LPb(NO3)2溶液，摇匀，观察沉淀的颜色，离心分离；然后再向清液中继续滴加Pb(NO3)2溶液，观察此时生成沉淀的颜色。写出反应方程式，并说明判断两种沉淀先后析出的理由。 -1-1 （2）在试管中加入2滴0.1mol·LAgNO3溶液和1滴0.1mol·LPb(NO3)2溶液，用去离子水稀 -1 释至5mL，摇匀。逐滴加入0.1mol·LK2CrO4溶液，观察现象。写出有关反应方程式，并解释之。 7、沉淀的转化 -1-1 在6滴0.1mol·LAgNO3溶液中加3滴0.1mol·LK2CrO4溶液，观察现象。在逐滴加入 -1 0.1mol·LNaCl溶液，充分摇荡，观察有何变化。写出反应方程式，并计算沉淀转化反应的标准平 ⊙ 衡常数K。 8、沉淀-配位溶解法分离混合阳离子 2+3+3++ （1）某溶液中含有Ba、Al、Fe、Ag等离子，试设计方法分离之。写出有关反应方程式。 -1 Ba2+Al3+Fe3+Ba2+HCl(稀)Al3+Fe3+H2SO4(稀)Al3+Fe3+NaOH(过量)AlO-2Fe(OH)3 Ag+2+ AgCl(s)2+ 3+ 2+ BaSO4(s) （2）某溶液中含有Ba、Pb、Fe、Zn等离子，自己设计方法分离之。图示分离步骤，写出有关的反应方程式。 实验八 硫酸亚铁铵的制备及组成分析 实验目的 一、继续练习水浴加热，常压过滤和减压过滤等基本操作。 二、了解复盐的一般特征和制备方法。 预习与思考 一、继续预习有关水浴加热，蒸发浓缩、结晶和固液分离等基本操作内容。 二、思考下列问题： 1．本实验中前后两次水浴加热的目的有何不同？ 2．在计算硫酸亚铁铵的产率时，是根据铁的用量还是硫酸铵的用量？铁的用量过多对制备硫酸亚铁铵有何影响？ 基本原理 硫酸亚铁铵又称摩尔盐，是浅绿色单斜晶体。它在空气中比一般亚铁盐稳定，不易被氧 化，