《无机化学实验》
教 案
(2008～2009学年 第二学期)
院 （ 系 、 部 ） 化 学 化 工 系 教 研 室 无 机 化 学 教 研 室 课 程 名 称 无 机 化 学 实 验
任课专业、年级、班级 化学0801B 化工0801Z 主 讲 教 师 姓 名 沈 红 旗 职 称 、 职 务 讲 师 使 用 教 材 无机化学实验（高教第三版）
第二学期实验目录
黄淮学院化学化工系2008—2009学年度第二学期
教 学 进 度 表
课程名称：无机化学实验 采用教材：北京师范大学 授课班级：化学0801、化工0801 讲授教师：沈红旗 班周学时：3 授课时数：17×3×3 填表日期：2009.2.15
《无机化学实验》分组名单
（2008—2009第二学期）
实验一 氯化钠的提纯
一、实验目的
1．学习提纯食盐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。
二、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。粗食盐中的可溶
-
性杂质主要是Ca 2+、Mg 2+、K +和SO 24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。
-
（1）在粗盐溶液中加入过量的BaCl 2溶液，除去SO 24： -
Ba 2+ +SO 24===BaSO4↓
过滤，除去难溶化合物和BaSO 4沉淀。
-（2）在滤液中加入NaOH 和Na 2CO 3溶液，除去Mg 2+, Ca2+ 和沉淀SO 24 时加入的过量
Ba 2+：
Mg 2+ + 2OH－===Mg(OH)2↓
2-
Ca 2+ + CO 3 ===CaCO3↓ 2- Ba 2+ + CO 3 ===BaCO3↓
过滤除去沉淀。
（3） 溶液中过量的NaOH 和Na 2CO 3可以用盐酸中和除去。 （4） 粗盐中的K + 和上述的沉淀剂都不起作用。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。
三、实验仪器与试剂
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，药匙。
粗食盐，HCl （6mol ·L －1），HAc （6mol ·L －1），NaOH （6mol ·L －1），BaCl 2（6mol ·L －1），Na 2CO 3（饱和），(NH4) 2C 2O 4（饱和），镁试剂，滤纸，pH 试纸。
四、实验步骤
1．粗食盐的提纯
① 在台秤上称取8.0g 粗食盐，放在100mL 烧杯中，加入30mL 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 mol·L －1 BaCl2溶液至沉淀完全（约2mL ）。继续加热5min ，使BaSO 4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Na 2CO 3, 加热至沸，待沉淀下降后，取少量上层清液放在试管中，滴加Na 2CO 3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。
－1-
① SO 2的检验 在第一组溶液中分别加入2滴6mol ·L HCl ，使溶液呈酸性，再4
-
加入3~5滴1mol ·L －1 BaCl2，如有白色沉淀，证明SO 24存在，记录结果，进行比较。
② Ca 2+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) 2C 2O 4溶液。如有白色CaC 2O 4沉淀生成，证明Ca 2+存在。记录结果，进行比较。
③ Mg 2+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Mg 2+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。
－
五、注意事项
（1）粗食颗粒要研细；（2）食盐溶液浓缩时切不可蒸干； （3）普通过滤与减压过滤的正确使用与区别。
六、思考题与参考答案
1．加入30mL 水溶解8g 食盐的依据是什么？加水过多或过少有什么影响？
答：依据食盐在沸点下的溶解度。加水过多不利于离子的沉淀完全；加水过少粗食盐可能溶不完。
2．怎样除去实验过程中所加的过量沉淀剂BaCl 2，NaOH 和Na 2CO 3？ 答：BaCl 2用Na 2CO 3； NaOH 和Na 2CO 3用HCl 。 3．提纯后的食盐溶液浓缩时为什么不能蒸干？
答：少量溶液的存在用于溶解KCl ，否则KCl 也会析出。
-
4．在检验SO 24时，为什么要加入盐酸溶液？
答：因为BaCO 3也是白色沉淀，但它可溶于HCl 。 5．在粗食盐的提纯中，（1）（2）两步，能否合并过滤？
答：不能。因为在（2）加入Na 2CO 3后，会有少量（1）中的BaSO 4转化为BaCO 3，从而又释放出少量SO 42-。
下周实验：硝酸钾的制备和提纯 预习： 值日：第一组
实验二 硝酸钾的制备和提纯
一、实验目的
1．观察验证盐类溶解度和温度的关系；
2．利用物质溶解度随温度变化的差别，学习用转化法制备硝酸钾； 3．熟悉溶解、减压抽滤操作，练习用重结晶法提纯物质。
二、实验原理
本实验是采用转化法由NaNO 3和KCl 来制备硝酸钾，其反应如下： NaNO 3 + KCl NaCl + KNO3
该反应是可逆的，因此可以改变反应条件使反应向右进行
由表中的数据可以看出，反应体系中四种盐的溶解度在不同温度下的差别是非常显著的，氯化钠的溶解度随温度变化不大，而硝酸钾的溶解度随温度的升高却迅速增大。因此，将一定量的固体硝酸钠和氯化钾在较高温度溶解后加热浓缩时，由于氯化钠的溶解度增加很少，随着浓缩，溶剂水减少，氯化钠晶体首先析出。而硝酸钾溶解度增加很多，它达不到饱和，所以不析出。趁热减压抽滤，可除去氯化钠晶体。然后将此滤液冷却至室温，硝酸钾因溶解度急剧下降而析出。过滤后可得含少量氯化钠等杂质的硝酸钾晶体。再经过重结晶提纯，可得硝酸钾纯品。硝酸钾产品中的杂质氯化钠利用氯离子和银离子生成氯化银白色沉淀来检验。
三、实验仪器与试剂
烧杯（100mL, 250mL），温度计（200℃），玻璃抽滤器，吸滤瓶，布氏漏斗，台秤，石棉网，酒精灯，玻棒，量筒（10mL, 50mL）。
氯化钾，硝酸钠（工业级或试剂级），硝酸银（0.1mol ·L －1），滤纸，火柴。
四、实验步骤
1．称取10g 硝酸钠和8g 氯化钾固体，倒入100mL 烧杯中，加入20mL 蒸馏水。 2．将盛有原料的烧杯放在石棉网上用酒精灯加热，并不断搅拌，至杯内固体全溶，记下烧杯中液面的位置。当溶液沸腾时用温度计测溶液此时的温度，并记录。 3．继续加热并不断搅拌溶液，当加热至杯内溶液剩下原有体积的2/3时，已有氯化钠析出，趁热快速减压抽滤（布氏漏斗在沸水中或烘箱中预热）。
4．将滤液转移至烧杯中，并用5mL 热的蒸馏水分数次洗涤吸滤瓶，洗液转入盛滤液的烧杯中，记下此时烧杯中液面的位置。加热至滤液体积只剩原有体积的3/4时，冷却至室温，观察晶体状态。用减压抽滤把硝酸钾晶体尽量抽干，得到的产品为粗产品，称量。
5．除留下绿豆粒大小的晶体供纯度检验外，按粗产品:水=2:1（质量比）将粗产品溶于蒸馏水中，加热，搅拌，待晶体全部溶解后停止加热。待溶液冷却至室温后抽滤，得到纯度较高的硝酸钾晶体，称量。
6．纯度检验 分别取绿豆粒大小的粗产品和一次重结晶得到的产品放入两支小试管中，各加入2mL 蒸馏水配成溶液。在溶液中分别滴入0.1 mol·L －1硝酸银溶液2滴，观察现象，进行对比，重结晶后的产品溶液应为澄清。若重结晶后的产品中仍然检验出含氯离子，则产品应再次重结晶。
五、教学中的几个事项
1、提问：（1）计算用10g 硝酸钠和8g 氯化钾制取硝酸钾的理论产量？
解： NaNO 3 + KCl = NaCl + KNO 3 1 1 1 1
10/85=0.1176 8/74.5=0.107 0.107×58.5=6.3 0.107×101=10.8 （2）将硝酸钠和氯化钾的混合液蒸发到原有体积的三分之二时，烧杯内的晶体是什么？粗算这时有几克该物质析出？（以100℃，13克水计算）
解： S(NaCl)=39.8g, S(KNO3)=246g
100℃100℃时，13克水中所溶解的NaCl 、KNO 3 的质量分别为： NaCl=39.8÷100×13=5.2 g， KNO 3=246÷100×13=32 g， 所以，此时烧杯内的晶体是NaCl ，大约有6. 3－5.2=1.1 g。
（3）实验中进行“蒸发到原有体积的三分之二”时，如果蒸发不够或过头会有什么后果？
解：第一次蒸发到原有体积的三分之二时：若过头，KNO 3会随析出NaCl 而产率低，若不够，则NaCl 析出的少，产品杂质多；第二次蒸发到原有体积的三分之二时：若过头，NaCl 会随KNO 3析出，产率会大于100%，若不够，则KNO 3产率低。
（4）粗产品KNO 3中的杂质是什么？如何除去？（追问重结晶） 解：NaCl 。通过重结晶除去。
（5）将粗产品KNO 3重结晶时，用2克KNO 3加入1克的水是如何确定的？ 解：S(KNO3)=246g/（100 g，H 2O ），所以，2克KNO 3加入1克的水为近饱和溶液。 （6）能否将除去氯化钠后的滤液直接冷却制取硝酸钾？
答：不能。因为第（3）步滤液中仍含有多量氯化钠，属饱和溶液，直接冷却时，
会有氯化钠析出。 2、可能出现的问题：
（1）产率过低或超过100%：前者是第一次蒸过头，后者是第二次蒸过头。 （2）将滤液从支管口倒出。（3）用水冲洗漏斗上的晶体。 3、关键步骤：
（1）第一步加热蒸发和第二步加热蒸发时，溶液体积的控制。
（2）第（3）步过滤一定要趁热快速减压抽滤，布氏漏斗在沸水中或烘箱中预热。
六、思考题：设计从母液提取较高纯度的硝酸钾晶体的实验方案。
下周实验：硫代硫酸钠的制备 预习：P 202 —P 204
值日：第二组
实验三 硫代硫酸钠的制备
一、实验目的
1、学习用硫化钠制备硫代硫酸钠的方法。 2、练习抽滤、气体发生、器皿连接操作。
二、实验原理
用硫化钠制备硫代硫酸钠可分三步进行：
1、碳酸钠与二氧化硫中和，生成亚硫酸钠: Na2CO 3 + SO2 = Na2SO 3 + CO2 2、硫化钠与二氧化硫反应生成亚硫酸钠和硫：2Na 2S + 3SO2 = 2Na2SO 3 + 3S 3、亚硫酸钠与硫反应生成硫代硫酸钠： Na2SO 3 + S = Na2S 2O 3 总反应如下：2Na 2S + Na2CO 3 + 4SO2 = 3Na2S 2O 3 + CO2
本实验就是利用Na 2SO 3与浓硫酸反应生成的SO 2 ，（Na 2SO 3 +H2SO 4 = Na2SO 4 +SO2 +H20 ）, 通入含有Na 2S 和 Na2CO 3 的溶液中进行反应，然后过滤得到Na 2S 2O 3溶液，在浓缩蒸发、冷却，析出的晶体为Na 2S 2O 3·5H 20，将晶体烘干，称量，得晶体。计算产率： Na2S 2O 3·5H 20的产率==（b ×2×78.6）÷(a×3×248.21)==3.2b%
其中a 为所取Na 2S 的质量（6.5克）；b 为所得晶体的质量（克）。
三、实验用品
1、仪器：球形分液漏斗，磁力搅拌器，洗气瓶，锥形瓶，圆底烧瓶，抽滤泵。 2、药品：Na 2S ·9H 20 (20g) , Na2SO 3(22g), Na2CO 3(5g), H2SO 4(10ml),NaOH(6M)(40ml) 3、材料：pH 试纸，滤纸（ø7cm），螺旋夹。
四、各种原材料的用量：
1、Na 2S ·9H 20 Na2S 2、2Na 2S + Na2CO 3 + 4SO2 = 3Na2S 2O 3 + CO2 240 78 2×78 106 4×64 3×158.21 20 m 6.5 x y z
m =6.5g x = 4.4g, y = 10.7g, z = 19.7g
3 、Na 2SO 3 + H2SO 4 = Na2SO 4 + SO2 + H20 4、Na 2S 2O 3 Na 2S 2O 3·5H 20
1 1 1 158 248
a ÷126 b×18 10.7÷64 19.7 M
a =21.5g, b = 9.3ml M = 31g
所以，当取20g 的Na 2S ·9H 20时，各种原材料的用量分别为：
Na 2CO 3 =4.4g ≈4.5g ， Na2SO 3 =21.5g≈22g ， 浓H 2SO 4 = 9.3ml≈10ml
Na 2S 2O 3·5H 20的理论产量 ≈31g
五、实验步骤
1、20g 的Na 2S ·9H 20、4.5g 的 Na2CO 3、150 ml的蒸馏水、转子一起加入到250ml 的锥形瓶中，放到磁力搅拌器上。
2、在分液漏斗中加入浓硫酸，蒸馏烧瓶中加入亚硫酸钠固体（比理论量稍多些）以
反应产生SO 2气体。在碱吸收瓶中加入6MNaOH 溶液以吸收多余的SO 2气体。 3、连好制备硫代硫酸钠的装置。
4、打开分液漏斗，使硫酸慢慢滴下。打开螺旋夹，适当调节螺旋夹（防止倒吸），使反应产生的SO 气体较均匀地通入Na S Na CO 溶液中， 并采用电磁搅拌器搅动。
2
2
2
3
随着SO 2气体的通入，逐渐有大量浅黄色的硫析出。继续通入SO 2气体。反应感进行约1小时，溶液的pH 约等于7时（注意不要小于7），停止通入SO 2气体。 5、过滤所得的硫代硫酸钠溶液转移至烧杯中进行浓缩，直至溶液中有一些晶体析出时，停止蒸发，冷却。使Na 2S 2O 3·5H 20结晶析出，过滤。将晶体放在烘箱中，在400C 下，干燥40—60分钟。称量，计算产率。
六、注意事项
1、制备过程中要控制瓶中溶液的pH 约等于7，不要小于7。 2、制备过程中要用浓硫酸，注意安全。
3、实验结束后要注意处理好烧瓶中剩余的SO 2气体。
七、提问
1、停止通入SO 2气体时，为什么必须控制瓶中溶液的pH 约等于7，不要小于7？如何控制？
因为pH 小于7时，溶液呈若弱酸性，而硫代硫酸钠的水溶液呈弱碱性，则回因酸碱中和而消耗一部分晶体，影响产量。当pH 大于7时，产生的S 与S 2- 生成S 22-，将减少S 的生成量，从而影响产量。 2、本实验中，为什么要用Na 2CO 3？
（1） 用Na 2CO 3使中间产物亚硫酸钠的量多，使析出的硫全部生成硫代硫酸钠，
产量高，硫化钠和碳酸钠以2：1的摩尔比取量较为适宜。 （2） 用Na 2CO 3可以降低反应温度。 3、如何操作才能提高产率？
（1） 控制瓶中溶液的pH 约等于7，不要小于7。 （2） 加入适量的碳酸钠。 4、晶体为什么要在400C 以下烘干？
因为硫代硫酸钠晶体的熔点为48.50C ，超过此温度，晶体将熔化。
八、思考题
写出用硫化钠制备硫代硫酸钠的原理、方程式和四种原材料。
下周实验：三氯化六氨合钴（Ⅲ）的制备 预习：P 206——P 208
值日：第三组
实验四 一种钴（Ⅲ）配合物的制备
一、实验目的
1、掌握制备金属配合物最常用的方法——水溶液中的取代反应和氧化还原反应。
2、了解钴（Ⅲ）配合物的制备的原理和方法。 3、对配合物的组成进行初步的鉴定。
二、实验原理
1、取代反应：[Co(H2O) 6]2+ + 6 NH3 → [Co(NH3) 6]2+ + 6 H2O 2、氧化还原反应：4[Co(NH3) 6]2+ +2 H2O 2 →4[Co(NH3) 6]3+ + 4OH-
三、实验用品
仪器：台秤，烧杯，锥形瓶，酒精灯，等。 材料：pH 试纸，滤纸。
试剂：浓氨水，浓硝酸，盐酸（6M ，浓），H 2O 2（30%），AgNO 3(2M),乙醚，戊醇， 奈氏试剂，SnCl 2(0.5M,新配) 。
四、实验内容
1、制备钴（Ⅲ）配合物
（1） 在锥形瓶中将1.0克氯化铵溶于6毫升浓氨水中，待完全溶解后，手持锥形瓶不断振荡，使溶液均匀。
（2）分数次加入2.0克氯化钴粉末，边加边摇动，加完后继续摇动使溶液成棕色稀浆。 （3）再往其中滴加2～3mL 、30% H 2O 2 ，边加边摇动，加完后继续摇动。
（4）当固体完全溶解、溶液中停止起泡时，慢慢加入6 mL 浓盐酸，边加边摇动，并在水浴上微热（≤85℃），边摇边加热10～15分钟。
（5）在室温下冷却混合物并摇动，待完全冷却后过滤出沉淀。 2、组成的初步推断
（1）用小烧杯取0.3克产物，加入35毫升蒸馏水，混匀后用pH 试纸检验其酸碱性。（备用）
（2）用烧杯取15毫升上述溶液，慢慢滴加AgNO 3(2M)溶液并搅动，直至加一滴AgNO 3(2M)溶液后上部没有沉淀生成。过滤，往滤液中加1～2毫升浓硝酸并搅动，再往溶液中滴加AgNO 3(2M)溶液，看有无沉淀，若有，比较一下与前面沉淀的量的多少。
（3）取2～3毫升实验（1）中的溶液于试管中，加几滴SnCl 2(0.5M,新配) 溶液，（为什么）振荡后加入一粒绿豆粒大小的硫氰化钾固体，振荡后再加入1毫升戊醇、1毫升乙醚，振荡后观察上层溶液的颜色。
（4）取2毫升实验（1）中的溶液于试管中，加少量蒸馏水，得清亮溶液后，加2滴奈氏试剂，观察溶液的颜色。
（5）将实验（1）中剩下的溶液加热，观察溶液变化，直至其完全变成棕黑色后停止加热，冷却后，用pH 试纸检验其酸碱性，然后过滤（双层滤纸），滤液分别做一次（3）、（4）实验。观察现象与原来的有什么不同？
（6）通过上述实验，推断此配合物的组成及化学式。
五、提问
1、将氯化钴加入到氯化铵和浓氨水的混合溶液中，可发生什么反应？产物是什么？ 解：取代反应，最终产物是[Co(NH3) 6]2+。
2、实验中加H 2O 2的作用是什么？可用哪些物质代替？有什么不好？ 解：氧化作用。可用空气中 的氧气代替，反应速度慢。 4[Co(NH3) 6]2+ + O2 + 2 H2O → 4[Co(NH3) 6]3+ + 4OH-
3、实验中加浓盐酸的作用是什么？ 解：提供较多的氯离子；中和过量的氨水。
4、制备过程中，在水浴上加热20分钟的目的是什么？能否加热至沸腾？
解：维持20min 是提高反应速率，保证反应完全。[Co(NH3) 6]2+是外轨型配合物，[Co(NH3) 6]3+是内轨型配合物，要把外轨向内轨转型，导致速度比较慢，要持续较长时间。
不能加热至沸腾，因为温度不同，产物不同。 5、制备过程中为什么要加入7ml 浓盐酸？
解：因为存在反应：Co(NH3) 6]Cl3＝[Co(NH3) 6]3++3Cl- 加入7ml 的浓盐酸，使平衡向左移动，进而提高产率。
6、要使[Co(NH3) 6]Cl3合成产率高，你认为哪些步骤是比较关键的？为什么？ 解：（1）煮沸20min ，因为要反应完全
（2）整个过程温度的控制，因为温度不同，产物不同。
（3）最后加入的7mL 浓盐酸，因为借助同离子效应使产品析出。
六、注意事项：
严格控制每一步的反应温度，因为温度不同，会生成不同的产物
七、思考题：P 208：T 3
下周实验：三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备 预习：见讲义
值日：第四组
实验五 三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备
一、实验目的
1、掌握合成K 3[Fe (C2O 4) 3]·3H 2O 的基本原理和操作技术； 2、加深对铁（Ⅲ）和铁（Ⅱ）化合物性质的了解；
二、实验用品
1、仪器：电炉，抽滤泵，台秤，蒸发皿。
2、试剂：FeSO 4·7H 2O, H2O 2 (30%), NH3·H 2O(6M), KOH, H2C 2O 4·2H 2O 3、材料：冰块，滤纸。
三、实验原理
1、Fe 2+ + H2O 2 → Fe3+ + NH3·H 2O → Fe(OH)3 ↓ 2、KOH + H2C 2O 4 → KH C2O 4
3、KH C2O 4 +Fe(OH)3 + H2O → K 3[Fe (C2O 4) 3]·3H 2O
四、实验内容
1、制备Fe(OH)3
（1）称取3克FeSO 4·7H 2O, 放入400毫升烧杯中，加入100毫升蒸馏水，加热溶解。
（现象1）
（2）加入5毫升、30%的H 2O 2 ，搅拌，微热。（现象2，方程式1）
（3）加入20毫升、6M 的NH 3·H 2O ，加热，搅拌，沸腾后，静置，倒去上层清液。 （4）在沉淀中加入100毫升蒸馏水，解热至沸，抽滤。（现象3，方程式2） （5）用50毫升热水洗涤沉淀，抽干，得Fe(OH)3 ，备用。 2、制备K 3[Fe (C2O 4) 3]·3H 2O
（1）称取2克KOH 和4克H 2C 2O 4·2H 2O ，溶解在100毫升蒸馏水中，加热，使之全溶。
（现象4，方程式3）
（2）搅拌下，加入Fe(OH)3沉淀，加热，使之全溶，抽滤。
（3）滤液转入蒸发皿中，蒸至～20毫升，转入到50毫升小烧杯中，用冰块冷却。
（现象5，方程式4）
（4）抽滤，晶体用滤纸吸干，称量。
五、应注意的问题
1、K 3[Fe (C2O 4) 3]·3H 2O 晶体易溶于水，零度时100克水中可溶4.7克，故，实验中须用冰冷却，并搅拌，方有晶体析出。
2、K 3[Fe (C2O 4) 3]·3H 2O 晶体易感光分解，所以，制备时应避光。 （2[Fe (C2O 4) 3]3- → 2 Fe C2O 4 +3C2O 42- +2CO2 ）
3、若浓缩的绿色溶液带褐色，是由于含Fe(OH)3沉淀，应趁热过滤除去。 4、水浴40℃下加热，慢慢滴加H 2O 2。以防止H 2O 2分解。
5、在抽滤过程中，勿用水冲洗粘附在烧杯和布氏滤斗上的绿色产品。
六、思考题：设计实验分析K 3[Fe (C2O 4) 3]·3H 2O 的组成。
七、提问
1、能否用HNO 3代替H 2O 2作氧化剂，若行，写出用HNO 3作氧化剂的主要反应式。你认为用哪个作氧化剂较好？为什么？
答：能。
FeC 2O 4·2H 2O + HNO3 + K2C 2O 4 + H2C 2O 4 K 3[Fe(C2O 4) 3]·3H 2O+NO↑+KNO3 H 2O 2作氧化剂好，因为还原产物为H 2O ，不会引入杂质。
2、根据三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的合成过程，你认为该化合物应如何保存？ 答：保存于棕色瓶中，置于阴凉干燥处。 3、写出以上实验过程中的实验现象和方程式，并计算理论产量。 （一）实验现象
1、浅绿色， 2、棕色， 3、棕色沉淀， 4、无色， 5、翠绿色。 （二）方程式
1、 2Fe 2+ + H 2O 2 + 2H + = 2Fe 3+ + 2H 2O 2 、Fe 3+ + 3 NH 3·H 2O = Fe(OH)3 ↓ +NH+4 3 、KOH + H2C 2O 4 = KH C2O 4 + H 2O
4、 Fe(OH)3 + 3 KH C2O 4 = K 3[Fe (C2O 4) 3]·3H 2O (三) 理论产量：～5克。
4、思考题：设计实验分析K 3[Fe (C2O 4) 3]·3H 2O 的组成。 ①KMnO 4溶液的标定
准确称取0.13～0.17gNa 2C 2O 4三份, 分别置于250mL 锥形瓶中, 加水50mL 使其溶解, 加入10mL 3 mol·L -1H 2SO 4溶液, 在水浴上加热到75～85℃, 趁热用待标定的KMnO 4溶液滴定, 开始时滴定速率应慢, 待溶液中产生了Mn 2+后, 滴定速率可适当加快, 但仍须逐滴加入, 滴定至溶液呈现微红色并持续30s 内不褪色即为终点。根据每份滴定中Na 2C 2O 4的质量和消耗的KMnO 4溶液体积, 计算出KMnO 4溶液的浓度。
②草酸根含量的测定 把制得的K 3[Fe (C2O 4) 3]·3H 2O 在50～60℃于恒温干燥箱中干燥1h ，在干燥器中冷却至室温，精确称取样品约0.2～0.3g ，放入250mL 锥形瓶中，加入25mL 水和5mL 1mol·L －1－1 H 2SO 4，用标准0.02000 mol·L KMnO 4溶液滴定。滴定时先滴入8mL 左右的 KMnO 4标准溶液，然后加热到343~358K（不高于358K ）直至紫红色消失。再用KMnO 4滴定热溶液，直至微红色在30s 内不消失。记下消耗KMnO 4标准溶液的总体积，计算K 3 [Fe (C2O 4) 3]·3H 2O 中草酸根的质量分数，并换算成物质的量。滴定后的溶液保留待用。
③铁含量测定
在上述滴定过草酸根的保留溶液中加锌粉还原，至黄色消失。加热3min ，使Fe 3+ 完全转变为Fe 2+，抽滤，用温水洗涤沉淀。滤液转入250mL 锥形瓶中，再利用KMnO 4溶液滴定至微红色，计算K 3 [Fe (C2O 4) 3]·3H 2O 中铁的质量分数，并换算成物质的量。
下周实验：明矾的制备 预习：见讲义
值日：第五组
实验六 明矾［KAl(SO4) 2·12H 2O ］的制备
一、实验目的
1．了解明矾的制备方法； 2．认识铝和氢氧化铝的两性；
3．练习和掌握溶解、过滤、结晶以及沉淀的转移和洗涤常用的基本操作。
二、实验原理
铝屑溶于浓氢氧化钠溶液，可生成可溶性的四羟基合铝（Ⅲ）酸钠Na[Al(OH)4]，再用稀H 2SO 4调节溶液的pH 值，将其转化为氢氧化铝，使氢氧化铝溶于硫酸生成硫酸铝。硫酸铝能同碱金属硫酸盐如硫酸钾在水溶液中结合成一类在水中溶解度较小的同晶的复盐，此复盐称为明矾［KAl(SO4) 2·12H 2O ］。当冷却溶液时，明矾则以大块晶体结晶出来。
制备中的化学反应如下： 2Al + 2NaOH + 6H2O 2Na[Al(OH)4] + H2SO 4 2Al(OH)3 + 3H2SO 4
2Na[Al(OH)4] + 3H2↑ 2Al(OH)3↓+ Na2SO 4 + 2H2O Al 2(SO4) 3 + 6 H2O
2KAl(SO4) 2·12H 2O
Al 2(SO4) 3 + K2SO 4 + 24H2O
三、实验用品
烧杯，量筒，普通漏斗，布氏漏斗，抽滤瓶，表面皿，蒸发皿，酒精灯，台秤，毛细管，提勒管等。H 2SO 4（3mol ·L －1），NaOH(s)，K 2SO 4(s)，铝屑，pH 试纸（1~14）。
四、实验步骤
1、制备Na[Al(OH)4] 在台秤上用表面皿快速称取固体氢氧化钠2g ，迅速将其转移至250mL 的烧杯中，加40mL 水温热溶解。称量1g 铝屑，切碎，分次放入溶液中。将烧杯置于热水浴中加热（反应激烈，防止溅出！）。反应完毕后，趁热用普通漏斗过滤。 2、氢氧化铝的生成和洗涤 在上述四羟基合铝酸钠溶液中加入8mL 左右的3mol ·L －1 H 2SO 4 溶液，使溶液的pH 值为8~9为止（应充分搅拌后再检验溶液的酸碱性）。此时溶液中生成大量的白色氢氧化铝沉淀，用布氏漏斗抽滤，并用热水洗涤沉淀，洗至溶液pH 值为7~8时为止。
3、明矾的制备 将抽滤后所得的氢氧化铝沉淀转入蒸发皿中，加10mL 1:1 H 2SO 4，再加15mL 水，小火加热使其溶解，加入4g 硫酸钾继续加热至溶解，将所得溶液在空气中自
然冷却，待结晶完全后，减压过滤，用10mL 1:1的水-酒精混合溶液洗涤晶体两次；将晶体用滤纸吸干，称重，计算产率。（理论产量为17.6克）
五、注意事项
1、加入铝片后，反应激烈，注意补充冷水，使溶液保持原有体积。
2、控制好溶液的酸碱性，使溶液的pH 值为8~9， pH 值过大或过小，会使Al(OH)3↓
溶解，从而降低产量。
3、第（2）步用热水洗涤氢氧化铝沉淀一定要彻底，以免后面产品不纯。 4、制得的明矾溶液一定要自然冷却得到结晶，而不能骤冷。
六、思考题与参考答案
1、本实验是在哪一步中除掉铝中的铁杂质的？ 答：第（1）步。因为铁与氢氧化钠不反应。 2、用热水洗涤氢氧化铝沉淀时，是除去什么离子？
答：除去Na +和SO 24离子。
3．制得的明矾溶液为何采用自然冷却得到结晶，而不采用骤冷的办法？
答：否则单盐组分可能会析出。
附：明矾的作用
明矾又称白矾、钾矾、钾铝矾、钾明矾、十二水硫酸铝钾。是含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝的复盐。化学式KAl(SO4)2·12H2O ，式量474.39，无色立方，单斜或六方晶体，有玻璃光泽，密度1.757g/cm3，熔点92.5℃。64.5℃时失去9分子结晶水，200℃时失去12分子结晶水，溶于水，不溶于乙醇。明矾性味酸涩，寒，有毒。故有抗菌作用、收敛作用等，可用做中药。明矾还可用于制备铝盐、发酵粉、油漆、鞣料、澄清剂、媒染剂、造纸、防水剂等。明矾净水是过去民间经常采用的方法，它的原理是明矾在水中可以电离出两种金属离子： KAl(SO4)2 = K+ + Al3+ + 2SO42-
而Al3+很容易水解，生成胶状的氢氧化铝Al(OH)3： Al3+ + 3H2O = Al(OH)3（胶体）+ 3H+
氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清。所以，明矾是一种较好的净水剂。
下周实验：铬酸铅的制备 预习：见讲义
值日：第六组
实验七 铬酸铅的制备
一 、实验目的：
1、掌握PbCrO 4的制备原理与方法；
2、通过制备PbCrO 4了解铬的高价化合物与低价化合物的性质； 3、熟练掌握称量，沉淀，过滤，洗涤等基本操作。
铅铬黄颜料主要成分是铅酸铅，随原料配比和制备条件的不同，颜色可由浅黄到深黄，由硝酸铬制备铅铬黄颜料的原理如下：
首先利用Cr （III ）化合物在碱性条件下，易被氧化为Cr （VI ）化合物这一性质， 先向Cr(NO3) 3溶液中加入过量的NaOH 溶液，再加入H 2O 2溶液进行氧化，便得CrO 42-溶液：
Cr 3++4OH-（过量）→CrO 2-+2H2O 2CrO 2-+3H2O 2+2OH-2CrO 42-+4H2O
CrO 42-和Cr 2O 72-在水溶液中存在如下平衡： 2CrO 42-+2H+ Cr2O 72-+H2O
由于铬酸铅的溶解度比重铬酸铅的小的多，因此在酸性条件下，向上述平衡体系中加
二、 实验原理：
一般有柠檬铬黄，浅铬黄，中铬黄，深铬黄和橘铬黄等五种。
入硝酸铬溶液，便可生成难溶的黄色铬酸铅沉淀即铅铬黄颜料。
三、 实验用品
1、仪器：台秤， 布氏漏斗，抽滤瓶， 烧杯，烘箱，表面皿
2、试剂：CrCl 3 (0.5M), NaOH 6M, 6%H2O 2, HAc 6M , Pb(NO3) 2 0.5M
四、实验步骤
往盛有40毫升、0.5M 的CrCl 3溶液（现象1）的烧杯中，在搅拌下一次加入30毫升、6M 的NaOH 溶液。（现象2，方程式1）。搅拌至沉淀完全消失为止。（方程式2）。在上述溶液中边搅拌边加入50毫升、6%的H 2O 2 ，用小火小心加热（现象3，方程式3）。在继续煮沸3～5分钟，以除尽剩余的H 2O 2。
使溶液冷却至室温，在搅拌下滴加6M 的HAc ，使溶液的p H ～6，（现象4，方程式4）。过滤除去不溶性杂质（若无不溶性杂质，不必过滤），在沸腾情况下，逐滴加入40毫升、0.5M 的Pb(NO3) 2，（现象5，方程式5）。
用倾析法过滤，沉淀用少量热水洗2～3次，然后抽干，得晶体。（理论产量6.5克）
五、思考题
1、写出各步的实验现象及方程式。
2、在加入硝酸铅溶液之前，为什么要用醋酸酸化？如果用强酸代替醋酸情况如何？如果在用醋酸酸化之前就加入硝酸铅溶液，有什么不好？
六、 注意事项
1、在用过量6MNaOH 溶解Cr(OH)3沉淀时，NaOH 不要过量太多，只要Cr(OH)3溶解就可以了， 如果过多，再用6MHAc 调节溶液的pH 时，HAc 的用量过多。
2、逐滴滴加15%H2O 2的过程中，滴加速度不要快。滴加过快H 2O 2的利用效率降低，而在加热煮沸的过程中，一定要赶尽剩余的H 2O 2。提高涂料黄的产率。
3. 、在沸腾下向溶液中滴加0.5MPb(NO3) 2时，加入第一滴Pb(NO3) 2溶液时，一定要搅拌一分钟，使沉淀的颗粒长大，这是这个实验成败的关键，如果沉淀的颗粒较小，采用倾析法是很难分离沉淀和上层清溶液的。
4、实验结束后，用香皂洗手。
七、提问
1、试述铬酸铅含量测定的原理 答：在酸性条件下，
6KI +2PbCrO4 +16HCl Na 2S 2O 3 + I2
3I 2+ 2CrCl3+ 2PbCl2+ 6KCl+ 8H2O
用Na 2S 2O 3来滴定生成的I 2，当I 2浓度比较稀时，使用淀粉作为指示剂
Na 2S 4O 6 + 2NaI
2、为什么制备铅铬黄颜料时要在酸性条件下进行沉淀反应？ 答：在碱性条件下Pb 2+会水解，使得到的PbCrO 4 不纯。 3、为什么必须将剩余氧化剂H 2O 2赶尽？
答：因为在酸性条件下H 2O 2 能被Cr 2O 72-氧化生成水，而Cr 2O 72- 被还原成三价铬离子，从而使涂料黄的产率降低， 所以在碱性条件下一定要赶尽剩余的H 2O 2。
4、现象：
（1）绿色 ， （2）灰蓝色， （3）黄色， （4）橙黄色， （5）黄色 5、方程式：
（1）CrCl 3 + 3NaOH = Cr(OH)3 ↓+ 3NaCl
(2) Cr(OH)3 ↓+ NaOH = Na〔Cr(OH)4〕= NaCrO2 + 2H2O (3) 2NaCrO 2 + 3H2O 2 + 2 NaOH = 2 Na2CrO 4 + 4H2O (4) 2 Na2CrO 4 + 2HAc = Na2Cr 2O 7 + 2NaAc + H2O
(5) Na 2CrO 4 + Pb(NO3) 2 = PbCrO4 + 2NaNO3
下周实验：硫酸亚铁铵的制备 预习：P 234——P 235
值日：第一组
实验八 硫酸亚铁铵的制备
一、实验目的
1、了解化合物制备方法
2、练习制备反应过程中的一些基本实验操作 3、练习水浴加热和减压过滤的操作
二、实验原理
莫尔盐的化学组成为硫酸亚铁铵，其化学式为(NH4) 2SO 4·FeSO 4·6H 2O 。它是由(NH4) 2SO 4与FeSO 4按1:1结合而成的复盐。其溶解度比组成它的每一个组份FeSO 4或(NH4) 2SO 4的溶解度都要小。(NH4) 2SO 4·FeSO 4·6H 2O 晶体很容易从混合液中优先析出（见表）。
2．硫酸亚铁氨、硫酸氨在不同温度下的溶解度（g/100g水）：
莫尔盐为浅绿色单斜晶体，在空气中比较稳定，不象一般亚铁盐那样易被氧化，所以它是常用的含亚铁离子的试剂，它溶于水，不溶于酒精。
通常FeSO 4是由铁屑与稀硫酸作用而得到的。根据FeSO 4的量，加入一定量的(NH4) 2SO 4，二者相互作用后，经过蒸发浓缩、结晶、冷却和过滤，便可得到莫尔盐晶体。 在制备过程中涉及到的化学反应如下：
Fe ＋H 2SO 4(稀) = FeSO4＋H 2↑
FeSO 4＋(NH4) 2SO 4＋6H 2O = (NH4) 2SO 4·FeSO 4·6H 2O
硫酸亚铁铵产品质量的检验：产品中主要杂质是铁（III ），利用Fe 3+与KCNS 形成血红色配位离子[Fe(CNS)n ]3- n 的深浅来目视比色，评定其纯度级别。
三、实验物品
大、小烧杯 150cm 3锥形瓶 25cm 3量筒 25cm 3比色管 表面皿 铁屑或铁粉、铁钉、铁丝 (NH4) 2SO 4固体 饱和Na 2CO 3 25% KSCN 3 mol·dm -3 H 2SO 4
四、实验内容
1、铁屑的净化（除去油污）
称取4克铁屑放在小烧杯内，加入适量饱和碳酸钠溶液，直接在石棉网上加热10分钟。用倾折法除去碱溶液，并用水将铁屑洗净。如果铁屑上仍然有油污，再加适量上述溶液煮，直至铁屑上无油污。（若铁屑表面干净，此步可省略） 2、硫酸亚铁的制备
把洗净的铁屑转入150cm 3锥形瓶中，往盛有铁屑的锥形瓶中加入25cm 3 3mol·dm 3 H 2SO 4溶液，锥形瓶放在自制的水浴上加热，使铁屑与硫酸反应至不再有气泡冒出为止（约30～40分钟）。在反应过程中应不时往锥形瓶中（和水浴中）加些水，补充被蒸发掉的水分。最后得到硫酸亚铁溶液，趁热减压过滤，称量残渣，计算实际参与反应的铁的克数。 3、硫酸亚铁铵的制备
往盛有硫酸亚铁溶液的100cm 3烧杯中，加入9.5克硫酸铵固体和25cm 3左右水（最终体积控制在50～60cm 3），搅拌，并在水浴上加热使硫酸铵固体全部溶解。若硫酸铵混有泥沙等杂质，将热溶液进行一次减压过滤，并用5cm 3热水洗涤滤纸上的残渣。将吸滤瓶中滤液再快速倾入100cm 3烧杯中，并将此烧杯放在装有热水的500cm 3烧杯中，令溶液慢慢冷却，待硫酸亚铁铵晶体析出。用倾折法除去母液，将晶体放在表面皿上晾干。观察晶体颜色，晶形。最后称重，并计算理论产量和产率。
五、提问
1、制备硫酸亚铁及硫酸亚铁铵时，为什么溶液要保持酸性？ 解：酸度不够，亚铁离子易水解和被氧化。 2、理论产量如何计算？
解：应以原料中物质的量较少者为准。理论产量为27.8克。
六、实验关键条件
1、实验过程中金属铁要过量。 2、实验过程中溶液要保持酸性。
七、可能出现的问题
1、滤液为黄色：亚铁离子水解和被氧化。（加少量铁粉及酸可解决） 2、蒸发结晶时，不搅拌：飞溅。 3、产率较高：原料多；水分多。 【实验指导】
1、 FeSO4溶液应为绿色，出现黄色是Fe 3+盐，原因是温度过高，反应激烈，H2带走水分没有及时补充水，失水时Fe 与浓硫酸反应。 2Fe ＋H 2SO 4＝Fe 2(SO4) 3+6H2O+3SO2↑
有时出现黑色结块是Fe 粉与FeSO 4的结块。
2、 Fe与H 2SO 4反应热过滤，用热过滤漏斗或将布氏漏斗在烘箱中烘热再抽滤，否则FeSO 4会析出。
3、 FeSO4液与饱和(NH4) 2SO 4混合时溶液变黄，主要是酸度不够，另一方面制(NH4) 2SO 4液时没用加热至沸腾除氧，或其中含有氧化物质。 4FeSO 4+O2+2H2O=4Fe(OH)SO4
蒸发浓缩时出现黄色也因为酸度不够，温度过高，用灯或电炉直接加热都不可以。 4注意
⑴ 用大烧杯作水浴加热
⑵ 水浴温度在50-60℃, 及时补加蒸馏水，使Fe 2+处在酸性环境中。 ⑶ 用热过滤漏斗，使漏斗中水沸腾
⑷ FeSO4液要保持PH 在5-6之间，若达不到可加H 2SO 4调节。 ⑸ 配(NH4) 2SO 4时，要先将蒸馏水加热煮沸去氧。 ⑹ 蒸发产品时要水浴低温蒸干，防止Fe 2+被氧化为Fe 3+。 结论：产率为70％以上（理论产率为80％）。
下周实验：硫酸铜的制备 预习：见讲义
值日：第二组
实验九 硫酸铜的制备
一、实验目的
1．掌握利用废铜粉制备硫酸铜的方法；
2．练习减压过滤、蒸发浓缩和重结晶等基本操作；
二、实验原理
利用废铜粉灼烧氧化法制备CuSO 4·5H 2O ：先将铜粉在空气中灼烧氧化成氧化铜，然后将其溶于硫酸而制得：
2Cu + O2 = 2CuO（黑色） CuO + H2SO 4 = CuSO 4 + H2O
由于废铜粉不纯，所得CuSO 4溶液中常含有不溶性杂质和可溶性杂质FeSO 4、Fe 2(SO4) 3及其他重金属盐等。Fe 2+ 离子需用氧化剂H 2O 2溶液氧化为Fe 3+ 离子，然后调节溶液pH ≈4.0，并加热煮沸，使Fe 3+ 离子水解为Fe(OH)3沉淀滤去。其反应式为
2Fe 2+ + 2H+ + H2O 2 = 2Fe3+ + 2H2O
Fe 3+ + 3H2O = Fe(OH)3↓ + 3H+
CuSO 4·5H 2O 在水中的溶解度，随温度的升高而明显增大，因此粗硫酸铜中的其他杂质，可通过重结晶法使杂质在母液中，从而得到较纯的蓝色水合硫酸铜晶体。
三、实验仪器及试剂
托盘天平，瓷坩埚，泥三角，酒精灯，烧杯（50mL ），电炉，布氏漏斗，吸滤瓶，精密pH 试纸，蒸发皿，表面皿，水浴锅，量筒（10mL ）。
废铜粉, H2SO 4(2mol·L －1), H2O 2(3%), K3[Fe(CN)6](0.1mol·L －1), NaOH(2mol·L －1) ，无水乙醇。
四、实验步骤
1．CuSO 4·5H 2O 的制备
① 废铜粉氧化 称取2.4g 废铜粉，放入干燥洁净的瓷坩埚中，将坩埚置于泥三角上，用酒精灯灼烧，并不断搅拌，至铜粉转化为黑色的CuO （约40min ），停止加热，冷却。备用。
② 粗硫酸铜溶液的制备 将①中的CuO 转入50mL 烧杯中，加入17mL2mol ·L －1
H 2SO 4（按CuO 转化率80%估算），微热使之溶解（注意保持液面一定高度）。如10min 后，CuO 未完全溶解（烧杯底部有黑色粉末），表明CuO 转化率高，可补加适量H 2SO 4继续溶
解。如果CuO 很快溶解，剩余大量红色铜粉，表明转化率低，剩余酸量过多。
③ 粗硫酸铜的提纯 在粗CuSO 4溶液中，滴加3% H 2O 2溶液25滴，加热搅拌，并检验溶液中有无Fe 2+ 离子（用什么方法检查）。待Fe 2+ 离子完全氧化后，用2mol ·L －1 NaOH调节溶液的pH ≈4.0（精密pH 试纸）加热至沸数分钟后，趁热减压过滤，将滤液转入蒸发皿中，滴加2mol ·L －1 H 2SO 4，调节溶液的pH ≈2，然后水浴加热，蒸发浓缩至液面出现晶膜为止。让其自然冷却至室温有晶体析出（如无晶体，再继续蒸发浓缩），减压过滤，，抽干。产品转至表面皿上，用滤纸吸干后称重。计算产率，母液回收。
五、注意事项
1．在粗硫酸铜的提纯中，浓缩液要自然冷却至室温析出晶体。否则，其它盐类如Na 2SO 4也会析出。
2．已灼烧恒重的坩埚，在马沸炉中灼烧及称量过程中，避免粘上灰尘。
六、思考题与参考答案
1．除去CuSO 4溶液中Fe 2+ 杂质时，为什么须先加H 2O 2氧化，并且调节溶液的pH ≈4.0，太大或太小有何影响？
答：Fe 2+不易水解，加H 2O 2氧化为易水解的Fe 3+，在pH ≈4.0就会水解完全。pH 太大，会析出Cu(OH)2；pH 太小，Fe 3+水解不完全。
2．如果粗硫酸铜中含有铅等盐，它们会在哪一步中被除去，可能的存在形式是什么？ 答：第（2）步中除去，可能的存在形式是PbSO 4沉淀。 3．如何检查Fe 2+ 的存在？
答：用K 3[Fe(CN)6]溶液，若产生蓝色沉淀，表明Fe 2+ 的存在。
下周实验：四氧化三铅的组成测定 预习：P 223——P 224 值日：第三组
实验十 四氧化三铅的组成测定
一、实验目的
1、测定四氧化三铅组成。 2、进一步练习碘量法操作。
3、学习用EDTA 测定溶液中的金属离子。
二、实验原理
Pb 3O 4为红色粉末壮固体，俗称铅丹或红铅。该物质为混合价态氧化物，其化学式可写成2 PbO·PbO 2。
Pb 3O 4与HNO 3反应时，由于PbO 2的生成，固体的颜色很快从红色变为棕褐色： Pb 3O 4 + HNO3
PbO 2 + Pb(NO3) 2 + H 2O
这样就使PbO 与PbO 2分离，然后分别测定PbO 与PbO 2的物质的量，并计算二者物质的量之比，可测定出四氧化三铅的组成。
Pb 3O 4与HNO 3反应后生成的Pb 2+，可用六亚甲四胺控制溶液的为pH5～6，以二甲酚橙为指示剂，用EDTA 标准溶液进行标定。
PbO 2是一种很强的氧化剂，在酸性溶液中，它能定量地氧化溶液中的I -： PbO 2 + 4I- + 4HAc
PbI 2 + I2 + 2 H2O + 4Ac- 从而可测定出PbO 2的物质的量。
三、实验用品
1、仪器：分析天平、台秤、称量瓶、干燥器、量筒（10ml 、100ml ）、烧杯（50ml ）、锥形瓶(250ml)、 吸滤瓶、 酸、碱式滴定管、 抽滤泵
2、药品：Pb 3O 4(s) KI(s) HNO 3(6M) EDT 标准溶液(0.1M) NaAc —HAc(1:1) Na 2S 2O 3标准溶液(0.1M) NH 3·H 2O(1:1) 淀粉（2%） 二甲酚橙 六亚甲四胺（20%） 3、材料： 滤纸 pH 试纸。
四、实验内容
1、Pb 3O 4的分解
用差量法准确称取干燥的Pb 3O 4 0.5克，放入50ml 的小烧杯中，加入2ml 6mol ·L -1的HNO 3溶液，用玻璃棒搅拌，使之充分反应，当红色的Pb 3O 4变为棕黑色的PbO 2时，抽滤，用蒸馏水少量多次地洗涤固体，保留滤液和固体供下面实验用。
2、PbO 含量的测定
把上述滤液全部转入锥形瓶中，往其中加入4～6滴二甲酚橙指示剂，并逐滴加入1:1的氨水，至溶液由黄色变为橙色，再加入20%的六亚甲四胺至溶液呈稳定的紫红色（或橙黄色），再过量5 ml，此时溶液的pH 为5～6。然后用EDTA 标准溶液滴定至溶液由紫红色变为亮黄色时，即为终点。记下所消耗的EDTA 溶液的体积。
3、PbO 2含量的测定
将上述固体连同滤纸一并置于另一只锥形瓶中，往其中加入30ml NaAc—HAc 溶液，再向其中加入0.8克固体KI ，摇动锥形瓶，使PbO 2全部反应而溶解，此时溶液呈透明棕色。以Na 2S 2O 3标准溶液滴定至溶液呈淡黄色时，加入1 ml 2%的淀粉，继续滴定至溶液蓝色刚好褪去为止，记下所用去的Na 2S 2O 3标准溶液的体积。 4、由上述实验算出试样中PbO 与PbO 2的摩尔比，以及Pb 3O 4在试样中的质量分数。 本实验要求，PbO 与PbO 2的摩尔比为2±0.05，Pb 3O 4在试样中的质量分数大于或等于95%为合格。
五、注意事项
1、PbO 2氧化I -须在酸性介质中进行。 2、只能HNO 3用分解Pb 3O 4。
六、思考题
1、能否加其它酸如H 2SO 4或HCl 溶液使Pb 3O 4分解？为什么？
不能。因为用H 2SO 4或HCl 溶液使Pb 3O 4分解，将会生成PbSO 4(难溶) 或PbCl 2（微溶）。
2、PbO 2氧化I -需在酸性介质中进行，能否加HNO 3或HCl 溶液以替代HAc ？为什么？ 不能用HNO 3替代HAc ，因为：3I 2 + 10HNO3 == 6HIO3 +10NO +2H2O 不能用HCl 溶液以替代HAc ，因为：I 2 + Cl- == I2Cl -. 2、自行设计另一个实验，以测定Pb 3O 4的组成。
下周实验：卤素、氧、硫 预习：P 144——P 147 值日：第四组
实验十一 卤素、氧、硫
一、实验目的
1、掌握氯离子、溴离子、碘离子的鉴定方法。 2、掌握双氧水的氧化性、还原性。 3、掌握不同氧化态硫的化合物的主要性质。
二、实验用品
1、仪器：离心机、离心试管、水浴锅、试管。
2、药品：NaCl(0.1 mol•L -1), NaBr(0.1 mol•L -1), NaI(0.1 mol•L -1), AgNO 3(0.2 mol•L -1), H 2O 2(3%), Pb(NO3) 2(0.2 mol•L -1), KMnO 4(0.1 mol•L -1), H 2SO 4(3 mol•L -1), KI(0.2 mol •L -1), CuSO 4(0.2 mol •L -1), Na 2S(0.2 mol •L -1), MnSO 4(0.2 mol •L -1), HCl(2 mol •L -1), HNO 3(2 mol •L -1) , Na 2SO 3(0.5 mol •L -1), K 2Cr 2O 7(0.5 mol •L -1), Na 2S 2O 3(0.2 mol•L -1), MnO 2(s), K 2S 2O 8(s), 碘水，乙醚， 浓氨水。 3、材料：pH 试纸。
三、实验内容
（一）Cl -、Br -、I -离子的鉴定及混合液的分离：
1、Cl -、Br -、I -离子的鉴定
+ AgNO3 + HNO3(2M,)
+ AgNO3+浓氨水
NaCl(0.1M) 白↓ 不溶 溶 NaBr(0.1M) 浅黄↓ 不溶 不溶 NaI(0.1M) 黄↓ 不溶 不溶
2、Cl -、Br -、I -离子的混合液的分离
结论： （1）、H 2O 2在催化剂MnO 2的作用下，可发生歧化反映，生成H 2O 和 O 2；
（2）、H 2O 2中氧的氧化态处于O 2和 H 2O 中氧的氧化态之间，因此，H 2O 2即可做氧化剂, 又可做还原剂；
（3）、在酸性溶液中，H 2O 2能使重铬酸盐生成过氧化铬而显蓝色，它在乙醚中较
稳定，否则，过氧化铬进一步与双氧水反应，蓝色迅速消失，故此反应可检验双氧水或铬酸根及重铬酸根。
（三）硫的化合物的性质
1
结论：硫化物的溶解度大小：MnS > PbS> CuS 结论：（1）、亚硫酸盐遇强酸立即分解，放出SO 2。
（2）、亚硫酸盐即有氧化性又有还原性，还原性为主，只有遇强还原剂时才表现出
氧化性。
结论： （1）、硫代硫酸盐在酸性溶液中不稳定，可发生歧化反应，生成SO 2和S 。
（2）、硫代硫酸盐是中等强度的还原剂。 （3）、硫代硫酸根可作为配体。
结论：（1）、过二硫酸盐是很强的氧化剂，在Ag +离子的催化作用下，能将Mn 2+氧化为紫红
色的MnO 4-，这个反应在钢铁分析中用于测定锰的含量。 （2）、Ag +离子是催化剂。
注意：做此实验时，Mn 2+的浓度和用量不宜太大，因为未反应的Mn 2+和反应生成的MnO 4-会
发生反应，生成棕色MnO 2的沉淀。另外，不加Ag +离子时，高温或长时间水浴，也有少量的MnO 4-生成，进而会成棕色MnO 2沉淀。
四、注意事项：
1. 离心机的使用
要求：转速不能过高；保持离心机的平衡。所以需选择大小相同的离心管，并对称放置 2. 使用滴瓶试剂的注意事项：
滴管为每一试剂专用，不能张冠李戴，更不允许用其它物品取用试剂，严防试剂污染。另外，注意在同一实验中同一种物质可能有不同浓度的几瓶试剂，不可粗心，以防影响实验。 3. 本实验中的H 2O 2制备后要冰浴中，防止温度高时分解。
4. NO3 的鉴定实验中的浓硫酸必须慢慢加入，而且不能振荡，否则浓硫酸与水混合后，会使生成的配合物分布于整个溶液，观察不到棕色环。
五、提问：
1. 为什么H 2O 2既可以作氧化剂又可以作还原剂？在何种情况下，H 2O 2能将Mn 2+氧化成
MnO 2？在何种情况下MnO 2能将H 2O 2氧化放出O 2？
H 2O 2中O 的氧化数为－1，既可以升高为0，作还原剂，被氧化为O 2；又可以降低为－2，作氧化剂，被还原为H 2O 。
0.68 1.77 1.228 酸性条件下，O 2
H 2O 2
H 2O MnO 2
Mn 2+
MnO 2 ＋ H 2O 2 → O 2 ＋ Mn 2+ 1.228-0.68>0 Mn 2+ ＋ H 2O 2 → MnO 2 ＋ H 2O 1.77－1.228>0 2. 如何区别Na 2SO 3和Na 2SO 4；Na 2SO 3和Na 2S 2O 3？
Na 2SO 3与Na 2SO 4： （1）加BaSO 4
Na 2SO 3中产生白色沉淀，但加HCl 后沉淀溶解，并放出刺激性气味的气体；Na 2SO 4中产生白色沉淀，加HCl 后沉淀不溶解。
（2）直接加HCl
Na 2SO 3中放出刺激性气味的气体；Na 2SO 4中没有。
Na 2SO 3和Na 2S 2O 3：
加酸，Na 2SO 3中放出刺激性气味的气体；Na 2S 2O 3中既有刺激性气味的气体又有沉淀。 3. 磷酸溶液中加AgNO 3是否有沉淀生成？欲用酸溶解Ag 3PO 4，选择HCl ，H 2SO 4，HNO 3中的哪一种最适宜？为什么？
选择HNO 3最适宜。因为用H 2SO 4会生成微溶的Ag 2SO 4，而用HCl 会生成难溶的AgCl 。
六、思考题
P 146——P 147实验习题：T1——T5
下周实验：氮族、硅、硼 预习：P 150——P 152 值日：第五组
实验十二 氮族、硅、硼
一、实验目的
1、掌握不同氧化态氮的化合物的主要性质。 2、掌握磷酸盐的酸碱性与溶解性。 3、掌握硅酸盐、硼酸及硼酸盐的主要性质。 二、实验用品
1、仪器：试管，烧杯，酒精灯，蒸发皿，水浴郭。
2、药品：固体：NH 4Cl, NH 4SO 4, NaNO 3, Cu(NO3) 2, AgNO 3, Zn 粒 , S, (NH4) 2Cr 2O 7, 硼酸。
液体：H 2SO 4(浓，3M), HNO 3(浓，0.5M), KI(0.1M), HCl(6M，2M), NaNO 2(饱和，0.5M), KMnO 4(0.1M), Na 3PO 4(0.1M), Na 4P 2O 7(0.1M), Na 2HPO 4(0.1M), NaH 2PO 4(0.1M), AgNO 3(0.1M), CaCl 2(0.5M), NH 3H 2O(2M), CuSO 4(0.2M), BaCl 2(0.1M), H 2B 4O 7（饱和）， 无水乙醇， 甘油。NaOH(40%) 3、材料：pH 试纸，冰，火柴，石蕊试纸。 三、实验内容
结论：铵盐热分解的产物与阴离子对应的氧化性、挥发性有关：
1、若对应的酸有挥发性而无氧化性，则产物为NH 3气和相应的酸。如氯化铵、碳酸铵。 2、若对应的酸是不挥发的，则只有为NH 3气，而酸留在容器中。如硫酸铵。
3、若对应的酸有氧化性，则分解出来的NH 3气，立即被氧化为氮或氮的氧化物，并防出大量的热。如重铬酸铵。
结论：（1）、亚硝酸极易分解为H 2O+N2O 3，N 2O 3 又极易分解为NO+NO2。 （2）、在酸性条件下，亚硝酸及其盐具有氧化性和还原性。 （三）硝酸和硝酸盐
（2）、硝酸与非金属单质反应，生成相应的氧化物或含氧酸。 结论：硝酸盐热分解产物除有共同的氧气外，其他产物则因金属离子不同而不同（因为各种金属亚硝酸盐和氧化物的稳定性不同）。
（1）碱（土）金属硝酸盐：是相应的亚硝酸盐和氧气。
（2）电位顺序在Mg ～Cu 之间的硝酸盐：是相应的氧化物、二氧化氮和氧气。 （3）电位顺序在Cu 之后的硝酸盐：是相应的金属、二氧化氮和氧气。 （四）磷酸盐的性质 2444
结论：(1)、溶解性大小：Ca （H 2PO 4）2 > Ca HPO 4 > Ca 3(PO4) 2
-
(四) 硼酸的性质及硼酸的颜色鉴定反应 1、硼酸的性质
1ml, 饱和,H 3BO 3 + 3～4d 甘油 pH ≈9 ≈
结论：H 3BO 3是一元弱酸，其酸性可因加入甘油等多羟基化合物而增强。 2、硼酸的颜色鉴定反应（蒸发皿中）
实验内容：少量H 3BO 3晶体 + 乙醇+浓硫酸 实验现象：绿色火焰。
方 程 式：H 3BO 3 + 3C2H 5OH = B(OC2H 5) 3 + 3H2O 四、注意事项
1、使用滴瓶试剂的注意事项：
滴管为每一试剂专用，不能张冠李戴，更不允许用其它物品取用试剂，严防试剂污染。另外，注意在同一实验中同一种物质可能有不同浓度的几瓶试剂，不可粗心，以防影响实验。 2、NO 3 -的鉴定实验中的浓硫酸必须慢慢加入，而且不能振荡，否则浓硫酸与水混合后，会使生成的配合物分布于整个溶液，观察不到棕色环。 3、所有氮的氧化物均有毒，实验时应加强通风。 五、思考题
2、 磷酸溶液中加AgNO 3是否有沉淀生成？欲用酸溶解Ag 3PO 4，选择HCl ，H 2SO 4，HNO 3中的哪一种最适宜？为什么？
选择HNO 3最适宜。因为用H 2SO 4会生成微溶的Ag 2SO 4，而用HCl 会生成难溶的AgCl 。 3、现有一瓶白色粉末状国体，它可能是碳酸钠、硝酸钠、硫酸钠、氯化钠、溴化钠、磷酸钠中的任意一种。试设计鉴别方案。
下周实验：铜、银、锌、镉、汞 预习：P 164——P 166 值日：第六组
实验十三 铜、银、锌、镉、汞
一、实验目的
1．了解铜、银、锌、镉、汞的氧化物、氢氧化物的生成和性质 2．了解铜、锌、镉、汞的配合物的形成和性质
3．试验并掌握Cu(I)、Cu(II)重要化合物的性质及相互转化的条件 二、实验原理 IB IIB
Cu Zn Cu （＋2，＋1） Zn(+2) Ag Cd Ag （＋1） Cd(+2) Au Hg Au （＋1，＋3） Hg(+2，＋1)
蓝色的Cu(OH)2呈现两性，在加热时易脱水而分解为黑色的CuO 。AgOH 在常温下极易脱水而转化为棕色的Ag 2O 。Zn(OH)2呈两性，Cd(OH)2显碱性，Hg(I, II)的氢氧化物极易脱水而转变为黄色的HgO(II)和黑色的Hg 2O(I)。
易形成配合物是这两副族的特性，Cu 2+、Ag +、Zn 2+、Cd 2+与过量的氨水反应时分别生成[Cu(NH3) 4]2+、[Ag(NH3) 2]+、[Zn(NH3) 4]2+、[Cd(NH3) 4]2+。但是Hg 2+和Hg 22+与过量氨水反应时，如果没有大量的NH 4＋存在，并不生成氨配离子。如：
HgCl 2 ＋ 2NH 3 ＝ Hg(NH2)Cl ↓白＋ 2 NH4Cl
Hg 2Cl 2 ＋ 2NH 3 ＝ Hg(NH2)Cl ↓白＋ Hg ↓黑＋NH 4Cl （观察为灰色） Cu 2+具有氧化性，与I －反应，产物不是CuI 2，而是白色的CuI ： Cu 2+ ＋ I － ＝ 2CuI ↓白 ＋ I 2
将CuCl 2溶液与铜屑混合，加入浓盐酸，加热可得黄褐色[CuCl2]－的溶液。将溶液稀释，得白色CuCl 沉淀：
Cu ＋ Cu 2+ ＋ 4Cl － ＝ 2[CuCl2]－ [CuCl2]－←稀释→CuCl ↓白 ＋ Cl － 卤化银难溶于水，但可利用形成配合物而使之溶解。例如： AgCl ＋ 2NH 3 ＝ [Ag(NH3) 2]+ ＋ Cl －
红色HgI 2难溶于水，但易溶于过量KI 中，形成四碘合汞(II)配离子： HgI 2 ＋ 2I － ＝ [HgI4]2－
黄绿色Hg 2I 2与过量KI 反应时，发生歧化反应，生成[HgI4]2和Hg ：
－
Hg 2I 2＋ 2I － ＝ [HgI4]2－＋ Hg ↓黑 三、实验用品
1、仪器：试管，离心试管，离心机
2、试剂：KI （s ）,Cu,HCl(2M,浓),H 2SO 4（2M ）,HNO 3(2M,浓) ,NaOH （2M ，6M ，40%）, NH 3·H 2O （2M, 浓） ,CuSO4（0.2M ） ,ZnSO4（0.2M ） ,CdSO 4 （0.2M ）,CuCl 2 （0.5M ）, Hg(NO3) 2（0.2M ）,SnCl 2（0.2M ）,AgNO 3 （0.1M ）,Na 2S （0.1M ）,KI （0.2M ） , KSCN （0.1M ）, Na2S 2 O3（0.2M ） ,NaCl（0.2M ）, 葡萄糖（10%）。
四、实验内容
（一）铜、银、锌、镉、汞氢氧化物或氧化物的生成和性质
结论：铜、锌的氢氧化物具有两性，镉的氢氧化物只具有碱性。
结论：Ag 2O 、HgO 都是碱性氧化物。 结论：Zn S ﹥CdS ﹥CuS ﹥AgS ﹥HgS
(三) 铜、银、锌、汞的配合物 1、氨合物的生成与性质
结论：Cu 2+：先生成碱式盐，再生成配合物； Zn 2+：先生成氢氧化物，再生成配合物； Ag +：先生成氧化物，再生成配合物； Hg 2+：只生成氧化物，不生成配合物。 结论：Hg 2+为18电子层结构，有较强的形成配合物的倾向，能与SCN - 、I -、Br -、CN -
等配体形成四配位的四面体配合物。 （四）铜、银、汞的氧化还原性 1、氧化亚铜的生成和性质
结论：1、Cu 2O 呈弱碱性，能溶于稀酸。
2、Cu 2O 有较强的配位能力。 3、无色的Cu(NH3) 22+ 在空气中不稳定，能被氧化为蓝色的2Cu(NH3) 2+ 。
五、思考题：
1．Cu(I)和Cu(II)稳定存在和转化的条件是什么？
Cu(I)在水溶液中不稳定，Cu 2+ +，易歧化。在有机溶剂和生成沉淀或某些配合物时可以稳定存在。
Cu 2+ ＋ I － ＝ 2CuI ↓白 ＋ I 2 CuI ＋ I －(饱和) ＝ [CuI2]－ 转化：Cu(I)－Cu(II)：水中歧化Cu 2O ＋4H ＋ ＝ Cu 2+ ＋ Cu
Cu(II)－Cu(I)：加入沉淀剂或配位剂
Cu ＋ Cu 2+ ＋ 4Cl － ＝ 2[CuCl2]－ Cu 2+ ＋ I － ＝ 2CuI ↓白 ＋ I 2 2．在AgNO 3中加入NaOH 为什么得不到AgOH ？
AgOH 不稳定，易失水变成Ag 2O
3．用平衡移动原理说明在Hg 2(NO3) 2溶液中通入H 2S 气体会生成什么沉淀？
＋
Hg 22 ＝ Hg 2+＋Hg 歧化反应
加入H 2S 气体，会发生 Hg 2＋ ＋ H 2S ＝HgS ＋ 2 H＋ K sp (HgS)=4×10－53 ，会促进歧化反应的进行。
六、实验习题 P166：T1——T6
下周实验：铁、钴、镍 预习：P 183——P 185 值日：第一组
实验十四 铁、钴、镍
一、实验目的
（1）试验并掌握二价铁、钻、镍的还原性和三价铁、钻、镍的氧化性； （2）试验并了解铁、钻、镍配合物的生成和性质；
（3）试验并了解金属铁腐蚀的基本原理和防止腐蚀的方法。 二、实验原理
Fe Co Ni
3d 64s 2 3d 74s 2 3d 84s 2
因Z ↑，d 轨道成单电子数↓，∵因为原子半径↓，熔沸点↓，且金属性↓。+2氧化点的稳定性↑，+3氧化点的稳定性。
Fe 2+、Fe 3+极易水解，加入NH 3。H 2O 时，生成M(OH)x (而不是M(NH3) 6n+。将过量NH 3。
H 2O 加入到Co 2+、和Ni 2+中可生成M(NH3) 6n+。但Co(NH3) 62+不稳定易被氧化成Co(NH3) 63+ (φθ=0.1V)，所以Co 3+在形成配合物后很稳定。用分子轨道理论解释。
Co(NH3) 62+ μ＝4.9 B.M 。分裂能△=10100cm-1，成对能P ＝19100cm -1，说明单电子数n ≥3，为高自旋配合物。配离子中有19个价电子，其中12个进入成键轨道，5个进入非键轨道，2个进入反键轨道。处于反键轨道e g ×的电子，能级较高，活泼性强，易失去。当e g ×失去1个电子后，Co 2+→Co 3+。由于Co(NH3) 62+的△=23000cm-1，P ＝17800cm -1，△＞P ，所以e g ×上剩余的1个电子（t 2g 5e g ×1）会很快地转移至非键轨道t 2g 上，形成稳定的t 2g 6e g 0型的[Co(NH3) 6]3+，即高自旋的[Co(NH3) 6]2+ 易失去1个电子而成为低自旋的[Co(NH3) 6]3+。
Fe 3++nSCN-=[Fe(SCN)n ]3-n (n=1~6)，其中[Fe(SCN)n ]3-n 是血红色，非常敏用来检验Fe 3+
和比色测定Fe 3+。
Co 2+与SCN -反应则生成蓝色的[Co(SCN)4]-，此配离子在水溶液中易离解成简单离子，但在有机溶剂中却比较稳定。
Fe 2+和Fe 3+都能与CN -形成稳定的配离子，且Fe 3+形成[Fe(CN)6]3-之后氧化性降低，稳定性增强，相反，Fe 2+形成[Fe(CN)6]4-之后，还原性增强，稳定性降低φ[Fe(CN)6]4-=0.36V。 三、实验用品
1、仪器：试管，离心试管，离心机。
2、试剂：(NH3) 2Fe(SO4) 2·6H 2O (s) , KSCN (s), H2SO 4 (1M,6M),
HCl(浓), NaOH(2M,6M), (NH3) 2Fe(SO4) 2（0.1M ）， CoCl2(0.1M),
NiSO4(0.1M), KI(0.5M), K4〔Fe(CN)6〕(0.5M), H2O (3%), NH3·H 2O (6M, 浓), FeCl3 (0.2M), KSCN (0.5M), 氯水， 碘水， 四氯化碳， 乙醚， KI-淀粉试纸。
θ
[Fe(CN)6]3-/
四、实验内容
总结：M(II)还原性：Fe 2+>Co2+>Ni2+ Fe(OH )2 > Co(OH)2> Ni(OH)2
M(Ⅲ) ）氧化性：Ni 3+>Co3+>Fe3+
五、思考题 ： P184——P185：T1、T2、T4。
下周实验：十种钠盐的鉴别 值日：第二组
实验十五 十种钠盐的鉴别（考试）
题目：十种钠盐的鉴别
NaNO 3 Na2S Na2S 2O 3 Na3PO 4 NaCl Na 2CO 3 NaHCO 3 Na2SO 4 NaBr Na2SO 3
要求：1、写出简单可行的鉴别方案 (30分 ) 。
2、写出简明必要的鉴别过程（40分）。 3、写出简洁具体的鉴别结果（30分）。
4、考试时间：40min 。每超1min 扣2分，超10min ，不及格。 5、有操作错误：扣5分/项。
6、可选用的试剂：AgNO 3, HCl, HNO3, CaCl2, BaCl2, H2SO 4, KMnO4, pH试纸。
参考方案：
重取：NaNO 3 Na2CO 3 NaHCO 3 Na2SO 4 Na2SO 3 + BaCl2 无 白↓ 白↓ 白↓ 白↓ + HNO3 无 溶 溶 不溶 溶
重取： Na2CO 3 NaHCO 3 Na2SO 3
+H2SO 4, KMnO4 不褪色 不褪色 褪色
重取： Na2CO 3 NaHCO 3
pH 试纸 值大 值小
考 勤 表
41
《无机化学实验》
教 案
(2008～2009学年 第二学期)
院 （ 系 、 部 ） 化 学 化 工 系 教 研 室 无 机 化 学 教 研 室 课 程 名 称 无 机 化 学 实 验
任课专业、年级、班级 化学0801B 化工0801Z 主 讲 教 师 姓 名 沈 红 旗 职 称 、 职 务 讲 师 使 用 教 材 无机化学实验（高教第三版）
第二学期实验目录
黄淮学院化学化工系2008—2009学年度第二学期
教 学 进 度 表
课程名称：无机化学实验 采用教材：北京师范大学 授课班级：化学0801、化工0801 讲授教师：沈红旗 班周学时：3 授课时数：17×3×3 填表日期：2009.2.15
《无机化学实验》分组名单
（2008—2009第二学期）
实验一 氯化钠的提纯
一、实验目的
1．学习提纯食盐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。
二、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。粗食盐中的可溶
-
性杂质主要是Ca 2+、Mg 2+、K +和SO 24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。
-
（1）在粗盐溶液中加入过量的BaCl 2溶液，除去SO 24： -
Ba 2+ +SO 24===BaSO4↓
过滤，除去难溶化合物和BaSO 4沉淀。
-（2）在滤液中加入NaOH 和Na 2CO 3溶液，除去Mg 2+, Ca2+ 和沉淀SO 24 时加入的过量
Ba 2+：
Mg 2+ + 2OH－===Mg(OH)2↓
2-
Ca 2+ + CO 3 ===CaCO3↓ 2- Ba 2+ + CO 3 ===BaCO3↓
过滤除去沉淀。
（3） 溶液中过量的NaOH 和Na 2CO 3可以用盐酸中和除去。 （4） 粗盐中的K + 和上述的沉淀剂都不起作用。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。
三、实验仪器与试剂
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，药匙。
粗食盐，HCl （6mol ·L －1），HAc （6mol ·L －1），NaOH （6mol ·L －1），BaCl 2（6mol ·L －1），Na 2CO 3（饱和），(NH4) 2C 2O 4（饱和），镁试剂，滤纸，pH 试纸。
四、实验步骤
1．粗食盐的提纯
① 在台秤上称取8.0g 粗食盐，放在100mL 烧杯中，加入30mL 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 mol·L －1 BaCl2溶液至沉淀完全（约2mL ）。继续加热5min ，使BaSO 4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Na 2CO 3, 加热至沸，待沉淀下降后，取少量上层清液放在试管中，滴加Na 2CO 3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。
－1-
① SO 2的检验 在第一组溶液中分别加入2滴6mol ·L HCl ，使溶液呈酸性，再4
-
加入3~5滴1mol ·L －1 BaCl2，如有白色沉淀，证明SO 24存在，记录结果，进行比较。
② Ca 2+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) 2C 2O 4溶液。如有白色CaC 2O 4沉淀生成，证明Ca 2+存在。记录结果，进行比较。
③ Mg 2+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Mg 2+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。
－
五、注意事项
（1）粗食颗粒要研细；（2）食盐溶液浓缩时切不可蒸干； （3）普通过滤与减压过滤的正确使用与区别。
六、思考题与参考答案
1．加入30mL 水溶解8g 食盐的依据是什么？加水过多或过少有什么影响？
答：依据食盐在沸点下的溶解度。加水过多不利于离子的沉淀完全；加水过少粗食盐可能溶不完。
2．怎样除去实验过程中所加的过量沉淀剂BaCl 2，NaOH 和Na 2CO 3？ 答：BaCl 2用Na 2CO 3； NaOH 和Na 2CO 3用HCl 。 3．提纯后的食盐溶液浓缩时为什么不能蒸干？
答：少量溶液的存在用于溶解KCl ，否则KCl 也会析出。
-
4．在检验SO 24时，为什么要加入盐酸溶液？
答：因为BaCO 3也是白色沉淀，但它可溶于HCl 。 5．在粗食盐的提纯中，（1）（2）两步，能否合并过滤？
答：不能。因为在（2）加入Na 2CO 3后，会有少量（1）中的BaSO 4转化为BaCO 3，从而又释放出少量SO 42-。
下周实验：硝酸钾的制备和提纯 预习： 值日：第一组
实验二 硝酸钾的制备和提纯
一、实验目的
1．观察验证盐类溶解度和温度的关系；
2．利用物质溶解度随温度变化的差别，学习用转化法制备硝酸钾； 3．熟悉溶解、减压抽滤操作，练习用重结晶法提纯物质。
二、实验原理
本实验是采用转化法由NaNO 3和KCl 来制备硝酸钾，其反应如下： NaNO 3 + KCl NaCl + KNO3
该反应是可逆的，因此可以改变反应条件使反应向右进行
由表中的数据可以看出，反应体系中四种盐的溶解度在不同温度下的差别是非常显著的，氯化钠的溶解度随温度变化不大，而硝酸钾的溶解度随温度的升高却迅速增大。因此，将一定量的固体硝酸钠和氯化钾在较高温度溶解后加热浓缩时，由于氯化钠的溶解度增加很少，随着浓缩，溶剂水减少，氯化钠晶体首先析出。而硝酸钾溶解度增加很多，它达不到饱和，所以不析出。趁热减压抽滤，可除去氯化钠晶体。然后将此滤液冷却至室温，硝酸钾因溶解度急剧下降而析出。过滤后可得含少量氯化钠等杂质的硝酸钾晶体。再经过重结晶提纯，可得硝酸钾纯品。硝酸钾产品中的杂质氯化钠利用氯离子和银离子生成氯化银白色沉淀来检验。
三、实验仪器与试剂
烧杯（100mL, 250mL），温度计（200℃），玻璃抽滤器，吸滤瓶，布氏漏斗，台秤，石棉网，酒精灯，玻棒，量筒（10mL, 50mL）。
氯化钾，硝酸钠（工业级或试剂级），硝酸银（0.1mol ·L －1），滤纸，火柴。
四、实验步骤
1．称取10g 硝酸钠和8g 氯化钾固体，倒入100mL 烧杯中，加入20mL 蒸馏水。 2．将盛有原料的烧杯放在石棉网上用酒精灯加热，并不断搅拌，至杯内固体全溶，记下烧杯中液面的位置。当溶液沸腾时用温度计测溶液此时的温度，并记录。 3．继续加热并不断搅拌溶液，当加热至杯内溶液剩下原有体积的2/3时，已有氯化钠析出，趁热快速减压抽滤（布氏漏斗在沸水中或烘箱中预热）。
4．将滤液转移至烧杯中，并用5mL 热的蒸馏水分数次洗涤吸滤瓶，洗液转入盛滤液的烧杯中，记下此时烧杯中液面的位置。加热至滤液体积只剩原有体积的3/4时，冷却至室温，观察晶体状态。用减压抽滤把硝酸钾晶体尽量抽干，得到的产品为粗产品，称量。
5．除留下绿豆粒大小的晶体供纯度检验外，按粗产品:水=2:1（质量比）将粗产品溶于蒸馏水中，加热，搅拌，待晶体全部溶解后停止加热。待溶液冷却至室温后抽滤，得到纯度较高的硝酸钾晶体，称量。
6．纯度检验 分别取绿豆粒大小的粗产品和一次重结晶得到的产品放入两支小试管中，各加入2mL 蒸馏水配成溶液。在溶液中分别滴入0.1 mol·L －1硝酸银溶液2滴，观察现象，进行对比，重结晶后的产品溶液应为澄清。若重结晶后的产品中仍然检验出含氯离子，则产品应再次重结晶。
五、教学中的几个事项
1、提问：（1）计算用10g 硝酸钠和8g 氯化钾制取硝酸钾的理论产量？
解： NaNO 3 + KCl = NaCl + KNO 3 1 1 1 1
10/85=0.1176 8/74.5=0.107 0.107×58.5=6.3 0.107×101=10.8 （2）将硝酸钠和氯化钾的混合液蒸发到原有体积的三分之二时，烧杯内的晶体是什么？粗算这时有几克该物质析出？（以100℃，13克水计算）
解： S(NaCl)=39.8g, S(KNO3)=246g
100℃100℃时，13克水中所溶解的NaCl 、KNO 3 的质量分别为： NaCl=39.8÷100×13=5.2 g， KNO 3=246÷100×13=32 g， 所以，此时烧杯内的晶体是NaCl ，大约有6. 3－5.2=1.1 g。
（3）实验中进行“蒸发到原有体积的三分之二”时，如果蒸发不够或过头会有什么后果？
解：第一次蒸发到原有体积的三分之二时：若过头，KNO 3会随析出NaCl 而产率低，若不够，则NaCl 析出的少，产品杂质多；第二次蒸发到原有体积的三分之二时：若过头，NaCl 会随KNO 3析出，产率会大于100%，若不够，则KNO 3产率低。
（4）粗产品KNO 3中的杂质是什么？如何除去？（追问重结晶） 解：NaCl 。通过重结晶除去。
（5）将粗产品KNO 3重结晶时，用2克KNO 3加入1克的水是如何确定的？ 解：S(KNO3)=246g/（100 g，H 2O ），所以，2克KNO 3加入1克的水为近饱和溶液。 （6）能否将除去氯化钠后的滤液直接冷却制取硝酸钾？
答：不能。因为第（3）步滤液中仍含有多量氯化钠，属饱和溶液，直接冷却时，
会有氯化钠析出。 2、可能出现的问题：
（1）产率过低或超过100%：前者是第一次蒸过头，后者是第二次蒸过头。 （2）将滤液从支管口倒出。（3）用水冲洗漏斗上的晶体。 3、关键步骤：
（1）第一步加热蒸发和第二步加热蒸发时，溶液体积的控制。
（2）第（3）步过滤一定要趁热快速减压抽滤，布氏漏斗在沸水中或烘箱中预热。
六、思考题：设计从母液提取较高纯度的硝酸钾晶体的实验方案。
下周实验：硫代硫酸钠的制备 预习：P 202 —P 204
值日：第二组
实验三 硫代硫酸钠的制备
一、实验目的
1、学习用硫化钠制备硫代硫酸钠的方法。 2、练习抽滤、气体发生、器皿连接操作。
二、实验原理
用硫化钠制备硫代硫酸钠可分三步进行：
1、碳酸钠与二氧化硫中和，生成亚硫酸钠: Na2CO 3 + SO2 = Na2SO 3 + CO2 2、硫化钠与二氧化硫反应生成亚硫酸钠和硫：2Na 2S + 3SO2 = 2Na2SO 3 + 3S 3、亚硫酸钠与硫反应生成硫代硫酸钠： Na2SO 3 + S = Na2S 2O 3 总反应如下：2Na 2S + Na2CO 3 + 4SO2 = 3Na2S 2O 3 + CO2
本实验就是利用Na 2SO 3与浓硫酸反应生成的SO 2 ，（Na 2SO 3 +H2SO 4 = Na2SO 4 +SO2 +H20 ）, 通入含有Na 2S 和 Na2CO 3 的溶液中进行反应，然后过滤得到Na 2S 2O 3溶液，在浓缩蒸发、冷却，析出的晶体为Na 2S 2O 3·5H 20，将晶体烘干，称量，得晶体。计算产率： Na2S 2O 3·5H 20的产率==（b ×2×78.6）÷(a×3×248.21)==3.2b%
其中a 为所取Na 2S 的质量（6.5克）；b 为所得晶体的质量（克）。
三、实验用品
1、仪器：球形分液漏斗，磁力搅拌器，洗气瓶，锥形瓶，圆底烧瓶，抽滤泵。 2、药品：Na 2S ·9H 20 (20g) , Na2SO 3(22g), Na2CO 3(5g), H2SO 4(10ml),NaOH(6M)(40ml) 3、材料：pH 试纸，滤纸（ø7cm），螺旋夹。
四、各种原材料的用量：
1、Na 2S ·9H 20 Na2S 2、2Na 2S + Na2CO 3 + 4SO2 = 3Na2S 2O 3 + CO2 240 78 2×78 106 4×64 3×158.21 20 m 6.5 x y z
m =6.5g x = 4.4g, y = 10.7g, z = 19.7g
3 、Na 2SO 3 + H2SO 4 = Na2SO 4 + SO2 + H20 4、Na 2S 2O 3 Na 2S 2O 3·5H 20
1 1 1 158 248
a ÷126 b×18 10.7÷64 19.7 M
a =21.5g, b = 9.3ml M = 31g
所以，当取20g 的Na 2S ·9H 20时，各种原材料的用量分别为：
Na 2CO 3 =4.4g ≈4.5g ， Na2SO 3 =21.5g≈22g ， 浓H 2SO 4 = 9.3ml≈10ml
Na 2S 2O 3·5H 20的理论产量 ≈31g
五、实验步骤
1、20g 的Na 2S ·9H 20、4.5g 的 Na2CO 3、150 ml的蒸馏水、转子一起加入到250ml 的锥形瓶中，放到磁力搅拌器上。
2、在分液漏斗中加入浓硫酸，蒸馏烧瓶中加入亚硫酸钠固体（比理论量稍多些）以
反应产生SO 2气体。在碱吸收瓶中加入6MNaOH 溶液以吸收多余的SO 2气体。 3、连好制备硫代硫酸钠的装置。
4、打开分液漏斗，使硫酸慢慢滴下。打开螺旋夹，适当调节螺旋夹（防止倒吸），使反应产生的SO 气体较均匀地通入Na S Na CO 溶液中， 并采用电磁搅拌器搅动。
2
2
2
3
随着SO 2气体的通入，逐渐有大量浅黄色的硫析出。继续通入SO 2气体。反应感进行约1小时，溶液的pH 约等于7时（注意不要小于7），停止通入SO 2气体。 5、过滤所得的硫代硫酸钠溶液转移至烧杯中进行浓缩，直至溶液中有一些晶体析出时，停止蒸发，冷却。使Na 2S 2O 3·5H 20结晶析出，过滤。将晶体放在烘箱中，在400C 下，干燥40—60分钟。称量，计算产率。
六、注意事项
1、制备过程中要控制瓶中溶液的pH 约等于7，不要小于7。 2、制备过程中要用浓硫酸，注意安全。
3、实验结束后要注意处理好烧瓶中剩余的SO 2气体。
七、提问
1、停止通入SO 2气体时，为什么必须控制瓶中溶液的pH 约等于7，不要小于7？如何控制？
因为pH 小于7时，溶液呈若弱酸性，而硫代硫酸钠的水溶液呈弱碱性，则回因酸碱中和而消耗一部分晶体，影响产量。当pH 大于7时，产生的S 与S 2- 生成S 22-，将减少S 的生成量，从而影响产量。 2、本实验中，为什么要用Na 2CO 3？
（1） 用Na 2CO 3使中间产物亚硫酸钠的量多，使析出的硫全部生成硫代硫酸钠，
产量高，硫化钠和碳酸钠以2：1的摩尔比取量较为适宜。 （2） 用Na 2CO 3可以降低反应温度。 3、如何操作才能提高产率？
（1） 控制瓶中溶液的pH 约等于7，不要小于7。 （2） 加入适量的碳酸钠。 4、晶体为什么要在400C 以下烘干？
因为硫代硫酸钠晶体的熔点为48.50C ，超过此温度，晶体将熔化。
八、思考题
写出用硫化钠制备硫代硫酸钠的原理、方程式和四种原材料。
下周实验：三氯化六氨合钴（Ⅲ）的制备 预习：P 206——P 208
值日：第三组
实验四 一种钴（Ⅲ）配合物的制备
一、实验目的
1、掌握制备金属配合物最常用的方法——水溶液中的取代反应和氧化还原反应。
2、了解钴（Ⅲ）配合物的制备的原理和方法。 3、对配合物的组成进行初步的鉴定。
二、实验原理
1、取代反应：[Co(H2O) 6]2+ + 6 NH3 → [Co(NH3) 6]2+ + 6 H2O 2、氧化还原反应：4[Co(NH3) 6]2+ +2 H2O 2 →4[Co(NH3) 6]3+ + 4OH-
三、实验用品
仪器：台秤，烧杯，锥形瓶，酒精灯，等。 材料：pH 试纸，滤纸。
试剂：浓氨水，浓硝酸，盐酸（6M ，浓），H 2O 2（30%），AgNO 3(2M),乙醚，戊醇， 奈氏试剂，SnCl 2(0.5M,新配) 。
四、实验内容
1、制备钴（Ⅲ）配合物
（1） 在锥形瓶中将1.0克氯化铵溶于6毫升浓氨水中，待完全溶解后，手持锥形瓶不断振荡，使溶液均匀。
（2）分数次加入2.0克氯化钴粉末，边加边摇动，加完后继续摇动使溶液成棕色稀浆。 （3）再往其中滴加2～3mL 、30% H 2O 2 ，边加边摇动，加完后继续摇动。
（4）当固体完全溶解、溶液中停止起泡时，慢慢加入6 mL 浓盐酸，边加边摇动，并在水浴上微热（≤85℃），边摇边加热10～15分钟。
（5）在室温下冷却混合物并摇动，待完全冷却后过滤出沉淀。 2、组成的初步推断
（1）用小烧杯取0.3克产物，加入35毫升蒸馏水，混匀后用pH 试纸检验其酸碱性。（备用）
（2）用烧杯取15毫升上述溶液，慢慢滴加AgNO 3(2M)溶液并搅动，直至加一滴AgNO 3(2M)溶液后上部没有沉淀生成。过滤，往滤液中加1～2毫升浓硝酸并搅动，再往溶液中滴加AgNO 3(2M)溶液，看有无沉淀，若有，比较一下与前面沉淀的量的多少。
（3）取2～3毫升实验（1）中的溶液于试管中，加几滴SnCl 2(0.5M,新配) 溶液，（为什么）振荡后加入一粒绿豆粒大小的硫氰化钾固体，振荡后再加入1毫升戊醇、1毫升乙醚，振荡后观察上层溶液的颜色。
（4）取2毫升实验（1）中的溶液于试管中，加少量蒸馏水，得清亮溶液后，加2滴奈氏试剂，观察溶液的颜色。
（5）将实验（1）中剩下的溶液加热，观察溶液变化，直至其完全变成棕黑色后停止加热，冷却后，用pH 试纸检验其酸碱性，然后过滤（双层滤纸），滤液分别做一次（3）、（4）实验。观察现象与原来的有什么不同？
（6）通过上述实验，推断此配合物的组成及化学式。
五、提问
1、将氯化钴加入到氯化铵和浓氨水的混合溶液中，可发生什么反应？产物是什么？ 解：取代反应，最终产物是[Co(NH3) 6]2+。
2、实验中加H 2O 2的作用是什么？可用哪些物质代替？有什么不好？ 解：氧化作用。可用空气中 的氧气代替，反应速度慢。 4[Co(NH3) 6]2+ + O2 + 2 H2O → 4[Co(NH3) 6]3+ + 4OH-
3、实验中加浓盐酸的作用是什么？ 解：提供较多的氯离子；中和过量的氨水。
4、制备过程中，在水浴上加热20分钟的目的是什么？能否加热至沸腾？
解：维持20min 是提高反应速率，保证反应完全。[Co(NH3) 6]2+是外轨型配合物，[Co(NH3) 6]3+是内轨型配合物，要把外轨向内轨转型，导致速度比较慢，要持续较长时间。
不能加热至沸腾，因为温度不同，产物不同。 5、制备过程中为什么要加入7ml 浓盐酸？
解：因为存在反应：Co(NH3) 6]Cl3＝[Co(NH3) 6]3++3Cl- 加入7ml 的浓盐酸，使平衡向左移动，进而提高产率。
6、要使[Co(NH3) 6]Cl3合成产率高，你认为哪些步骤是比较关键的？为什么？ 解：（1）煮沸20min ，因为要反应完全
（2）整个过程温度的控制，因为温度不同，产物不同。
（3）最后加入的7mL 浓盐酸，因为借助同离子效应使产品析出。
六、注意事项：
严格控制每一步的反应温度，因为温度不同，会生成不同的产物
七、思考题：P 208：T 3
下周实验：三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备 预习：见讲义
值日：第四组
实验五 三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备
一、实验目的
1、掌握合成K 3[Fe (C2O 4) 3]·3H 2O 的基本原理和操作技术； 2、加深对铁（Ⅲ）和铁（Ⅱ）化合物性质的了解；
二、实验用品
1、仪器：电炉，抽滤泵，台秤，蒸发皿。
2、试剂：FeSO 4·7H 2O, H2O 2 (30%), NH3·H 2O(6M), KOH, H2C 2O 4·2H 2O 3、材料：冰块，滤纸。
三、实验原理
1、Fe 2+ + H2O 2 → Fe3+ + NH3·H 2O → Fe(OH)3 ↓ 2、KOH + H2C 2O 4 → KH C2O 4
3、KH C2O 4 +Fe(OH)3 + H2O → K 3[Fe (C2O 4) 3]·3H 2O
四、实验内容
1、制备Fe(OH)3
（1）称取3克FeSO 4·7H 2O, 放入400毫升烧杯中，加入100毫升蒸馏水，加热溶解。
（现象1）
（2）加入5毫升、30%的H 2O 2 ，搅拌，微热。（现象2，方程式1）
（3）加入20毫升、6M 的NH 3·H 2O ，加热，搅拌，沸腾后，静置，倒去上层清液。 （4）在沉淀中加入100毫升蒸馏水，解热至沸，抽滤。（现象3，方程式2） （5）用50毫升热水洗涤沉淀，抽干，得Fe(OH)3 ，备用。 2、制备K 3[Fe (C2O 4) 3]·3H 2O
（1）称取2克KOH 和4克H 2C 2O 4·2H 2O ，溶解在100毫升蒸馏水中，加热，使之全溶。
（现象4，方程式3）
（2）搅拌下，加入Fe(OH)3沉淀，加热，使之全溶，抽滤。
（3）滤液转入蒸发皿中，蒸至～20毫升，转入到50毫升小烧杯中，用冰块冷却。
（现象5，方程式4）
（4）抽滤，晶体用滤纸吸干，称量。
五、应注意的问题
1、K 3[Fe (C2O 4) 3]·3H 2O 晶体易溶于水，零度时100克水中可溶4.7克，故，实验中须用冰冷却，并搅拌，方有晶体析出。
2、K 3[Fe (C2O 4) 3]·3H 2O 晶体易感光分解，所以，制备时应避光。 （2[Fe (C2O 4) 3]3- → 2 Fe C2O 4 +3C2O 42- +2CO2 ）
3、若浓缩的绿色溶液带褐色，是由于含Fe(OH)3沉淀，应趁热过滤除去。 4、水浴40℃下加热，慢慢滴加H 2O 2。以防止H 2O 2分解。
5、在抽滤过程中，勿用水冲洗粘附在烧杯和布氏滤斗上的绿色产品。
六、思考题：设计实验分析K 3[Fe (C2O 4) 3]·3H 2O 的组成。
七、提问
1、能否用HNO 3代替H 2O 2作氧化剂，若行，写出用HNO 3作氧化剂的主要反应式。你认为用哪个作氧化剂较好？为什么？
答：能。
FeC 2O 4·2H 2O + HNO3 + K2C 2O 4 + H2C 2O 4 K 3[Fe(C2O 4) 3]·3H 2O+NO↑+KNO3 H 2O 2作氧化剂好，因为还原产物为H 2O ，不会引入杂质。
2、根据三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的合成过程，你认为该化合物应如何保存？ 答：保存于棕色瓶中，置于阴凉干燥处。 3、写出以上实验过程中的实验现象和方程式，并计算理论产量。 （一）实验现象
1、浅绿色， 2、棕色， 3、棕色沉淀， 4、无色， 5、翠绿色。 （二）方程式
1、 2Fe 2+ + H 2O 2 + 2H + = 2Fe 3+ + 2H 2O 2 、Fe 3+ + 3 NH 3·H 2O = Fe(OH)3 ↓ +NH+4 3 、KOH + H2C 2O 4 = KH C2O 4 + H 2O
4、 Fe(OH)3 + 3 KH C2O 4 = K 3[Fe (C2O 4) 3]·3H 2O (三) 理论产量：～5克。
4、思考题：设计实验分析K 3[Fe (C2O 4) 3]·3H 2O 的组成。 ①KMnO 4溶液的标定
准确称取0.13～0.17gNa 2C 2O 4三份, 分别置于250mL 锥形瓶中, 加水50mL 使其溶解, 加入10mL 3 mol·L -1H 2SO 4溶液, 在水浴上加热到75～85℃, 趁热用待标定的KMnO 4溶液滴定, 开始时滴定速率应慢, 待溶液中产生了Mn 2+后, 滴定速率可适当加快, 但仍须逐滴加入, 滴定至溶液呈现微红色并持续30s 内不褪色即为终点。根据每份滴定中Na 2C 2O 4的质量和消耗的KMnO 4溶液体积, 计算出KMnO 4溶液的浓度。
②草酸根含量的测定 把制得的K 3[Fe (C2O 4) 3]·3H 2O 在50～60℃于恒温干燥箱中干燥1h ，在干燥器中冷却至室温，精确称取样品约0.2～0.3g ，放入250mL 锥形瓶中，加入25mL 水和5mL 1mol·L －1－1 H 2SO 4，用标准0.02000 mol·L KMnO 4溶液滴定。滴定时先滴入8mL 左右的 KMnO 4标准溶液，然后加热到343~358K（不高于358K ）直至紫红色消失。再用KMnO 4滴定热溶液，直至微红色在30s 内不消失。记下消耗KMnO 4标准溶液的总体积，计算K 3 [Fe (C2O 4) 3]·3H 2O 中草酸根的质量分数，并换算成物质的量。滴定后的溶液保留待用。
③铁含量测定
在上述滴定过草酸根的保留溶液中加锌粉还原，至黄色消失。加热3min ，使Fe 3+ 完全转变为Fe 2+，抽滤，用温水洗涤沉淀。滤液转入250mL 锥形瓶中，再利用KMnO 4溶液滴定至微红色，计算K 3 [Fe (C2O 4) 3]·3H 2O 中铁的质量分数，并换算成物质的量。
下周实验：明矾的制备 预习：见讲义
值日：第五组
实验六 明矾［KAl(SO4) 2·12H 2O ］的制备
一、实验目的
1．了解明矾的制备方法； 2．认识铝和氢氧化铝的两性；
3．练习和掌握溶解、过滤、结晶以及沉淀的转移和洗涤常用的基本操作。
二、实验原理
铝屑溶于浓氢氧化钠溶液，可生成可溶性的四羟基合铝（Ⅲ）酸钠Na[Al(OH)4]，再用稀H 2SO 4调节溶液的pH 值，将其转化为氢氧化铝，使氢氧化铝溶于硫酸生成硫酸铝。硫酸铝能同碱金属硫酸盐如硫酸钾在水溶液中结合成一类在水中溶解度较小的同晶的复盐，此复盐称为明矾［KAl(SO4) 2·12H 2O ］。当冷却溶液时，明矾则以大块晶体结晶出来。
制备中的化学反应如下： 2Al + 2NaOH + 6H2O 2Na[Al(OH)4] + H2SO 4 2Al(OH)3 + 3H2SO 4
2Na[Al(OH)4] + 3H2↑ 2Al(OH)3↓+ Na2SO 4 + 2H2O Al 2(SO4) 3 + 6 H2O
2KAl(SO4) 2·12H 2O
Al 2(SO4) 3 + K2SO 4 + 24H2O
三、实验用品
烧杯，量筒，普通漏斗，布氏漏斗，抽滤瓶，表面皿，蒸发皿，酒精灯，台秤，毛细管，提勒管等。H 2SO 4（3mol ·L －1），NaOH(s)，K 2SO 4(s)，铝屑，pH 试纸（1~14）。
四、实验步骤
1、制备Na[Al(OH)4] 在台秤上用表面皿快速称取固体氢氧化钠2g ，迅速将其转移至250mL 的烧杯中，加40mL 水温热溶解。称量1g 铝屑，切碎，分次放入溶液中。将烧杯置于热水浴中加热（反应激烈，防止溅出！）。反应完毕后，趁热用普通漏斗过滤。 2、氢氧化铝的生成和洗涤 在上述四羟基合铝酸钠溶液中加入8mL 左右的3mol ·L －1 H 2SO 4 溶液，使溶液的pH 值为8~9为止（应充分搅拌后再检验溶液的酸碱性）。此时溶液中生成大量的白色氢氧化铝沉淀，用布氏漏斗抽滤，并用热水洗涤沉淀，洗至溶液pH 值为7~8时为止。
3、明矾的制备 将抽滤后所得的氢氧化铝沉淀转入蒸发皿中，加10mL 1:1 H 2SO 4，再加15mL 水，小火加热使其溶解，加入4g 硫酸钾继续加热至溶解，将所得溶液在空气中自
然冷却，待结晶完全后，减压过滤，用10mL 1:1的水-酒精混合溶液洗涤晶体两次；将晶体用滤纸吸干，称重，计算产率。（理论产量为17.6克）
五、注意事项
1、加入铝片后，反应激烈，注意补充冷水，使溶液保持原有体积。
2、控制好溶液的酸碱性，使溶液的pH 值为8~9， pH 值过大或过小，会使Al(OH)3↓
溶解，从而降低产量。
3、第（2）步用热水洗涤氢氧化铝沉淀一定要彻底，以免后面产品不纯。 4、制得的明矾溶液一定要自然冷却得到结晶，而不能骤冷。
六、思考题与参考答案
1、本实验是在哪一步中除掉铝中的铁杂质的？ 答：第（1）步。因为铁与氢氧化钠不反应。 2、用热水洗涤氢氧化铝沉淀时，是除去什么离子？
答：除去Na +和SO 24离子。
3．制得的明矾溶液为何采用自然冷却得到结晶，而不采用骤冷的办法？
答：否则单盐组分可能会析出。
附：明矾的作用
明矾又称白矾、钾矾、钾铝矾、钾明矾、十二水硫酸铝钾。是含有结晶水的硫酸钾和硫酸铝的复盐。化学式KAl(SO4)2·12H2O ，式量474.39，无色立方，单斜或六方晶体，有玻璃光泽，密度1.757g/cm3，熔点92.5℃。64.5℃时失去9分子结晶水，200℃时失去12分子结晶水，溶于水，不溶于乙醇。明矾性味酸涩，寒，有毒。故有抗菌作用、收敛作用等，可用做中药。明矾还可用于制备铝盐、发酵粉、油漆、鞣料、澄清剂、媒染剂、造纸、防水剂等。明矾净水是过去民间经常采用的方法，它的原理是明矾在水中可以电离出两种金属离子： KAl(SO4)2 = K+ + Al3+ + 2SO42-
而Al3+很容易水解，生成胶状的氢氧化铝Al(OH)3： Al3+ + 3H2O = Al(OH)3（胶体）+ 3H+
氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清。所以，明矾是一种较好的净水剂。
下周实验：铬酸铅的制备 预习：见讲义
值日：第六组
实验七 铬酸铅的制备
一 、实验目的：
1、掌握PbCrO 4的制备原理与方法；
2、通过制备PbCrO 4了解铬的高价化合物与低价化合物的性质； 3、熟练掌握称量，沉淀，过滤，洗涤等基本操作。
铅铬黄颜料主要成分是铅酸铅，随原料配比和制备条件的不同，颜色可由浅黄到深黄，由硝酸铬制备铅铬黄颜料的原理如下：
首先利用Cr （III ）化合物在碱性条件下，易被氧化为Cr （VI ）化合物这一性质， 先向Cr(NO3) 3溶液中加入过量的NaOH 溶液，再加入H 2O 2溶液进行氧化，便得CrO 42-溶液：
Cr 3++4OH-（过量）→CrO 2-+2H2O 2CrO 2-+3H2O 2+2OH-2CrO 42-+4H2O
CrO 42-和Cr 2O 72-在水溶液中存在如下平衡： 2CrO 42-+2H+ Cr2O 72-+H2O
由于铬酸铅的溶解度比重铬酸铅的小的多，因此在酸性条件下，向上述平衡体系中加
二、 实验原理：
一般有柠檬铬黄，浅铬黄，中铬黄，深铬黄和橘铬黄等五种。
入硝酸铬溶液，便可生成难溶的黄色铬酸铅沉淀即铅铬黄颜料。
三、 实验用品
1、仪器：台秤， 布氏漏斗，抽滤瓶， 烧杯，烘箱，表面皿
2、试剂：CrCl 3 (0.5M), NaOH 6M, 6%H2O 2, HAc 6M , Pb(NO3) 2 0.5M
四、实验步骤
往盛有40毫升、0.5M 的CrCl 3溶液（现象1）的烧杯中，在搅拌下一次加入30毫升、6M 的NaOH 溶液。（现象2，方程式1）。搅拌至沉淀完全消失为止。（方程式2）。在上述溶液中边搅拌边加入50毫升、6%的H 2O 2 ，用小火小心加热（现象3，方程式3）。在继续煮沸3～5分钟，以除尽剩余的H 2O 2。
使溶液冷却至室温，在搅拌下滴加6M 的HAc ，使溶液的p H ～6，（现象4，方程式4）。过滤除去不溶性杂质（若无不溶性杂质，不必过滤），在沸腾情况下，逐滴加入40毫升、0.5M 的Pb(NO3) 2，（现象5，方程式5）。
用倾析法过滤，沉淀用少量热水洗2～3次，然后抽干，得晶体。（理论产量6.5克）
五、思考题
1、写出各步的实验现象及方程式。
2、在加入硝酸铅溶液之前，为什么要用醋酸酸化？如果用强酸代替醋酸情况如何？如果在用醋酸酸化之前就加入硝酸铅溶液，有什么不好？
六、 注意事项
1、在用过量6MNaOH 溶解Cr(OH)3沉淀时，NaOH 不要过量太多，只要Cr(OH)3溶解就可以了， 如果过多，再用6MHAc 调节溶液的pH 时，HAc 的用量过多。
2、逐滴滴加15%H2O 2的过程中，滴加速度不要快。滴加过快H 2O 2的利用效率降低，而在加热煮沸的过程中，一定要赶尽剩余的H 2O 2。提高涂料黄的产率。
3. 、在沸腾下向溶液中滴加0.5MPb(NO3) 2时，加入第一滴Pb(NO3) 2溶液时，一定要搅拌一分钟，使沉淀的颗粒长大，这是这个实验成败的关键，如果沉淀的颗粒较小，采用倾析法是很难分离沉淀和上层清溶液的。
4、实验结束后，用香皂洗手。
七、提问
1、试述铬酸铅含量测定的原理 答：在酸性条件下，
6KI +2PbCrO4 +16HCl Na 2S 2O 3 + I2
3I 2+ 2CrCl3+ 2PbCl2+ 6KCl+ 8H2O
用Na 2S 2O 3来滴定生成的I 2，当I 2浓度比较稀时，使用淀粉作为指示剂
Na 2S 4O 6 + 2NaI
2、为什么制备铅铬黄颜料时要在酸性条件下进行沉淀反应？ 答：在碱性条件下Pb 2+会水解，使得到的PbCrO 4 不纯。 3、为什么必须将剩余氧化剂H 2O 2赶尽？
答：因为在酸性条件下H 2O 2 能被Cr 2O 72-氧化生成水，而Cr 2O 72- 被还原成三价铬离子，从而使涂料黄的产率降低， 所以在碱性条件下一定要赶尽剩余的H 2O 2。
4、现象：
（1）绿色 ， （2）灰蓝色， （3）黄色， （4）橙黄色， （5）黄色 5、方程式：
（1）CrCl 3 + 3NaOH = Cr(OH)3 ↓+ 3NaCl
(2) Cr(OH)3 ↓+ NaOH = Na〔Cr(OH)4〕= NaCrO2 + 2H2O (3) 2NaCrO 2 + 3H2O 2 + 2 NaOH = 2 Na2CrO 4 + 4H2O (4) 2 Na2CrO 4 + 2HAc = Na2Cr 2O 7 + 2NaAc + H2O
(5) Na 2CrO 4 + Pb(NO3) 2 = PbCrO4 + 2NaNO3
下周实验：硫酸亚铁铵的制备 预习：P 234——P 235
值日：第一组
实验八 硫酸亚铁铵的制备
一、实验目的
1、了解化合物制备方法
2、练习制备反应过程中的一些基本实验操作 3、练习水浴加热和减压过滤的操作
二、实验原理
莫尔盐的化学组成为硫酸亚铁铵，其化学式为(NH4) 2SO 4·FeSO 4·6H 2O 。它是由(NH4) 2SO 4与FeSO 4按1:1结合而成的复盐。其溶解度比组成它的每一个组份FeSO 4或(NH4) 2SO 4的溶解度都要小。(NH4) 2SO 4·FeSO 4·6H 2O 晶体很容易从混合液中优先析出（见表）。
2．硫酸亚铁氨、硫酸氨在不同温度下的溶解度（g/100g水）：
莫尔盐为浅绿色单斜晶体，在空气中比较稳定，不象一般亚铁盐那样易被氧化，所以它是常用的含亚铁离子的试剂，它溶于水，不溶于酒精。
通常FeSO 4是由铁屑与稀硫酸作用而得到的。根据FeSO 4的量，加入一定量的(NH4) 2SO 4，二者相互作用后，经过蒸发浓缩、结晶、冷却和过滤，便可得到莫尔盐晶体。 在制备过程中涉及到的化学反应如下：
Fe ＋H 2SO 4(稀) = FeSO4＋H 2↑
FeSO 4＋(NH4) 2SO 4＋6H 2O = (NH4) 2SO 4·FeSO 4·6H 2O
硫酸亚铁铵产品质量的检验：产品中主要杂质是铁（III ），利用Fe 3+与KCNS 形成血红色配位离子[Fe(CNS)n ]3- n 的深浅来目视比色，评定其纯度级别。
三、实验物品
大、小烧杯 150cm 3锥形瓶 25cm 3量筒 25cm 3比色管 表面皿 铁屑或铁粉、铁钉、铁丝 (NH4) 2SO 4固体 饱和Na 2CO 3 25% KSCN 3 mol·dm -3 H 2SO 4
四、实验内容
1、铁屑的净化（除去油污）
称取4克铁屑放在小烧杯内，加入适量饱和碳酸钠溶液，直接在石棉网上加热10分钟。用倾折法除去碱溶液，并用水将铁屑洗净。如果铁屑上仍然有油污，再加适量上述溶液煮，直至铁屑上无油污。（若铁屑表面干净，此步可省略） 2、硫酸亚铁的制备
把洗净的铁屑转入150cm 3锥形瓶中，往盛有铁屑的锥形瓶中加入25cm 3 3mol·dm 3 H 2SO 4溶液，锥形瓶放在自制的水浴上加热，使铁屑与硫酸反应至不再有气泡冒出为止（约30～40分钟）。在反应过程中应不时往锥形瓶中（和水浴中）加些水，补充被蒸发掉的水分。最后得到硫酸亚铁溶液，趁热减压过滤，称量残渣，计算实际参与反应的铁的克数。 3、硫酸亚铁铵的制备
往盛有硫酸亚铁溶液的100cm 3烧杯中，加入9.5克硫酸铵固体和25cm 3左右水（最终体积控制在50～60cm 3），搅拌，并在水浴上加热使硫酸铵固体全部溶解。若硫酸铵混有泥沙等杂质，将热溶液进行一次减压过滤，并用5cm 3热水洗涤滤纸上的残渣。将吸滤瓶中滤液再快速倾入100cm 3烧杯中，并将此烧杯放在装有热水的500cm 3烧杯中，令溶液慢慢冷却，待硫酸亚铁铵晶体析出。用倾折法除去母液，将晶体放在表面皿上晾干。观察晶体颜色，晶形。最后称重，并计算理论产量和产率。
五、提问
1、制备硫酸亚铁及硫酸亚铁铵时，为什么溶液要保持酸性？ 解：酸度不够，亚铁离子易水解和被氧化。 2、理论产量如何计算？
解：应以原料中物质的量较少者为准。理论产量为27.8克。
六、实验关键条件
1、实验过程中金属铁要过量。 2、实验过程中溶液要保持酸性。
七、可能出现的问题
1、滤液为黄色：亚铁离子水解和被氧化。（加少量铁粉及酸可解决） 2、蒸发结晶时，不搅拌：飞溅。 3、产率较高：原料多；水分多。 【实验指导】
1、 FeSO4溶液应为绿色，出现黄色是Fe 3+盐，原因是温度过高，反应激烈，H2带走水分没有及时补充水，失水时Fe 与浓硫酸反应。 2Fe ＋H 2SO 4＝Fe 2(SO4) 3+6H2O+3SO2↑
有时出现黑色结块是Fe 粉与FeSO 4的结块。
2、 Fe与H 2SO 4反应热过滤，用热过滤漏斗或将布氏漏斗在烘箱中烘热再抽滤，否则FeSO 4会析出。
3、 FeSO4液与饱和(NH4) 2SO 4混合时溶液变黄，主要是酸度不够，另一方面制(NH4) 2SO 4液时没用加热至沸腾除氧，或其中含有氧化物质。 4FeSO 4+O2+2H2O=4Fe(OH)SO4
蒸发浓缩时出现黄色也因为酸度不够，温度过高，用灯或电炉直接加热都不可以。 4注意
⑴ 用大烧杯作水浴加热
⑵ 水浴温度在50-60℃, 及时补加蒸馏水，使Fe 2+处在酸性环境中。 ⑶ 用热过滤漏斗，使漏斗中水沸腾
⑷ FeSO4液要保持PH 在5-6之间，若达不到可加H 2SO 4调节。 ⑸ 配(NH4) 2SO 4时，要先将蒸馏水加热煮沸去氧。 ⑹ 蒸发产品时要水浴低温蒸干，防止Fe 2+被氧化为Fe 3+。 结论：产率为70％以上（理论产率为80％）。
下周实验：硫酸铜的制备 预习：见讲义
值日：第二组
实验九 硫酸铜的制备
一、实验目的
1．掌握利用废铜粉制备硫酸铜的方法；
2．练习减压过滤、蒸发浓缩和重结晶等基本操作；
二、实验原理
利用废铜粉灼烧氧化法制备CuSO 4·5H 2O ：先将铜粉在空气中灼烧氧化成氧化铜，然后将其溶于硫酸而制得：
2Cu + O2 = 2CuO（黑色） CuO + H2SO 4 = CuSO 4 + H2O
由于废铜粉不纯，所得CuSO 4溶液中常含有不溶性杂质和可溶性杂质FeSO 4、Fe 2(SO4) 3及其他重金属盐等。Fe 2+ 离子需用氧化剂H 2O 2溶液氧化为Fe 3+ 离子，然后调节溶液pH ≈4.0，并加热煮沸，使Fe 3+ 离子水解为Fe(OH)3沉淀滤去。其反应式为
2Fe 2+ + 2H+ + H2O 2 = 2Fe3+ + 2H2O
Fe 3+ + 3H2O = Fe(OH)3↓ + 3H+
CuSO 4·5H 2O 在水中的溶解度，随温度的升高而明显增大，因此粗硫酸铜中的其他杂质，可通过重结晶法使杂质在母液中，从而得到较纯的蓝色水合硫酸铜晶体。
三、实验仪器及试剂
托盘天平，瓷坩埚，泥三角，酒精灯，烧杯（50mL ），电炉，布氏漏斗，吸滤瓶，精密pH 试纸，蒸发皿，表面皿，水浴锅，量筒（10mL ）。
废铜粉, H2SO 4(2mol·L －1), H2O 2(3%), K3[Fe(CN)6](0.1mol·L －1), NaOH(2mol·L －1) ，无水乙醇。
四、实验步骤
1．CuSO 4·5H 2O 的制备
① 废铜粉氧化 称取2.4g 废铜粉，放入干燥洁净的瓷坩埚中，将坩埚置于泥三角上，用酒精灯灼烧，并不断搅拌，至铜粉转化为黑色的CuO （约40min ），停止加热，冷却。备用。
② 粗硫酸铜溶液的制备 将①中的CuO 转入50mL 烧杯中，加入17mL2mol ·L －1
H 2SO 4（按CuO 转化率80%估算），微热使之溶解（注意保持液面一定高度）。如10min 后，CuO 未完全溶解（烧杯底部有黑色粉末），表明CuO 转化率高，可补加适量H 2SO 4继续溶
解。如果CuO 很快溶解，剩余大量红色铜粉，表明转化率低，剩余酸量过多。
③ 粗硫酸铜的提纯 在粗CuSO 4溶液中，滴加3% H 2O 2溶液25滴，加热搅拌，并检验溶液中有无Fe 2+ 离子（用什么方法检查）。待Fe 2+ 离子完全氧化后，用2mol ·L －1 NaOH调节溶液的pH ≈4.0（精密pH 试纸）加热至沸数分钟后，趁热减压过滤，将滤液转入蒸发皿中，滴加2mol ·L －1 H 2SO 4，调节溶液的pH ≈2，然后水浴加热，蒸发浓缩至液面出现晶膜为止。让其自然冷却至室温有晶体析出（如无晶体，再继续蒸发浓缩），减压过滤，，抽干。产品转至表面皿上，用滤纸吸干后称重。计算产率，母液回收。
五、注意事项
1．在粗硫酸铜的提纯中，浓缩液要自然冷却至室温析出晶体。否则，其它盐类如Na 2SO 4也会析出。
2．已灼烧恒重的坩埚，在马沸炉中灼烧及称量过程中，避免粘上灰尘。
六、思考题与参考答案
1．除去CuSO 4溶液中Fe 2+ 杂质时，为什么须先加H 2O 2氧化，并且调节溶液的pH ≈4.0，太大或太小有何影响？
答：Fe 2+不易水解，加H 2O 2氧化为易水解的Fe 3+，在pH ≈4.0就会水解完全。pH 太大，会析出Cu(OH)2；pH 太小，Fe 3+水解不完全。
2．如果粗硫酸铜中含有铅等盐，它们会在哪一步中被除去，可能的存在形式是什么？ 答：第（2）步中除去，可能的存在形式是PbSO 4沉淀。 3．如何检查Fe 2+ 的存在？
答：用K 3[Fe(CN)6]溶液，若产生蓝色沉淀，表明Fe 2+ 的存在。
下周实验：四氧化三铅的组成测定 预习：P 223——P 224 值日：第三组
实验十 四氧化三铅的组成测定
一、实验目的
1、测定四氧化三铅组成。 2、进一步练习碘量法操作。
3、学习用EDTA 测定溶液中的金属离子。
二、实验原理
Pb 3O 4为红色粉末壮固体，俗称铅丹或红铅。该物质为混合价态氧化物，其化学式可写成2 PbO·PbO 2。
Pb 3O 4与HNO 3反应时，由于PbO 2的生成，固体的颜色很快从红色变为棕褐色： Pb 3O 4 + HNO3
PbO 2 + Pb(NO3) 2 + H 2O
这样就使PbO 与PbO 2分离，然后分别测定PbO 与PbO 2的物质的量，并计算二者物质的量之比，可测定出四氧化三铅的组成。
Pb 3O 4与HNO 3反应后生成的Pb 2+，可用六亚甲四胺控制溶液的为pH5～6，以二甲酚橙为指示剂，用EDTA 标准溶液进行标定。
PbO 2是一种很强的氧化剂，在酸性溶液中，它能定量地氧化溶液中的I -： PbO 2 + 4I- + 4HAc
PbI 2 + I2 + 2 H2O + 4Ac- 从而可测定出PbO 2的物质的量。
三、实验用品
1、仪器：分析天平、台秤、称量瓶、干燥器、量筒（10ml 、100ml ）、烧杯（50ml ）、锥形瓶(250ml)、 吸滤瓶、 酸、碱式滴定管、 抽滤泵
2、药品：Pb 3O 4(s) KI(s) HNO 3(6M) EDT 标准溶液(0.1M) NaAc —HAc(1:1) Na 2S 2O 3标准溶液(0.1M) NH 3·H 2O(1:1) 淀粉（2%） 二甲酚橙 六亚甲四胺（20%） 3、材料： 滤纸 pH 试纸。
四、实验内容
1、Pb 3O 4的分解
用差量法准确称取干燥的Pb 3O 4 0.5克，放入50ml 的小烧杯中，加入2ml 6mol ·L -1的HNO 3溶液，用玻璃棒搅拌，使之充分反应，当红色的Pb 3O 4变为棕黑色的PbO 2时，抽滤，用蒸馏水少量多次地洗涤固体，保留滤液和固体供下面实验用。
2、PbO 含量的测定
把上述滤液全部转入锥形瓶中，往其中加入4～6滴二甲酚橙指示剂，并逐滴加入1:1的氨水，至溶液由黄色变为橙色，再加入20%的六亚甲四胺至溶液呈稳定的紫红色（或橙黄色），再过量5 ml，此时溶液的pH 为5～6。然后用EDTA 标准溶液滴定至溶液由紫红色变为亮黄色时，即为终点。记下所消耗的EDTA 溶液的体积。
3、PbO 2含量的测定
将上述固体连同滤纸一并置于另一只锥形瓶中，往其中加入30ml NaAc—HAc 溶液，再向其中加入0.8克固体KI ，摇动锥形瓶，使PbO 2全部反应而溶解，此时溶液呈透明棕色。以Na 2S 2O 3标准溶液滴定至溶液呈淡黄色时，加入1 ml 2%的淀粉，继续滴定至溶液蓝色刚好褪去为止，记下所用去的Na 2S 2O 3标准溶液的体积。 4、由上述实验算出试样中PbO 与PbO 2的摩尔比，以及Pb 3O 4在试样中的质量分数。 本实验要求，PbO 与PbO 2的摩尔比为2±0.05，Pb 3O 4在试样中的质量分数大于或等于95%为合格。
五、注意事项
1、PbO 2氧化I -须在酸性介质中进行。 2、只能HNO 3用分解Pb 3O 4。
六、思考题
1、能否加其它酸如H 2SO 4或HCl 溶液使Pb 3O 4分解？为什么？
不能。因为用H 2SO 4或HCl 溶液使Pb 3O 4分解，将会生成PbSO 4(难溶) 或PbCl 2（微溶）。
2、PbO 2氧化I -需在酸性介质中进行，能否加HNO 3或HCl 溶液以替代HAc ？为什么？ 不能用HNO 3替代HAc ，因为：3I 2 + 10HNO3 == 6HIO3 +10NO +2H2O 不能用HCl 溶液以替代HAc ，因为：I 2 + Cl- == I2Cl -. 2、自行设计另一个实验，以测定Pb 3O 4的组成。
下周实验：卤素、氧、硫 预习：P 144——P 147 值日：第四组
实验十一 卤素、氧、硫
一、实验目的
1、掌握氯离子、溴离子、碘离子的鉴定方法。 2、掌握双氧水的氧化性、还原性。 3、掌握不同氧化态硫的化合物的主要性质。
二、实验用品
1、仪器：离心机、离心试管、水浴锅、试管。
2、药品：NaCl(0.1 mol•L -1), NaBr(0.1 mol•L -1), NaI(0.1 mol•L -1), AgNO 3(0.2 mol•L -1), H 2O 2(3%), Pb(NO3) 2(0.2 mol•L -1), KMnO 4(0.1 mol•L -1), H 2SO 4(3 mol•L -1), KI(0.2 mol •L -1), CuSO 4(0.2 mol •L -1), Na 2S(0.2 mol •L -1), MnSO 4(0.2 mol •L -1), HCl(2 mol •L -1), HNO 3(2 mol •L -1) , Na 2SO 3(0.5 mol •L -1), K 2Cr 2O 7(0.5 mol •L -1), Na 2S 2O 3(0.2 mol•L -1), MnO 2(s), K 2S 2O 8(s), 碘水，乙醚， 浓氨水。 3、材料：pH 试纸。
三、实验内容
（一）Cl -、Br -、I -离子的鉴定及混合液的分离：
1、Cl -、Br -、I -离子的鉴定
+ AgNO3 + HNO3(2M,)
+ AgNO3+浓氨水
NaCl(0.1M) 白↓ 不溶 溶 NaBr(0.1M) 浅黄↓ 不溶 不溶 NaI(0.1M) 黄↓ 不溶 不溶
2、Cl -、Br -、I -离子的混合液的分离
结论： （1）、H 2O 2在催化剂MnO 2的作用下，可发生歧化反映，生成H 2O 和 O 2；
（2）、H 2O 2中氧的氧化态处于O 2和 H 2O 中氧的氧化态之间，因此，H 2O 2即可做氧化剂, 又可做还原剂；
（3）、在酸性溶液中，H 2O 2能使重铬酸盐生成过氧化铬而显蓝色，它在乙醚中较
稳定，否则，过氧化铬进一步与双氧水反应，蓝色迅速消失，故此反应可检验双氧水或铬酸根及重铬酸根。
（三）硫的化合物的性质
1
结论：硫化物的溶解度大小：MnS > PbS> CuS 结论：（1）、亚硫酸盐遇强酸立即分解，放出SO 2。
（2）、亚硫酸盐即有氧化性又有还原性，还原性为主，只有遇强还原剂时才表现出
氧化性。
结论： （1）、硫代硫酸盐在酸性溶液中不稳定，可发生歧化反应，生成SO 2和S 。
（2）、硫代硫酸盐是中等强度的还原剂。 （3）、硫代硫酸根可作为配体。
结论：（1）、过二硫酸盐是很强的氧化剂，在Ag +离子的催化作用下，能将Mn 2+氧化为紫红
色的MnO 4-，这个反应在钢铁分析中用于测定锰的含量。 （2）、Ag +离子是催化剂。
注意：做此实验时，Mn 2+的浓度和用量不宜太大，因为未反应的Mn 2+和反应生成的MnO 4-会
发生反应，生成棕色MnO 2的沉淀。另外，不加Ag +离子时，高温或长时间水浴，也有少量的MnO 4-生成，进而会成棕色MnO 2沉淀。
四、注意事项：
1. 离心机的使用
要求：转速不能过高；保持离心机的平衡。所以需选择大小相同的离心管，并对称放置 2. 使用滴瓶试剂的注意事项：
滴管为每一试剂专用，不能张冠李戴，更不允许用其它物品取用试剂，严防试剂污染。另外，注意在同一实验中同一种物质可能有不同浓度的几瓶试剂，不可粗心，以防影响实验。 3. 本实验中的H 2O 2制备后要冰浴中，防止温度高时分解。
4. NO3 的鉴定实验中的浓硫酸必须慢慢加入，而且不能振荡，否则浓硫酸与水混合后，会使生成的配合物分布于整个溶液，观察不到棕色环。
五、提问：
1. 为什么H 2O 2既可以作氧化剂又可以作还原剂？在何种情况下，H 2O 2能将Mn 2+氧化成
MnO 2？在何种情况下MnO 2能将H 2O 2氧化放出O 2？
H 2O 2中O 的氧化数为－1，既可以升高为0，作还原剂，被氧化为O 2；又可以降低为－2，作氧化剂，被还原为H 2O 。
0.68 1.77 1.228 酸性条件下，O 2
H 2O 2
H 2O MnO 2
Mn 2+
MnO 2 ＋ H 2O 2 → O 2 ＋ Mn 2+ 1.228-0.68>0 Mn 2+ ＋ H 2O 2 → MnO 2 ＋ H 2O 1.77－1.228>0 2. 如何区别Na 2SO 3和Na 2SO 4；Na 2SO 3和Na 2S 2O 3？
Na 2SO 3与Na 2SO 4： （1）加BaSO 4
Na 2SO 3中产生白色沉淀，但加HCl 后沉淀溶解，并放出刺激性气味的气体；Na 2SO 4中产生白色沉淀，加HCl 后沉淀不溶解。
（2）直接加HCl
Na 2SO 3中放出刺激性气味的气体；Na 2SO 4中没有。
Na 2SO 3和Na 2S 2O 3：
加酸，Na 2SO 3中放出刺激性气味的气体；Na 2S 2O 3中既有刺激性气味的气体又有沉淀。 3. 磷酸溶液中加AgNO 3是否有沉淀生成？欲用酸溶解Ag 3PO 4，选择HCl ，H 2SO 4，HNO 3中的哪一种最适宜？为什么？
选择HNO 3最适宜。因为用H 2SO 4会生成微溶的Ag 2SO 4，而用HCl 会生成难溶的AgCl 。
六、思考题
P 146——P 147实验习题：T1——T5
下周实验：氮族、硅、硼 预习：P 150——P 152 值日：第五组
实验十二 氮族、硅、硼
一、实验目的
1、掌握不同氧化态氮的化合物的主要性质。 2、掌握磷酸盐的酸碱性与溶解性。 3、掌握硅酸盐、硼酸及硼酸盐的主要性质。 二、实验用品
1、仪器：试管，烧杯，酒精灯，蒸发皿，水浴郭。
2、药品：固体：NH 4Cl, NH 4SO 4, NaNO 3, Cu(NO3) 2, AgNO 3, Zn 粒 , S, (NH4) 2Cr 2O 7, 硼酸。
液体：H 2SO 4(浓，3M), HNO 3(浓，0.5M), KI(0.1M), HCl(6M，2M), NaNO 2(饱和，0.5M), KMnO 4(0.1M), Na 3PO 4(0.1M), Na 4P 2O 7(0.1M), Na 2HPO 4(0.1M), NaH 2PO 4(0.1M), AgNO 3(0.1M), CaCl 2(0.5M), NH 3H 2O(2M), CuSO 4(0.2M), BaCl 2(0.1M), H 2B 4O 7（饱和）， 无水乙醇， 甘油。NaOH(40%) 3、材料：pH 试纸，冰，火柴，石蕊试纸。 三、实验内容
结论：铵盐热分解的产物与阴离子对应的氧化性、挥发性有关：
1、若对应的酸有挥发性而无氧化性，则产物为NH 3气和相应的酸。如氯化铵、碳酸铵。 2、若对应的酸是不挥发的，则只有为NH 3气，而酸留在容器中。如硫酸铵。
3、若对应的酸有氧化性，则分解出来的NH 3气，立即被氧化为氮或氮的氧化物，并防出大量的热。如重铬酸铵。
结论：（1）、亚硝酸极易分解为H 2O+N2O 3，N 2O 3 又极易分解为NO+NO2。 （2）、在酸性条件下，亚硝酸及其盐具有氧化性和还原性。 （三）硝酸和硝酸盐
（2）、硝酸与非金属单质反应，生成相应的氧化物或含氧酸。 结论：硝酸盐热分解产物除有共同的氧气外，其他产物则因金属离子不同而不同（因为各种金属亚硝酸盐和氧化物的稳定性不同）。
（1）碱（土）金属硝酸盐：是相应的亚硝酸盐和氧气。
（2）电位顺序在Mg ～Cu 之间的硝酸盐：是相应的氧化物、二氧化氮和氧气。 （3）电位顺序在Cu 之后的硝酸盐：是相应的金属、二氧化氮和氧气。 （四）磷酸盐的性质 2444
结论：(1)、溶解性大小：Ca （H 2PO 4）2 > Ca HPO 4 > Ca 3(PO4) 2
-
(四) 硼酸的性质及硼酸的颜色鉴定反应 1、硼酸的性质
1ml, 饱和,H 3BO 3 + 3～4d 甘油 pH ≈9 ≈
结论：H 3BO 3是一元弱酸，其酸性可因加入甘油等多羟基化合物而增强。 2、硼酸的颜色鉴定反应（蒸发皿中）
实验内容：少量H 3BO 3晶体 + 乙醇+浓硫酸 实验现象：绿色火焰。
方 程 式：H 3BO 3 + 3C2H 5OH = B(OC2H 5) 3 + 3H2O 四、注意事项
1、使用滴瓶试剂的注意事项：
滴管为每一试剂专用，不能张冠李戴，更不允许用其它物品取用试剂，严防试剂污染。另外，注意在同一实验中同一种物质可能有不同浓度的几瓶试剂，不可粗心，以防影响实验。 2、NO 3 -的鉴定实验中的浓硫酸必须慢慢加入，而且不能振荡，否则浓硫酸与水混合后，会使生成的配合物分布于整个溶液，观察不到棕色环。 3、所有氮的氧化物均有毒，实验时应加强通风。 五、思考题
2、 磷酸溶液中加AgNO 3是否有沉淀生成？欲用酸溶解Ag 3PO 4，选择HCl ，H 2SO 4，HNO 3中的哪一种最适宜？为什么？
选择HNO 3最适宜。因为用H 2SO 4会生成微溶的Ag 2SO 4，而用HCl 会生成难溶的AgCl 。 3、现有一瓶白色粉末状国体，它可能是碳酸钠、硝酸钠、硫酸钠、氯化钠、溴化钠、磷酸钠中的任意一种。试设计鉴别方案。
下周实验：铜、银、锌、镉、汞 预习：P 164——P 166 值日：第六组
实验十三 铜、银、锌、镉、汞
一、实验目的
1．了解铜、银、锌、镉、汞的氧化物、氢氧化物的生成和性质 2．了解铜、锌、镉、汞的配合物的形成和性质
3．试验并掌握Cu(I)、Cu(II)重要化合物的性质及相互转化的条件 二、实验原理 IB IIB
Cu Zn Cu （＋2，＋1） Zn(+2) Ag Cd Ag （＋1） Cd(+2) Au Hg Au （＋1，＋3） Hg(+2，＋1)
蓝色的Cu(OH)2呈现两性，在加热时易脱水而分解为黑色的CuO 。AgOH 在常温下极易脱水而转化为棕色的Ag 2O 。Zn(OH)2呈两性，Cd(OH)2显碱性，Hg(I, II)的氢氧化物极易脱水而转变为黄色的HgO(II)和黑色的Hg 2O(I)。
易形成配合物是这两副族的特性，Cu 2+、Ag +、Zn 2+、Cd 2+与过量的氨水反应时分别生成[Cu(NH3) 4]2+、[Ag(NH3) 2]+、[Zn(NH3) 4]2+、[Cd(NH3) 4]2+。但是Hg 2+和Hg 22+与过量氨水反应时，如果没有大量的NH 4＋存在，并不生成氨配离子。如：
HgCl 2 ＋ 2NH 3 ＝ Hg(NH2)Cl ↓白＋ 2 NH4Cl
Hg 2Cl 2 ＋ 2NH 3 ＝ Hg(NH2)Cl ↓白＋ Hg ↓黑＋NH 4Cl （观察为灰色） Cu 2+具有氧化性，与I －反应，产物不是CuI 2，而是白色的CuI ： Cu 2+ ＋ I － ＝ 2CuI ↓白 ＋ I 2
将CuCl 2溶液与铜屑混合，加入浓盐酸，加热可得黄褐色[CuCl2]－的溶液。将溶液稀释，得白色CuCl 沉淀：
Cu ＋ Cu 2+ ＋ 4Cl － ＝ 2[CuCl2]－ [CuCl2]－←稀释→CuCl ↓白 ＋ Cl － 卤化银难溶于水，但可利用形成配合物而使之溶解。例如： AgCl ＋ 2NH 3 ＝ [Ag(NH3) 2]+ ＋ Cl －
红色HgI 2难溶于水，但易溶于过量KI 中，形成四碘合汞(II)配离子： HgI 2 ＋ 2I － ＝ [HgI4]2－
黄绿色Hg 2I 2与过量KI 反应时，发生歧化反应，生成[HgI4]2和Hg ：
－
Hg 2I 2＋ 2I － ＝ [HgI4]2－＋ Hg ↓黑 三、实验用品
1、仪器：试管，离心试管，离心机
2、试剂：KI （s ）,Cu,HCl(2M,浓),H 2SO 4（2M ）,HNO 3(2M,浓) ,NaOH （2M ，6M ，40%）, NH 3·H 2O （2M, 浓） ,CuSO4（0.2M ） ,ZnSO4（0.2M ） ,CdSO 4 （0.2M ）,CuCl 2 （0.5M ）, Hg(NO3) 2（0.2M ）,SnCl 2（0.2M ）,AgNO 3 （0.1M ）,Na 2S （0.1M ）,KI （0.2M ） , KSCN （0.1M ）, Na2S 2 O3（0.2M ） ,NaCl（0.2M ）, 葡萄糖（10%）。
四、实验内容
（一）铜、银、锌、镉、汞氢氧化物或氧化物的生成和性质
结论：铜、锌的氢氧化物具有两性，镉的氢氧化物只具有碱性。
结论：Ag 2O 、HgO 都是碱性氧化物。 结论：Zn S ﹥CdS ﹥CuS ﹥AgS ﹥HgS
(三) 铜、银、锌、汞的配合物 1、氨合物的生成与性质
结论：Cu 2+：先生成碱式盐，再生成配合物； Zn 2+：先生成氢氧化物，再生成配合物； Ag +：先生成氧化物，再生成配合物； Hg 2+：只生成氧化物，不生成配合物。 结论：Hg 2+为18电子层结构，有较强的形成配合物的倾向，能与SCN - 、I -、Br -、CN -
等配体形成四配位的四面体配合物。 （四）铜、银、汞的氧化还原性 1、氧化亚铜的生成和性质
结论：1、Cu 2O 呈弱碱性，能溶于稀酸。
2、Cu 2O 有较强的配位能力。 3、无色的Cu(NH3) 22+ 在空气中不稳定，能被氧化为蓝色的2Cu(NH3) 2+ 。
五、思考题：
1．Cu(I)和Cu(II)稳定存在和转化的条件是什么？
Cu(I)在水溶液中不稳定，Cu 2+ +，易歧化。在有机溶剂和生成沉淀或某些配合物时可以稳定存在。
Cu 2+ ＋ I － ＝ 2CuI ↓白 ＋ I 2 CuI ＋ I －(饱和) ＝ [CuI2]－ 转化：Cu(I)－Cu(II)：水中歧化Cu 2O ＋4H ＋ ＝ Cu 2+ ＋ Cu
Cu(II)－Cu(I)：加入沉淀剂或配位剂
Cu ＋ Cu 2+ ＋ 4Cl － ＝ 2[CuCl2]－ Cu 2+ ＋ I － ＝ 2CuI ↓白 ＋ I 2 2．在AgNO 3中加入NaOH 为什么得不到AgOH ？
AgOH 不稳定，易失水变成Ag 2O
3．用平衡移动原理说明在Hg 2(NO3) 2溶液中通入H 2S 气体会生成什么沉淀？
＋
Hg 22 ＝ Hg 2+＋Hg 歧化反应
加入H 2S 气体，会发生 Hg 2＋ ＋ H 2S ＝HgS ＋ 2 H＋ K sp (HgS)=4×10－53 ，会促进歧化反应的进行。
六、实验习题 P166：T1——T6
下周实验：铁、钴、镍 预习：P 183——P 185 值日：第一组
实验十四 铁、钴、镍
一、实验目的
（1）试验并掌握二价铁、钻、镍的还原性和三价铁、钻、镍的氧化性； （2）试验并了解铁、钻、镍配合物的生成和性质；
（3）试验并了解金属铁腐蚀的基本原理和防止腐蚀的方法。 二、实验原理
Fe Co Ni
3d 64s 2 3d 74s 2 3d 84s 2
因Z ↑，d 轨道成单电子数↓，∵因为原子半径↓，熔沸点↓，且金属性↓。+2氧化点的稳定性↑，+3氧化点的稳定性。
Fe 2+、Fe 3+极易水解，加入NH 3。H 2O 时，生成M(OH)x (而不是M(NH3) 6n+。将过量NH 3。
H 2O 加入到Co 2+、和Ni 2+中可生成M(NH3) 6n+。但Co(NH3) 62+不稳定易被氧化成Co(NH3) 63+ (φθ=0.1V)，所以Co 3+在形成配合物后很稳定。用分子轨道理论解释。
Co(NH3) 62+ μ＝4.9 B.M 。分裂能△=10100cm-1，成对能P ＝19100cm -1，说明单电子数n ≥3，为高自旋配合物。配离子中有19个价电子，其中12个进入成键轨道，5个进入非键轨道，2个进入反键轨道。处于反键轨道e g ×的电子，能级较高，活泼性强，易失去。当e g ×失去1个电子后，Co 2+→Co 3+。由于Co(NH3) 62+的△=23000cm-1，P ＝17800cm -1，△＞P ，所以e g ×上剩余的1个电子（t 2g 5e g ×1）会很快地转移至非键轨道t 2g 上，形成稳定的t 2g 6e g 0型的[Co(NH3) 6]3+，即高自旋的[Co(NH3) 6]2+ 易失去1个电子而成为低自旋的[Co(NH3) 6]3+。
Fe 3++nSCN-=[Fe(SCN)n ]3-n (n=1~6)，其中[Fe(SCN)n ]3-n 是血红色，非常敏用来检验Fe 3+
和比色测定Fe 3+。
Co 2+与SCN -反应则生成蓝色的[Co(SCN)4]-，此配离子在水溶液中易离解成简单离子，但在有机溶剂中却比较稳定。
Fe 2+和Fe 3+都能与CN -形成稳定的配离子，且Fe 3+形成[Fe(CN)6]3-之后氧化性降低，稳定性增强，相反，Fe 2+形成[Fe(CN)6]4-之后，还原性增强，稳定性降低φ[Fe(CN)6]4-=0.36V。 三、实验用品
1、仪器：试管，离心试管，离心机。
2、试剂：(NH3) 2Fe(SO4) 2·6H 2O (s) , KSCN (s), H2SO 4 (1M,6M),
HCl(浓), NaOH(2M,6M), (NH3) 2Fe(SO4) 2（0.1M ）， CoCl2(0.1M),
NiSO4(0.1M), KI(0.5M), K4〔Fe(CN)6〕(0.5M), H2O (3%), NH3·H 2O (6M, 浓), FeCl3 (0.2M), KSCN (0.5M), 氯水， 碘水， 四氯化碳， 乙醚， KI-淀粉试纸。
θ
[Fe(CN)6]3-/
四、实验内容
总结：M(II)还原性：Fe 2+>Co2+>Ni2+ Fe(OH )2 > Co(OH)2> Ni(OH)2
M(Ⅲ) ）氧化性：Ni 3+>Co3+>Fe3+
五、思考题 ： P184——P185：T1、T2、T4。
下周实验：十种钠盐的鉴别 值日：第二组
实验十五 十种钠盐的鉴别（考试）
题目：十种钠盐的鉴别
NaNO 3 Na2S Na2S 2O 3 Na3PO 4 NaCl Na 2CO 3 NaHCO 3 Na2SO 4 NaBr Na2SO 3
要求：1、写出简单可行的鉴别方案 (30分 ) 。
2、写出简明必要的鉴别过程（40分）。 3、写出简洁具体的鉴别结果（30分）。
4、考试时间：40min 。每超1min 扣2分，超10min ，不及格。 5、有操作错误：扣5分/项。
6、可选用的试剂：AgNO 3, HCl, HNO3, CaCl2, BaCl2, H2SO 4, KMnO4, pH试纸。
参考方案：
重取：NaNO 3 Na2CO 3 NaHCO 3 Na2SO 4 Na2SO 3 + BaCl2 无 白↓ 白↓ 白↓ 白↓ + HNO3 无 溶 溶 不溶 溶
重取： Na2CO 3 NaHCO 3 Na2SO 3
+H2SO 4, KMnO4 不褪色 不褪色 褪色
重取： Na2CO 3 NaHCO 3
pH 试纸 值大 值小
考 勤 表
41