Cu2(OH)2SO4 + 6NH3 + 2NH4+ = 2[Cu(NH3)4]2+ + SO42- + 2H2O Cu(OH)2都能溶于氨水形成配合物。在CuCl沉淀中加氨水,形成[Cu(NH3)4]2+,因为 [Cu(NH3)2]+ 不稳定,易被氧化为[Cu(NH3)4]2+:
CuCl + 2NH3 = [Cu(NH3)2]+ + Cl-
4[Cu(NH3)2]+ + 8NH3 + O2 +2H2O = 4[Cu(NH3)4]2+ +4OH-
Cu2+与浓HCl作用生成黄绿色的[CuCl4]2-,若用Br-取代则生成紫红色的[CuBr4]2-。Cu(II)的卤素配合物均不太稳定,卤离子可被氨取代。
锌的氧化物和氢氧化物均显两性。Zn2+与氨水反应生成白色的Zn(OH)2沉淀,与过量氨水反应则形成氨合物,例如,
Zn2+ + 2NH3?H2O = Zn(OH)2(s) + 2NH4+ Zn(OH)2 + 2NH4+ + 2NH3 = [Zn(NH3)4]2+ + 2H2O
碱性条件下,Zn2+与二苯硫腙形成粉红色的螯合物,可用于鉴定Zn2+。 仪器和药品
酸:HCl (浓, 2.0 mo1?L-1) HNO3(2.0 mo1?L-1) H2S (饱和) H2SO4 (2.0 mo1?L-1) HAc (2.0 mo1?L-1)
碱:NaOH (2.0 mo1?L-1,6.0 mo1?L-1,40%) NH3?H2O (2.0 mo1?L-1,6.0 mo1?L-1)
盐: Zn(NO3)2 (0.1 mo1?L-1) CuSO4 (0.1 mo1?L-1) CuCl2 (1.0 mo1?L-1) KI(0.1 mo1?L-1,2.0 mo1?L-1) KSCN (饱和) K4[Fe(CN)6] (0.1 mo1?L-1) 固体:铜屑 锌粒 锌粉 铜丝 ZnCO3
其它:10%葡萄糖溶液 淀粉溶液 二苯硫腙的CCl4溶液 实验内容
1.氢氧化铜、氧化铜的生成和性质
在A、B、C3支试管中各加入适量CuSO4(0.1 mo1?L-1)溶液和NaOH(2.0 mo1?L-1)溶液至有浅蓝色沉淀生成。A管中加H2SO4(2.0 mo1?L-1)溶液;B管中加NaOH(6.0 mo1?L-1)溶液至沉淀溶解,再加入葡萄糖(10%)溶液摇匀,加热至沸,有何物生成?离心分离,弃去清液,沉淀洗涤后分装于2支试管,一份加H2SO4(2.0 mo1?L-1)溶液,一份加NH3?H2O (6.0 mo1?L-1)溶液,静置片刻,观察溶液颜色;C管加热至固体变黑,冷却后加H2SO4(2.0 mo1?L-1)溶液是否溶解?写出有关反应方程式。 2. 氯化亚铜的生成和性质
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取适量CuCl2(1.0 mo1?L-1)溶液,加入一定量浓HCl和少量铜屑后,加热至沸,当溶液变为泥黄色,停止加热,取少量溶液滴入盛有去离子水的试管中,如有白色沉淀生成,则将余下的溶液迅速倒入盛有大量水的烧杯中,静置沉降,用倾析法分出溶液,将沉淀洗涤两次后分成两份,分别加入NH3?H2O (2.0 mo1?L-1)溶液和HCl(浓),观察现象,写出反应方程式。 3. 锌与酸和碱的反应
(1) 取1颗锌粒与HNO3(2.0 mo1?L-1)溶液反应,检查有无NH4+生成。写出反应方程式。
(2) 取1颗锌粒与HCl(2.0 mo1?L-1)溶液反应,观察放氢是否明显。用1根铜丝与锌粒接触时,氢在铜丝上还是在锌粒表面析出?
(3) 取少量锌粉与NaOH(40%)溶液反应,加热观察现象。写出反应方程式。
4. 氧化锌和氢氧化锌的生成和性质
(1) 取少量ZnCO3(s)放入一支干燥的试管中,慢慢加热,直至CO2全部赶出为止,注意生成的氧化锌在加热和冷却后的颜色。保留产物备用。
(2) 用下列溶液:Zn(NO3)2(0.1mo1?L-1)、NaOH(2.0mo1?L-1)和HNO3(2.0mo1?L-1)试验Zn(OH)2的酸碱性。 5. 锌的氨合物与硫化物的生成和性质
向几滴Zn(NO3)2(0.1 mo1?L-1)溶液中逐滴加入NH3?H2O (2.0 mo1?L-1)溶液至过量,观察沉淀的生成和溶解,再加几滴H2S(饱和)溶液,离心分离,在沉淀中加HCl(2.0 mo1?L-1)溶液有何现象? 6. Cu2+和Zn2+的鉴定
(1) 取适量CuSO4(0.1 mo1?L-1)溶液,加几滴HAc (2.0 mo1?L-1)溶液和2滴K4[Fe(CN)6] (0.1 mo1?L-1)溶液,有棕红色沉淀生成,表示有Cu2+存在。
(2) 取适量Zn(NO3)2 (0.1 mo1?L-1)溶液,先加NaOH (6.0 mo1?L-1)溶液,再加含二苯硫腙的CCl4溶液,摇荡,注意水层与CCl4层颜色的变化。 思考题
1. 向CuSO4溶液中滴加NaOH和NH3?H2O溶液,产物有何不同?如何区别?
2. 黄铜是铜和锌的合金,如何用实验来鉴定?
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第五章 综合性、设计性实验
实验一 粗食盐的提纯(综合性实验)
实验目的
1.学习食盐提纯的原理和方法及有关离子的鉴定; 2.掌握溶解、过滤、蒸发、浓缩、结晶、干燥等基本操作。 实验原理
粗食盐中的不溶性杂质(如泥沙等)可通过溶解和过滤的方法除去。粗食盐
2?中的可溶性杂质主要是Ca2+、Mg2+、K+和SO4离子等,选择适当的试剂使它们
生成难溶化合物的沉淀而被除去。
2?(1)在粗盐溶液中加入过量的BaCl2溶液,除去SO4: 2? Ba2? + SO4===BaSO4↓
过滤,除去难溶化合物和BaSO4沉淀。
2?(2)在滤液中加入NaOH和Na2CO3溶液,除去Mg2+, Ca2+ 和沉淀SO4 时加
入的过量Ba2+:
Mg2?+ 2OH? === Mg(OH)2↓ Ca2? + CO32? === CaCO3↓ Ba2? + CO32? ===BaCO3↓ 过滤除去沉淀。
(3) 用稀盐酸溶液调节pH至2~3,可除去过量的NaOH和Na2CO3。 (4) 粗盐中的K+ 和上述的沉淀剂都不起作用,仍留在溶液中。由于KCl的溶解度大于NaCl的溶解度,且含量较少,因此在蒸发和浓缩过程中,NaCl先结晶出来,而KCl则留在溶液中。 实验仪器与试剂
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1. 仪器:台秤、烧杯、量筒、普通漏斗、漏斗架、布氏漏斗、吸滤瓶、蒸发皿、
石棉网、酒精灯。
2. 药品:
酸:HCl(2.0mol·L-1),HAc(6.0mol·L-1), 碱:NaOH(2.0mol·L-1),
盐:粗食盐、BaCl2(1.0mol·L-1),Na2CO3(1.0mol·L-1),(NH4)2C2O4(饱
和)
材料:镁试剂,滤纸,pH试纸。 实验内容及步骤 1.粗食盐的提纯
(1)在台秤上称取5.0g粗食盐,放在100mL烧杯中,加入25mL水,搅拌并加热使其溶解。至溶液沸腾时,在搅拌下逐滴加入1.0 mol·L-1 BaCl2溶液至沉淀完全(约1mL)。继续加热5min,使BaSO4的颗粒长大而易于沉淀和过滤。为了试验沉淀是否完全,可将烧杯从石棉网上取下,待沉淀下降后,取少量上层清液于试管中,滴加几滴6mol·L-1 HCl,再加几滴1mol·L-1 BaCl2检验。用普通漏斗过滤。
(2)在滤液中加入1mL 6mol·L-1 NaOH和2mL饱和Na2CO3, 加热至沸,待沉淀下降后,取少量上层清液放在试管中,滴加Na2CO3溶液,检查有无沉淀生成。如不再产生沉淀,用普通漏斗过滤。
(3)在滤液中逐滴加入6mol·L-1 HCl,直至溶液呈微酸性为止(pH约为6)。 (4)将滤液倒入蒸发皿中,用小火加热蒸发,浓缩至稀粥状的稠液为止,切不可将溶液蒸干。
(5)冷却后,用布氏漏斗过滤,尽量将结晶抽干。将结晶放回蒸发皿中,小火加热干燥,直至不冒水蒸气为止。
(6)将精食盐冷至室温,称重。最后把精盐放入指定容器中。计算产率。 2.产品纯度的检验
取粗盐和精盐各1g,分别溶于5mL蒸馏水中,将粗盐溶液过滤。两种澄清溶液分别盛于三支小试管中,组成三组,对照检验它们的纯度。
2?(1)SO4的检验 在第一组溶液中分别加入2滴6mol·L-1 HCl,使溶液呈酸
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2?性,再加入3~5滴1mol·L-1 BaCl2,如有白色沉淀,证明SO4存在,记录结果,
进行比较。
(2)Ca2+的检验 在第二组溶液中分别加入2滴6mol·L-1 HAc使溶液呈酸性,再加入3~5滴饱和的(NH4)2C2O4溶液。如有白色CaC2O4沉淀生成,证明Ca2+存在。记录结果,进行比较。
(3)Mg2+的检验 在第三组溶液中分别加入3~5滴6mol·L-1 NaOH,使溶液呈碱性,再加入1滴“镁试剂”。若有天蓝色沉淀生成,证明Mg2+存在。记录结果,进行比较。
镁试剂是一种有机染料,在碱性溶液中呈红色或紫色,但被Mg(OH)2沉淀吸附后,则呈天蓝色。 思考题
1.加入25mL水溶解5g食盐的依据是什么?加水过多或过少有什么影响? 2.怎样除去实验过程中所加的过量沉淀剂BaCl2,NaOH和Na2CO3? 3.提纯后的食盐溶液浓缩时为什么不能蒸干?
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