第三节　元素及化合物性质实验

实验2-18　卤素

一、实验目的

验证卤素单质的氧化性及卤离子还原性递变规律；学习鉴定卤离子的方法；了解卤化氢的制备方法和一般性质；掌握卤素含氧酸盐的主要性质。

二、实验用品

仪器：试管，支管试管，烧杯，酒精灯，表面皿，玻璃棒。

固体药品：硫粉，红磷，氯酸钾，碘，氯化钠，溴化钠，碘化钠。

液体药品：NaOH（2mol·L-1），KI（0.2mol·L-1），KBr（0.2mol·L-1），NaCl（0.2mol·L-1），NaClO（0.1mol·L-1），MnSO4（0.2mol·L-1），KIO3（饱和），NaHSO3（0.2mol·L-1），AgNO3（0.1mol·L-1），FeCl3（0.2mol·L-1），H2SO4（3mol·L-1、浓），HNO3（6mol·L-1），HCl（2mol·L-1、浓），CCl4，氯水，溴水，碘水，淀粉溶液，品红溶液。

材料：pH试纸，碘化钾-淀粉试纸，醋酸铅试纸，橡胶塞。

三、实验内容

1.Cl2、Br2、I2的氧化性与Cl-、Br-、I-的还原性

（1）向小试管中加入2滴0.2mol·L-1KI溶液和3滴CCl4，再加入3滴溴水，振荡试管并观察实验现象，写出反应方程式。

用同样方法试验0.2mol·L-1KBr与氯水的反应情况。

比较两组实验结果，说明卤素单质的氧化性和卤离子的还原性强弱顺序和各有关电对电极电势的相对高低。

（2）向小试管中加入2滴0.2mol·L-1KI溶液和3滴CCl4，然后加入3滴0.2mol·L-1FeCl3溶液，振荡试管并观察实验现象，写出反应方程式。

用同样方法试验0.2mol·L-1KBr与0.2mol·L-1FeCl3溶液的反应情况。

思考：若用KMnO4代替FeCl3做上述实验，结果会怎样？

（3）往盛有2滴0.2mol·L-1的KI和1滴淀粉混合溶液的试管中逐滴加入氯水，边滴加边振荡，至氯水过量，观察颜色的变化情况。解释溶液由无色变蓝色又变无色的原因。

2.溴和碘的歧化反应

在小试管中加入2滴溴水和5滴CCl4，振荡后观察CCl4层的颜色，加入2滴2mol·L-1NaOH溶液振荡试管，观察CCl4层的颜色变化。再加入4滴2mol·L-1HCl，又有什么现象出现。写出反应方程式。

用碘水代替溴水，进行与上面相同的实验。观察实验现象，写出反应方程式。

思考：卤素单质的歧化反应需要怎样的介质条件？

3.卤化氢的生成和性质

（1）HCl的生成

取少量NaCl固体放入干燥的支管试管中，加入1滴管浓H2SO4，塞上胶塞，连通导管，微热支管试管，用湿润的pH试纸和KI-淀粉试纸检验生成气体的性质，并用干燥的试管收集HCl气体（如何收集？），收集后塞上胶塞供下面实验用。

（2）HI的生成

取少量碘和红磷混匀后放入干燥的支管试管里，向混合物上滴几滴水（混合物湿润即可，不要多加），塞上胶塞，连通导管，微热支管试管。用湿润的pH试纸检验生成气体的酸碱性，并用干燥的试管收集HI气体，收集完后塞上胶塞供下面实验用。

（3）HCl和HI热稳定性的比较

在上述HCl和HI气体的试管中，分别插入烧热的玻璃棒，观察现象，总结卤化氢热稳定性的变化规律。

（4）HCl、HBr、HI还原性的比较

取两支试管，分别放入米粒大的NaBr、NaI固体，各加入3滴浓硫酸，各试管口分别放浸湿的KI-淀粉试纸和醋酸铅试纸，微热试管，观察试管中的现象和试纸颜色变化情况。结合实验内容3.（1），比较氯化氢、溴化氢、碘化氢还原性变化规律。

4.Cl-、Br-、I-的鉴定

取3支试管，分别加入2滴0.2mol·L-1NaCl、KBr、KI溶液，各加入1滴6mol·L-1HNO3酸化，然后再各加2滴0.1mol·L-1AgNO3溶液，观察沉淀的颜色，解释实验现象。此实验可作为各卤离子单独存在时的鉴定方法。

思考：用生成卤化银的方法鉴定卤离子时为什么必须加入硝酸？

5.卤素含氧酸盐的性质

（1）次氯酸盐的氧化性

取4支试管：试管①加入4滴浓盐酸；试管②加2滴0.2mol·L-1MnSO4溶液；试管③加入2滴0.2mol·L-1KI溶液，加2滴3mol·L-1硫酸酸化；试管④加入2滴品红溶液。再向每支试管中滴加3滴次氯酸钠溶液，解释发生的现象，写出前三个实验反应的反应方程式。

（2）氯酸钾的性质

①往盛有米粒大小氯酸钾晶体的试管中，加入3滴浓硫酸，微热后观察现象。反应方程式为：

注意：ClO2加热或振荡容易发生爆炸，操作时试剂用量一定要严格且温度不宜过高。

②在试管中加入豆粒大小的氯酸钾，用少量水将其溶解配成溶液。取另一支试管加2滴0.2mol·L-1KI溶液，然后加几滴刚配制的氯酸钾溶液，观察现象。再加1滴3mol·L-1H2SO4酸化后，观察溶液的颜色变化。继续往该溶液中滴加氯酸钾溶液并加热试管，又有何变化，解释实验现象，写出有关的反应方程式。

③取半勺氯酸钾晶体在研钵中研细，再取半勺干燥的硫黄粉与之小心混合均匀后用纸包紧，拿到室外，用铁锤猛击即发生爆炸反应。反应方程式为：

（3）碘酸钾的氧化性

①取3滴KIO3饱和溶液，加2滴淀粉溶液和1滴3mol·L-1H2SO4溶液，逐滴加入0.2mol·L-1NaHSO3溶液，边加边振荡。观察溶液颜色的变化，解释实验现象。

②取3滴KIO3饱和溶液，加1滴3mol·L-1H2SO4、3滴0.2mol·L-1KI溶液和2滴淀粉溶液。观察溶液的颜色变化，解释有关现象。

四、思考题

1.若足量卤素单质与少量铁粉在溶液中反应，将各生成什么产物？

2.“将氯水逐滴加入到KI-淀粉混合溶液中直至氯水过量”与“将KI溶液逐滴加入到氯水-淀粉混合溶液中直至KI过量”，两种操作中溶液颜色变化会相同吗？为什么？

3.结合本实验和实验2-14的内容，说明如何将混合溶液中的Cl-、Br-、I-分离开？

4.为什么不用NaBr、NaI与浓H2SO4反应制取HBr和HI气体？若用类似的方法制备HBr和HI气体，应选择哪种酸与NaBr、NaI反应？

5.本实验内容3.的（2）制备HI的操作，碘和红磷混合物要放入干燥试管中，而又要滴水，二者是否矛盾？能否用湿润的试管收集HI气体？

实验2-19　氧和硫

一、实验目的

掌握过氧化氢的性质和鉴定方法；掌握硫化氢的性质；掌握不同氧化态硫的含氧酸盐的主要性质；了解硫化氢和二氧化硫的简单制备方法和安全操作。

二、实验用品

仪器：表面皿，烧杯，支管试管，试管。

固体药品：硫化亚铁，亚硫酸氢钠，过二硫酸钾。

液体药品：H2SO4（3mol·L-1、浓），HNO3（浓），HCl（2mol·L-1、6mol·L-1），AgNO3（0.1mol·L-1），KMnO4（0.01mol·L-1），KI（0.2mol·L-1），MnSO4（0.002mol·L-1），Na2S（0.2mol·L-1），Na2S2O3（0.2mol·L-1），K2Cr2O7（0.1mol·L-1），BaCl2（0.2mol·L-1），Hg（NO3）2（0.2mol·L-1），二硫化碳，碘水，氯水，品红溶液。

材料：滤纸，pH试纸，胶塞。

三、实验内容

（一）H2O2

1.H2O2的性质

（1）向试管中加3滴0.2mol·L-1KI溶液，再加入3滴CCl4，用2滴3mol·L-1H2SO4酸化后加入3滴3％H2O2，振荡后观察并记录CCl4层的颜色，写出离子方程式。

（2）向试管中加2滴0.01mol·L-1KMnO4溶液，用1滴3mol·L-1H2SO4酸化后滴加3％H2O2溶液，观察溶液的颜色变化，写出离子方程式。

（3）向试管中加入1滴管3％H2O2溶液，加入豆粒大小MnO2粉末，用拇指堵住试管口后迅速用火柴余烬检验生成的气体，写出反应方程式。

根据以上实验结果归纳H2O2的性质。

2.H2O2的鉴定

往试管中加入3滴3％H2O2，用2滴3mol·L-1H2SO4酸化，再加5滴乙醚和2滴0.1mol·L-1K2Cr2O7溶液，振荡试管，观察乙醚层的颜色。离子方程式为：

CrO5在水中不稳定，但可较稳定地存在于乙醚、戊醇等有机溶剂中，此反应用于鉴定H2O2。

（二）H2S的制备和性质

准备工作：用胶管将支管试管和一带尖嘴的导管连接好，准备一适合支管试管口的胶塞；在一小试管中加3滴0.01mol·L-1KMnO4溶液和1滴3mol·L-1H2SO4酸化；在另一小试管中加入3mL蒸馏水；点燃酒精灯备用。

1.制备

取一小块固体FeS放入支管试管中，然后加入1滴管6mol·L-1HCl溶液，迅速塞好胶塞，将导气管尖嘴插入装蒸馏水的试管中，制H2S的饱和溶液（注意不要通气时间过长，以免产气量减少影响下面实验效果，保留溶液供后面实验用），然后进行下列性质实验。

2.性质

（1）H2S的燃烧　将导气管从蒸馏水中取出，迅速用卫生纸擦一下，用酒精灯点燃尖嘴处的H2S气体，观察空气充足时H2S气体的燃烧情况（若气流较小可微热支管试管）；然后将干燥的小烧杯罩在尖嘴的上方，观察空气充不足时H2S气体的燃烧情况（附着在烧杯底部的燃烧产物的颜色和状态怎样？），写出反应方程式。

（2）H2S的还原性　将H2S通入事先准备好的KMnO4溶液中，注意观察溶液颜色变化和产物的状态，写出相关的化学方程式。

注意：H2S与空气的混合物具有爆鸣气的性质，先通入蒸馏水中一段时间的目的是赶尽试管中的空气并制备H2S饱和溶液，防止气体外逸。H2S有剧毒，用完后尾气注意用水吸收或迅速处理掉发生装置中的残留物，以免气体外逸污染环境。

（3）H2S溶液的酸碱性　用pH试纸检测所制得H2S溶液的pH值。

根据实验结果，归纳总结H2S的性质。

（三）SO2的制备和性质

准备工作：将制备气体用连接有导气管、尖嘴和胶塞的支管试管准备好。取4支试管：试管A中加入1mL蒸馏水；试管B中加1mL H2S饱和溶液；试管C中加5滴0.1mol·L-1K2Cr2O7溶液，并加2滴3mol·L-1H2SO4酸化；试管D加3滴品红溶液并用5滴蒸馏水稀释。将装有不同溶液的四支试管依次放在试管架上备用。

向支管试管中加入1药勺NaHSO3固体和1滴管浓H2SO4。盖上胶塞，将导出的SO2气体分别通入上述四支试管的液体中，每通一个试管，都要将导气管尖嘴在装有蒸馏水的烧杯中涮洗一下（为防止气体损失，速度要快。若气量不足，可微热支管试管）。观察试管B、C、D中反应的实验现象，写出有关反应方程式。用pH试纸检测A试管溶液的 pH值。将反应后的试管加热，结果又怎样？通过上述实验，归纳总结的性质。

SO2与品红反应生成不稳定加合物而脱色，反应为

受热后不稳定加合物分解而恢复品红的颜色。此实验可用于鉴定SO2气体。

（四）硫代硫酸盐的性质和鉴定

1.硫代硫酸盐的性质

（1）往装有3滴碘水的试管中滴加0.2mol·L-1Na2S2O3溶液，观察现象，写出反应方程式。

（2）往装有2滴0.2mol·L-1Na2S2O3溶液的试管中滴加氯水，如有沉淀，继续加氯水，振荡试管直至沉淀消失。设法证明的生成，写出反应方程式。

（3）往装有3滴0.2mol·L-1Na2S2O3溶液的试管中，加2滴6mol·L-1盐酸，有何现象？写出有关反应方程式。

根据上述实验，总结硫代硫酸盐的性质。

2.硫代硫酸盐的鉴定

往装有3滴0.2mol·L-1Na2S2O3溶液的试管中，滴加0.1mol·L-1AgNO3溶液直至产生大量沉淀，观察放置过程中沉淀颜色的变化。反应方程式为

注：Ag2S2O3不稳定，放置时逐渐分解产生Ag2S，颜色经历由白色→黄色→棕色→黑色的转变过程。利用Ag2S2O3分解的颜色变化，可的存在。

（五）过二硫酸盐的氧化性

1.取2支试管，各加入5滴3mol·L-1H2SO4、10滴蒸馏水、1滴0.002mol·L-1Mn-SO4和豆粒大小的K2S2O8固体。向其中一支试管中加1滴0.1mol·L-1AgNO3溶液。将2支试管分别加热，观察溶液颜色的变化情况，写出反应式。比较两者的反应速率，指出AgNO3的作用。反应方程式为：

2.往试管中加5滴0.2mol·L-1KI溶液，加2滴3mol·L-1硫酸酸化，加入米粒大小的K2S2O8固体，观察反应产物的颜色和状态。微热，产物有何变化？写出反应方程式。

（六）鉴别实验

现有Na2S、Na2S2O3、Na2SO3、Na2SO4四种溶液，试选择一种常用试剂将它们区别开。

四、思考题

1.用H2O2作氧化剂有什么优点？H2O2溶液能长久放置吗？

2.MnO2和Mn2+都能催化H2O2分解，并可用相同的机理解释，请查阅相关的资料，对此加以说明。

3.硫化氢、硫化钠、二氧化硫水溶液长久放置会有什么变化？如何判断变化情况？

4.根据实验比较与氧化性的强弱。为何过二硫酸钾与硫酸锰反应需在酸性介质中进行？

5.为何亚硫酸盐中常含有硫酸盐，而硫酸盐中则很少含有亚硫酸盐？怎样检测亚硫酸盐中的？怎样检测硫酸盐中的？

6.用Ag+鉴定，开始向硫代硫酸钠溶液中加入硝酸银时并不沉淀，为什么？如果反向操作时又需注意什么？说明原因。

实验2-20　氮和磷

一、实验目的

试验并掌握氨、铵盐及羟胺和联氨的主要性质；试验亚硝酸及其盐、硝酸及其盐的主要性质；掌握铵离子、亚硝酸根离子、硝酸根离子的鉴定方法；试验磷酸盐的酸碱性和溶解性，掌握磷酸根离子、焦磷酸根离子、偏磷酸根离子的鉴定方法。

二、实验用品

仪器：试管，酒精灯，研钵，烧杯，表面皿，点滴板。

固体药品：NH4NO3，（NH4）2SO4，NH4HCO3，NH4Cl，KNO3，Pb（NO3）2，AgNO3，硫粉，铜片，锌粒。

液体药品：H2SO4（3mol·L-1、浓），HNO3（2mol·L-1、浓），HAc（6mol·L-1），HCl（2mol·L-1），NaNO2（0.2mol·L-1、饱和），KI（0.2mol·L-1），KMnO4（0.01mol·L-1），FeSO4（0.2mol·L-1），NaNO3（0.2mol·L-1），Na3PO4（0.1mol·L-1），Na2HPO4（0.1mol·L-1），NaH2PO4（0.1mol·L-1），Na4P2O7（0.1mol·L-1），NaPO3（偏磷酸钠，0.1mol·L-1），CaCl2（0.2mol·L-1），AgNO3（0.1mol·L-1）试剂酸铵（0.1mol·L-1），NaOH（2mol·L-1、6mol·L-1），氨水（2mol·L-1），奈氏试剂，溴水，蛋白溶液（1％）。

材料：pH试纸，冰。

三、实验内容

（一）铵盐的性质

1.溶解性和水解性

将表2-12中的铵盐各取豆粒大小分别放入小试管中，观察其颜色、状态，各加10滴水，试验它们的溶解性并用的pH试纸测定溶液的pH值，归纳铵盐的物理性质、溶解性及水解性。

2.热稳定性

在一支干燥的试管中加少量NH4Cl晶体，将一条润湿的pH试纸粘在试管中部内壁上，垂直加热试管底部，观察试纸颜色变化情况，解释原因。设法证明试管壁上的析出物仍然是氯化铵。写出有关反应方程式。

3.铵离子的鉴定

①气室法：取几滴铵盐溶液置于一表面皿中心，在另一块表面皿中心黏附一条湿润的红色石蕊试纸或pH试纸，然后在铵盐溶液中加几滴6mol·L-1NaOH溶液至呈碱性，混匀后，再将粘有试纸的表面皿盖在盛有试液的表面皿上作成“气室”。将此气室放在水浴上微热（或用手心温热），观察试纸颜色的变化。

②奈氏法：取1滴铵盐溶液滴入点滴板中，加2滴奈氏试剂（碱性四碘合汞溶液），即生成红棕色沉淀，其反应式为：

（二）亚硝酸和亚硝酸盐

1.HNO2的生成及其稳定性

将分别装有5滴饱和NaNO2和5滴3mol·L-1H2SO4的两支试管放在冰水中冷却，然后混合。在冰水中观察溶液的颜色。从冰水中取出试管，在常温下观察亚硝酸的分解，解释现象。

2.亚硝酸盐

（1）在2滴0.2mol·L-1NaNO2溶液中加入2滴0.2mol·L-1KI溶液，有无变化？再加入1滴3mol·L-1H2SO4溶液，有何现象？反应产物如何检验？写出反应方程式。

（2）在3滴0.2mol·L-1NaNO2溶液中加入1滴0.01mol·L-1KMnO4溶液，有无变化？再加入1滴3mol·L-1H2SO4溶液，有何现象？写出反应方程式。

通过上述试验，归纳亚硝酸及其盐具有什么性质？为什么？

（3）亚硝酸根离子的鉴定

取1滴0.2mol·L-1NaNO2溶液于试管中，加入5滴蒸馏水，再加2滴6mol·L-1HAc酸化。然后加入2滴对氨基苯磺酸和1滴α-萘胺，溶液显红色，其反应式如下：

（三）硝酸和硝酸盐

1.HNO3的性质

（1）浓HNO3与非金属的反应　往试管中加小米粒大小的硫粉和5滴浓HNO3，加热并观察现象。冷却后，检验产物中的，写出反应方程式。

（2）浓HNO3与金属的反应　往试管中加入一小片铜和5滴浓HNO3，观察气体和溶液的颜色。

（3）稀HNO3与金属的反应

①与Cu反应　往试管中加入一小片Cu和5滴2mol·L-1HNO3，微热，与前一结果比较，观察两者有何不同，要特别关注气体在试管内与试管口的颜色区别，写出反应方程式。

②与Zn反应　往试管中加入一个Zn粒和5滴2mol·L-1HNO3，反应片刻后，检验有无生成（用气室法或奈氏法）。

总结硝酸与金属、非金属反应的规律及浓度对其产物的影响，并说明原因。

注意：除N2O外，所有氮的氧化物均有毒，尤以NO2为甚，其最高容忍浓度为每升空气中0.005mL。NO2中毒尚无特效药治疗，一般是输氧气以助呼吸与血液循环。硝酸的还原产物多为氮的氧化物，涉及硝酸的反应均应在通风橱内进行。

2.硝酸盐的性质

在三支干燥的试管中，分别加入少量固体KNO3、Pb（NO3）2、AgNO3，加热，观察反应情况和产物的颜色，检验气体产物，写出有关反应方程式。

总结硝酸盐热分解与阳离子的关系，并解释之。

3.硝酸根离子的鉴定

在小试管中注入5滴0.2mol·L-1FeSO4溶液和3滴0.2mol·L-1NaNO3溶液，摇匀，然后斜持试管，沿着管壁慢慢滴入5滴浓H2SO4，由于浓硫酸的密度较上述液体大，流入试管底部形成两层，这时两层液体交界面上有一棕色环。其反应方程式如下：

亚硝酰合铁（Ⅱ）离子

（四）磷酸盐的性质和磷酸根离子的鉴定

1.磷酸盐的性质

（1）用pH试纸测定0.1mol·L-1Na3PO4、Na2HPO4、NaH2PO4溶液的pH值，解释原因。

（2）往三支试管中分别加入3滴0.1mol·L-1的Na3PO4、Na2HPO4、NaH2PO4溶液，再各滴入适量的0.1mol·L-1AgNO3溶液，观察是否都产生沉淀及沉淀的颜色？溶液的酸碱性有无变化？解释之。写出有关的反应方程式。

（3）溶解性　往三支试管中分别加入3滴0.1mol·L-1的Na3PO4、Na2HPO4、NaH2PO4溶液，再各滴入2滴0.2mol·L-1CaCl2溶液，观察有何现象？用pH试纸测定它们的pH值。各加几滴2mol·L-1氨水，有何变化？再滴加2mol·L-1盐酸，又有何变化？比较磷酸钙、磷酸氢钙、磷酸二氢钙的溶解性，说明它们之间相互转化的条件，写出有关反应方程式。

2.磷酸根离子的鉴定——磷钼酸铵沉淀法

取3滴0.1mol·L-1Na3PO4溶液于试管中，加入5滴浓HNO3和5滴0.1mol·L-1钼酸铵溶液，水浴加热试管即有黄色沉淀产生。反应式如下：

注意：磷酸盐、磷酸一氢盐、磷酸二氢盐、磷酸等含PO3-4的物质都能发生此反应，实验需在硝酸介质中进行。

（五）焦磷酸盐、偏磷酸盐的性质

1.焦磷酸盐的性质

取3滴0.1mol·L-1Na4P2O7溶液于试管中，滴加2滴0.1mol·L-1AgNO3溶液，观察沉淀的生成及颜色，写出反应方程式。

2.偏磷酸盐的性质

（1）取3滴0.1mol·L-1NaPO3溶液于试管中，滴加2滴0.1mol·L-1AgNO3溶液，观察沉淀的生成及颜色，写出反应方程式。

（2）取一滴管蛋白质溶液于试管中，再滴加0.1mol·L-1NaPO3溶液，观察蛋白的凝聚。

注：偏磷酸及其盐有毒，可使蛋白质变性而凝聚，而焦磷酸盐和磷酸盐无此性质。

（六）磷酸盐、焦磷酸盐、偏磷酸盐的鉴别

设计实验方案，写出将磷酸盐、焦磷酸盐、偏磷酸盐区分开的实验步骤并加以实验验证。

四、思考题

1.为什么一般情况下不用HNO3作为反应的酸性介质？稀HNO3与金属反应同稀H2SO4或稀HCl溶液相比有哪些不同？

2.浓硝酸和稀硝酸与金属、非金属及一些具有还原性的化合物反应时，氮的主要还原产物各是什么？

3.实验室有三瓶失去标签的溶液，只知道它们分别是亚硝酸钠、硫代硫酸钠和碘化钾，用什么方法把它们鉴别出来？

4.在盐酸、硫酸和硝酸中，选用哪一种酸最适宜溶解磷酸银沉淀？为什么？

5.你能用几种方法将无标签的磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠鉴别出来？

6.五氯化磷水解后，溶液中存在氯离子和磷酸根离子，但加入硝酸银溶液时只析出氯化银沉淀，为什么？为使磷酸银沉淀析出，需采取什么措施？

实验2-21　碳、硅、硼

一、实验目的

掌握一氧化碳的制备和性质；试验并了解碳酸盐、硅酸盐、硼酸和硼砂的主要性质，熟悉硼砂珠的实验操作及某些金属偏硼酸盐的特征颜色；掌握硼酸的鉴定方法。

二、实验用品

仪器：试管，烧杯，蒸发皿。

固体药品：硼酸，硼砂，氟化钙，硝酸钴，三氧化二铬，氯化钙，硫酸铜，氯化铁，硫酸锰，硫酸镍。

液体药品：HCl（2mol·L-1、6mol·L-1），H2SO4（浓），NaOH（2mol·L-1、6mol·L-1），氨水（2mol·L-1），BaCl2（0.2mol·L-1），AgNO3（0.1mol·L-1），Na2SiO3（20％），NH4Cl（饱和），Na2CO3（0.2mol·L-1），CuSO4（0.2mol·L-1），Pb（NO3）20.001mol·L-1），K2CrO4（0.2mol·L-1），FeCl3（0.2mol·L-1），硼砂（饱和），甲酸，靛蓝，甘油，酚酞、甲基橙、无水乙醇。

材料：pH试纸，玻璃片，滤纸，铂丝（或镍铬丝，可用电炉丝代替）。

三、实验内容

（一）碳及其化合物

1.活性炭的吸附作用

（1）对靛蓝的吸附

往10滴靛蓝溶液中加入豆粒大小活性炭，充分振荡试管，然后滤去活性炭。观察溶液的颜色变化。并加以解释。

（2）对铅盐的吸附

往10滴0.001mol·L-1Pb（NO3）2溶液的试管中加入豆粒大小的活性炭。振荡试管，滤去活性炭。往清液中加入2滴0.2mol·L-1铬酸钾溶液，观察是否有沉淀生成。用5滴0.001mol·L-1Pb（NO3）2溶液和1滴0.2mol·L-1K2CrO4溶液反应作对比实验。两者反应有何不同？为什么。

2.一氧化碳的制备和性质

准备工作：往试管中加入5滴0.1mol·L-1AgNO3溶液，再加入2mol·L-1氨水至生成的沉淀溶解为止，制得银氨溶液。

（1）往带尖嘴导管的支管试管中加入1滴管甲酸，再加入1滴管浓硫酸，盖上胶塞，加热支管试管，甲酸即在硫酸作用下脱水产生CO气体。写出反应式。

（2）还原性：将CO气体通入所得的银氨溶液中，观察反应产物的颜色和状态。

（3）可燃性：将纯CO气体点燃，观察火焰的颜色。写出反应方程式。

注意：为防止爆鸣，CO气体点燃前应验纯。让生成的CO先同银氨溶液反应，可同时把试管内的空气排出，从而保证CO纯净，以适宜作燃烧实验。

3.Na2CO3溶液与一些金属离子在溶液中的反应

（1）往2滴BaCl2溶液中加入2滴0.2mol·L-1Na2CO3溶液，观察沉淀的颜色和状态，写出反应方程式。试验沉淀物在酸中的溶解情况（什么酸？）。

（2）往2滴CuSO4溶液中加入2滴0.2mol·L-1Na2CO3溶液，观察沉淀的颜色和状态，写出反应方程式。

（3）往2滴FeCl3溶液中加入2滴0.2mol·L-1Na2CO3溶液，观察沉淀的颜色和状态，写出反应方程式。

思考：Na2CO3溶液作沉淀剂与金属离子反应时，会产生哪三类沉淀？怎样解释？

（二）硅的化合物

1.硅酸盐的水解

（1）用红色石蕊试纸或pH试纸检验Na2SiO3溶液的酸碱性，解释其原因。

（2）加5滴20％Na2SiO3溶液于试管中，再加入10滴饱和的NH4Cl溶液。将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，微热试管，有什么现象？解释原因，写出反应方程式。

2.硅酸水凝胶的生成

向试管中注入1mL20％Na2SiO3溶液，然后逐滴加入6mol·L-1HCl溶液，边加边振荡试管，当有乳白色物质产生时停止加酸，观察凝胶的生成，写出反应方程式。

注：生成硅酸水凝胶的适宜pH值为5～10，可往Na2SiO3溶液中加1滴酚酞溶液控制生成凝胶的pH值，当加酸至红色刚好褪去（pH值约为8），凝胶即可生成。

3.微溶性硅酸盐的生成

在100mL烧杯中加入约2/3体积的20％Na2SiO3溶液，分别取玉米粒大小的固体CaCl2、CuSO4、Co（NO3）2、NiSO4、MnSO4、FeCl3各一粒，分散投入烧杯中的不同位置，静置30min后，观察现象（实验完毕，立即洗净烧杯，以免溶液腐蚀烧杯）。

原理：盐的金属离子与硅酸钠反应，生成不同颜色的硅酸盐沉淀，在固体、液体的接触面形成半透膜，由于渗透压的关系，水不断渗入膜内，胀破半透膜使溢出的盐溶液又与硅酸钠接触，生成新的膜。经反复作用，溶液中长出芽状或树枝状的物质，由于各种盐的颜色不同，整体效果似水中花园。

4.玻璃（硅酸盐）与氢氟酸的作用

将玻璃片涂上石蜡，在石蜡上刻上字迹或图案，刻痕必须穿过蜡层露出玻璃。取少量CaF2用水调成糊状，涂在刻痕上，在糊状物上滴几滴浓H2SO4。放置1h左右，用水冲净表面，刮去石蜡，观察玻璃表面的字迹或图案，解释并写出反应方程式（此反应时间较长，应在做其他实验前首先做这个试验，待其他实验结束后再洗净玻璃观察结果）。

（三）硼的化合物

1.硼酸的性质

（1）用H试纸测定饱和硼酸溶液的H值，写出其在水中的解离反应式。

（2）往盛有5滴饱和硼酸溶液的试管中加入1滴甲基橙和2滴甘油，振荡试管，观察加甘油前后溶液颜色的变化（如不明显，可在另一试管加5滴饱和硼酸溶液和1滴甲基橙做对比），解释原因。

硼酸与甘油的反应为：

思考：硼酸在水中的解离方式有什么特殊性？为什么？

2.硼酸及其盐的鉴定

向置于石棉网上的蒸发皿中放入少量硼酸（或硼砂）晶体，1滴管无水乙醇和5滴浓硫酸，混合后点燃，观察火焰的颜色有何特征？

硼酸和乙醇反应形成硼酸三乙酯，硼酸三乙酯为易燃物，燃烧时产生绿色火焰，可用来鉴定硼的化合物。相关的反应式为：

3.硼砂珠试验

铂丝（或镍铬丝，可用电炉丝代替）在使用过程中的清洁方法是：在点滴板凹槽内加几滴6mol·L-1的盐酸，将铂丝一端弯一小圈，另一端用坩埚钳夹住，在氧化焰上灼烧片刻后浸入酸中，取出再灼烧，如此重复至火焰不再有其他颜色即可。

（1）硼砂珠制备：用上述方法处理过的铂丝或镍铬丝，一端蘸取一些硼砂固体在氧化焰上灼烧并使之熔融成透明的圆珠（若一次不成珠可多次蘸取硼砂烧熔）。观察硼砂珠的颜色和状态。

（2）用硼砂珠鉴定钴和铬盐：用烧热的硼砂珠蘸上少量Co（NO3）2，烧融后观察其在热时和冷时的颜色；用Cr2O3固体代替Co（NO3）2做硼砂珠实验，颜色又如何？

四、思考题

1.试用最简单的方法鉴别下列气体：

（1）H2、CO、CO2　　（2）CO2、SO2、N2

2.下列两个反应有无矛盾，为什么？哪个反应能比较碳酸和硅酸的酸性强弱，为什么？

3.试述区别碳酸钠、硅酸钠和硼砂的实验方法？

4.硼砂溶于水后生成了哪些物质？为什么硼砂溶液具有对酸碱的缓冲作用？

实验2-22　锑、铋、锡、铅、铝

一、实验目的

了解Sb（Ⅲ）、Bi（Ⅲ）盐的水解性和氢氧化物的酸碱性；掌握Bi（Ⅲ）化合物的还原性和Bi（Ⅴ）化合物的氧化性；总结出它们的变化规律。

试验金属铝与非金属氧、硫、碘的反应。了解铝盐的水解性。试验并掌握锡（Ⅱ）、铅（Ⅱ）氢氧化物的酸碱性、锡（Ⅱ）的强还原性和铅（Ⅳ）的强氧化性。了解锡、铅难溶盐的生成条件和性质。

二、实验用品

仪器：试管、烧杯、蒸发皿。

固体药品：Al，NaAc，PbO2，NaBiO3。

液体药品：H2SO4（3mol·L-1），HNO3（2mol·L-1、6mol·L-1），HCl（2mol·L-1、6mol·L-1），NaOH（2mol·L-1，6mol·L-1），NH3·H2O（2mol·L-1），Bi（NO3）2（0.2mol·L-1），SbCl3（0.2mol·L-1），MnSO4（0.002mol·L-1），Pb（NO3）2（0.2mol·L-1），SnCl2（0.2mol·L-1），Na2SO4（0.2mol·L-1），KI（0.2mol·L-1），K2CrO4（0.2mol·L-1），HgCl2（0.1mol·L-1），氯水。

材料：KI-淀粉试纸。

三、实验内容

（一）锑和铋

1.锑（Ⅲ）盐和铋（Ⅲ）盐的水解性

（1）SbCl3的水解作用　加5滴0.2mol·L-1SbCl3溶液于试管中，加几滴蒸馏水稀释之，观察沉淀的生成。滴加6mol·L-1HCl溶液到沉淀刚好溶解，再稀释又有什么变化？写出反应方程式并加以解释。

（2）Bi（NO3）3的水解作用　以0.2mol·L-1Bi（NO3）3溶液替代SbCl3溶液进行上述实验，有怎样的现象？写出反应方程式并加以解释。

2.氢氧化物的生成和性质

（1）取两支试管各加2滴0.2mol·L-1SbCl3溶液和2滴2mol·L-1NaOH溶液，观察沉淀的生成和颜色。往一支试管中加几滴6mol·L-1HCl溶液，另一支试管中加入几滴6mol·L-1NaOH溶液，观察沉淀的溶解情况。解释现象，写出反应方程式。

（2）以0.2mol·L-1Bi（NO3）3溶液替代SbCl3溶液进行上述实验，有怎样的现象？写出反应方程式并加以解释。

通过上述实验总结Sb（OH）3和Bi（OH）3酸碱性的递变规律。

3.Bi（Ⅲ）的还原性和Bi（Ⅴ）的氧化性

（1）在试管中加入5滴0.2mol·L-1Bi（NO3）3溶液，加入3滴6mol·L-1NaOH溶液和几滴氯水，微热并观察棕黄色沉淀产生，倾去溶液，再加浓HCl于沉淀物中，用润湿的KI-淀粉试纸检验氯气的生成，解释实验现象，写出反应方程式。

（2）在试管中加1滴0.002mol·L-1MnSO4溶液中，5滴6mol·L-1HNO3，1mL水，摇匀后加入绿豆大小的NaBiO3固体，微热试管，观察溶液颜色的变化，写出反应方程式。

（二）锡和铅

1.Sn（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）氢氧化物的生成和酸碱性

（1）取2支试管，分别滴加3滴0.2mol·L-1SnCl2溶液和2滴2mol·L-1NaOH溶液，观察沉淀的生成。然后向其中一支试管滴加2mol·L-1HCl，另一支试管滴加2mol·L-1溶液，观察沉淀是否溶解，写出反应方程式。保留后一支试管溶液供后面实验用。

（2）按以上方法用0.2mol·L-1Pb（NO3）2溶液与2mol·L-1NaOH溶液反应制备Pb（OH）2沉淀，试验其对稀酸（需选择哪种酸？）和稀碱的作用。写出反应方程式。

根据实验结果，总结Sn（OH）2和Pb（OH）2的酸碱性。

2.Sn（Ⅱ）的还原性

在实验内容（二）1.（1）保留的亚锡酸钠溶液中滴加3滴0.2mol·L-1Bi（NO3）3溶液，观察实验现象。这一反应可用于鉴定Sn2+和Bi3+。反应方程式为

3.Pb（Ⅳ）的氧化性

取米粒大小PbO2固体，加入10滴3mol·L-1H2SO4、10滴水及1滴0.002mol·L-1MnSO4溶液，微热。观察实验现象并写出反应方程式。

4.铅的难溶盐

（1）PbCl2　3滴0.2mol·L-1Pb（NO3）2溶液中加2滴2mol·L-1HCl和10滴蒸馏水，观察PbCl2沉淀的生成。加热试管，有何现象？冷却后，又有什么变化？根据实验结果说明PbCl2的溶解度与温度的关系。

（2）PbI2　取2滴0.2mol·L-1Pb（NO3）2溶液用水稀释至1mL后，加2滴0.2mol·L-1KI溶液，观察黄色PbI2沉淀的生成，试验它在热水和冷水中的溶解情况。

（3）PbCrO4　取2滴0.2mol·L-1Pb（NO3）2溶液，滴加2滴0.2mol·L-1K2CrO4溶液，观察PbCrO4沉淀的生成和沉淀的颜色。试验它在6mol·L-1HNO3和6mol·L-1NaOH中的溶解情况。写出有关的反应方程式。

（4）PbSO4　在1mL蒸馏水中滴入2滴0.2mol·L-1Pb（NO3）2溶液，再滴入几滴0.2mol·L-1Na2SO4溶液，即得白色PbSO4沉淀。加入少许NaAc固体，微热，并不断振荡，观察沉淀是否溶解？解释现象并写出有关的反应方程式。

（三）铝

1.铝在空气中的氧化

用砂纸将一小块铝片表面氧化膜擦净，在铝的表面上滴2滴0.1mol·L-1HgCl2溶液，当与溶液接触的铝表面呈灰色时，用软纸擦去液体，将铝片放置于空气中，铝片表面所生成大量白毛状水合氧化铝（Al2O3·xH2O）时，观察其颜色和状态。有关反应式为：

2.铝与水的反应

将步骤1中的铝片放入盛有2mL蒸馏水的试管中，观察铝与水的反应现象（若反应慢可微微加热试管）。写出有关反应式。

3.Al（OH）3的性质

将步骤2中得到的浑浊液分为三份，分别试验其与2mol·L-1HCl溶液、2mol·L-1NaOH溶液和2mol·L-1NH3·H2O溶液的反应情况，写出反应方程式，归纳其性质。

四、思考题

1.实验室中配制SbCl3、Bi（NO3）3溶液时需要注意什么？应该怎样操作？

2.列出你知道的能把Mn2+氧化为M的几种常用试剂。

3.实验室中怎样配制和保存SnCl溶液？为什么？

4.试说明泡沫灭火器的工作原理。试设计一套用于验证该原理的简易实验仪器。

5.今有未贴标签无色透明的SnCl2、SnCl4溶液各一瓶，设法鉴别。

实验2-23　碱金属和碱土金属

一、实验目的

了解钾、钠、钙、镁等单质与水的反应活性；掌握钠与氧反应的特点，了解过氧化钠的性质；试验钠、钾微溶盐、碱土金属难溶盐及碱土金属氢氧化物的溶解情况；学会利用焰色反应鉴定碱金属、碱土金属离子。

二、实验用品

仪器：烧杯，试管，小刀，镊子，坩埚，坩埚钳，研钵，漏斗。

固体药品：金属钠，钾，钙，镁条。

液体药品：H2SO4（3mol·L-1），HCl（2mol·L-1、6mol·L-1），HAc（2mol·L-1），NaCl（0.2mol·L-1），KCl（0.2mol·L-1），MgCl2（0.2mol·L-1），CaCl2（0.2mol·L-1），BaCl2（0.2mol·L-1），新配制的NaOH（2mol·L-1），氨水（6mol·L-1），NH4Cl（饱和），Na2SO4（0.2mol·L-1），CaSO4（饱和），K2CrO4（0.2mol·L-1），KSb（OH）6（饱和），（NH4）2C2O4（饱和），NaHC4H4O6（饱和），KMnO4（0.01mol·L-1），酚酞，乙醇。

材料：铂丝（或镍铬丝、可用电炉丝代替），pH试纸，钴玻璃，滤纸。

三、实验内容

（一）K、Na、Ca、Mg与水的反应比较

1.K、Na、Ca、Mg与水的反应

（1）用镊子取一粒绿豆大小金属K和金属Na（切勿接触皮肤！），用滤纸吸干其表面的煤油并切去表面的氧化膜后，分别放入两只盛有30mL水的烧杯中。为确保安全，可将事先准备好的合适漏斗倒扣在烧杯上。观察并比较两者与水反应的情况。反应终止后，分别滴入2滴酚酞试剂，检验溶液的酸碱性。写出反应方程式。

（2）将一小粒金属Ca放入盛有少量水的试管中，观察反应情况，检验溶液的酸碱性。

（3）取一小段Mg条，用砂纸擦去氧化膜后放入试管中，加入少量水，观察有无反应。加热试管，反应情况又如何？加入2滴酚酞检验溶液的酸碱性，写出反应方程式。

根据上述反应进行的剧烈程度，分别说明同周期、同主族金属与水反应活性的变化规律。

2.钠汞齐的生成及其与水的反应

取一绿豆大小金属Na，吸干其表面的煤油，切去表面的氧化膜后放入研钵中，加一滴Hg并研磨，观察产物的颜色和状态。向研钵中加少量水，观察反应情况（与Na同水直接反应作比较，情况怎样？），写出反应式。

（二）Na2O2的生成和性质

1.Na2O2的生成　取一黄豆大小金属Na，吸干其表面的煤油，切去表面的氧化膜后放入坩埚内加热。当Na刚开始燃烧时，停止加热。观察反应情况和产物的颜色、状态。写出反应方程式。

2.Na2O2的性质

（1）Na2O2的碱性　将Na的燃烧产物冷却后，往坩埚中加入2mL蒸馏水，使产物溶解，用pH试纸检验溶液的酸碱性。然后把溶液分成2份转移到2支试管中。

（2）Na2O2的分解　将一份溶液微热，观察是否有氧气逸出，并检验气体的性质，写出反应方程式。

（3）溶液性质　将另一份溶液用3mol·L-1H2SO4酸化，滴加2滴0.01mol·L-1的KMnO4溶液，观察实验现象。

（三）钠、钾微溶盐的生成

1.钠的微溶盐　往5滴0.2mol·L-1NaCl溶液中，加入5滴饱和六羟基合锑（Ⅴ）酸钾（K[Sb（OH）6]）溶液。如果无晶体析出，可用玻璃棒摩擦试管壁，然后放置一段时间，观察产物的颜色和状态。反应方程式为：

2.钾的微溶盐　用上述同样方法试验0.2mol·L-1KCl溶液与饱和酒石酸氢钠（NaHC4H4O6）溶液反应，观察反应产物的颜色和状态。反应方程式为：

（四）碱土金属氢氧化物的溶解性

1.Mg（OH）2的生成和性质

在3支试管中，各加入3滴0.2mol·L-1MgCl2溶液，再加入2滴6mol·L-1氨水，观察Mg（OH）2沉淀的生成。分别试验Mg（OH）2沉淀与饱和NH4Cl溶液，2mol·L-1HCl溶液和2mol·L-1NaOH溶液的反应情况。解释实验现象，写出相关的反应方程式。

2.Mg（OH）2、Ca（OH）2、Ba（OH）2的溶解性

在3支试管中分别加入2滴0.2mol·L-1的MgCl2、CaCl2、BaCl2溶液，再各加入5滴新配制的2mol·L-1NaOH溶液（为什么要新配制？），观察是否有沉淀生成。比较Mg（OH）2、Ca（OH）2、Ba（OH）2的溶解度大小。

（五）碱土金属的难溶盐

1.镁、钙、钡硫酸盐溶解性比较

（1）在3支试管中，分别加2滴0.2mol·L-1MgCl2、CaCl2、BaCl2溶液，然后再分别加入2滴0.2mol·L-1Na2SO4溶液，观察现象。若无沉淀生成，可用玻璃棒摩擦试管壁，比较沉淀生成情况，写出反应方程式。

（2）在2支分别盛有2滴0.2mol·L-1CaCl2和0.2mol·L-1BaCl2溶液的试管中，各加入几滴饱和CaSO4溶液，观察沉淀生成的情况。

通过上述实验，比较MgSO4、CaSO4、BaSO4溶解度的大小。

2.钙、钡铬酸盐的生成和性质

在2支试管中，分别加入2滴0.2mol·L-1CaCl2和0.2mol·L-1BaCl2溶液，再各加入0.2mol·L-1K2CrO4溶液，观察现象。若无沉淀生成，可加2滴乙醇。分别试验沉淀与2mol·L-1HAc和2mol·L-1HCl溶液的反应，写出反应方程式。

3.CaC2O4的生成和性质

在2支试管中，分别加入2滴0.2mol·L-1CaCl2溶液和2滴饱和（NH4）2C2O4溶液，观察现象。分别试验沉淀与2mol·L-1HAc和2mol·L-1HCl溶液的反应，写出反应方程式。

（六）碱金属、碱土金属盐的焰色反应

取一根一端做成小圈的铂丝（或镍铬丝），用坩埚钳夹住一端，将其小圈一端蘸以6mol·L-1HCl溶液在氧化焰中灼烧，重复几次至火焰无色。然后把待测溶液滴在点滴板的穴孔里，先蘸上一种溶液在氧化焰中灼烧，观察火焰颜色。依照此法，分别对LiCl、NaCl、KCl、CaCl2、SrCl2、BaCl2溶液进行焰色反应试验。注意每进行一次焰色反应后，均需用6mol·L-1HCl将金属丝烧至无色。观察钾盐的焰色时，为消除钠对钾焰色的干扰，一般需用蓝色钴玻璃片滤光。

记录各金属离子焰色反应的颜色，此法可用于鉴别碱金属和碱土金属离子。

四、思考题

1.如何利用化学方法证明钠在空气中燃烧的产物为过氧化钠？

2.钠的电极电势略高于钙，但钠与水的反应速率远快于钙，为什么？金属同水反应速率的快慢程度与金属活动顺序一致吗？当不一致时应如何解释？

3.为什么氯化镁溶液中加入氨水时能生成氢氧化镁沉淀和氯化铵，而氢氧化镁沉淀又能溶于饱和氯化铵溶液？两者有无矛盾，试通过化学平衡移动的原理加以说明。

4.试设计一个分离K+、Mg2+、Ba2+的实验方案。

实验2-24　铜、银

一、实验目的

了解铜、银的氧化物、氢氧化物的酸碱性；掌握铜（Ⅰ）、铜（Ⅱ）重要化合物的性质和相互转化条件；了解铜、银离子的鉴定方法。

二、实验用品

仪器：试管，烧杯，量筒，离心机。

固体药品：铜屑（或铜粉）。

液体药品：NaOH（2mol·L-1、6mol·L-1），氨水（2mol·L-1、6mol·L-1，浓），H2SO4（3mol·L-1），HNO3（2mol·L-1），HCl（2mol·L-1、浓），HAc（6mol·L-1），CuSO4（0.2mol·L-1），CuCl2（0.2mol·L-1），AgNO3（0.1mol·L-1），KI（0.2mol·L-1），Na2S2O3（0.2mol·L-1），K4[Fe（CN）6]（0.1mol·L-1），葡萄糖溶液（10％）。

三、实验内容

1.铜的化合物

（1）Cu（OH）2和CuO的生成和性质

取3支试管各加入2滴0.2mol·L-1CuSO4溶液和2滴2mol·L-1NaOH溶液，观察生成的Cu（OH）2的颜色和状态。向其中一份加3mol·L-1H2SO4溶液，第二份加入过量的2mol·L-1NaOH溶液，第三份加热到固体变黑后再加2mol·L-1HCl溶液，观察分别有何现象发生。总结Cu（OH）2的酸碱性及稳定性，写出以上各反应的化学方程式。

（2）Cu2O的生成和性质

取3滴0.2mol·L-1CuSO4溶液于离心试管中，注入过量的6mol·L-1NaOH溶液，使起初生成的沉淀全部溶解，得到斐林试剂。再往此澄清的溶液中加入5滴10％葡萄糖溶液，混匀后微热，观察砖红色Cu2O沉淀的生成（注意加热温度不宜过高，时间不要太长，否则会进一步还原为Cu）。写出有关反应方程式。

将沉淀离心分离并且用蒸馏水洗涤后分成两份：向其中一份加几滴3mol·L-1H2SO4，加热，注意沉淀的变化，解释实验现象；另一份沉淀加入几滴浓氨水，振荡试管使沉淀溶解，观察溶液的颜色，静置一段时间后观察，溶液颜色有何变化？解释有关实验现象。

（3）CuCl的生成和性质

①CuCl的生成　向15mm×150mm规格的试管中加入2mL（约2滴管）0.2mol·L-1CuCl2溶液，加1mL浓HCl和小半勺铜粉（或几小块铜片），小火加热至微沸，持续到溶液绿色完全消失变成深棕色为止。取出2滴，加到少量蒸馏水中，如有白色沉淀产生，则迅速把全部反应液倒入装有100mL蒸馏水的烧杯中，观察沉淀的生成和颜色。倾出上层清液，加入蒸馏水洗涤沉淀。

②CuCl的性质　将挤出空气的滴管插入烧杯底部，吸取少量沉淀放入2支小试管中，向其中一支试管滴加浓氨水，观察沉淀的溶解及溶液的颜色，放置片刻后振荡试管观察颜色的变化，为什么？向另一支试管滴加浓HCl，使之溶解，观察现象。写出相关反应方程式。

（4）CuI的生成

取5滴0.2mol·L-1CuSO4溶液于试管中，边滴加0.2mol·L-1KI溶液边振荡试管，观察溶液的颜色变化并从试管底部观察沉淀的颜色。逐滴加入0.2mol·L-1Na2S2O3溶液，每加一滴都要振荡均匀，至溶液无色以除去反应生成的I2（Na2S2O3不能过量，否则CuI会溶解，为什么？）。观察CuI的颜色和状态，写出反应方程式。

（5）Cu2+的鉴定

向试管中加入1滴0.2mol·L-1CuSO4溶液，加3滴6mol·L-1HAc酸化，再加5滴0.1mol·L-1K4[Fe（CN）6]（黄血盐）溶液，即生成红棕色Cu2[Fe（CN）6]沉淀。在沉淀中注入6mol·L-1氨水，沉淀溶解成深蓝色溶液，表示有Cu2+存在（Fe3+能干扰Cu2+的鉴定，若含有3+需要预先除去）。写出反应方程式。

2.银的化合物

（1）Ag2O的生成和性质

取2支试管，分别加2滴0.1mol·L-1AgNO3溶液，和2滴新配制的2mol·L-1NaOH溶液，振荡试管，观察沉淀的生成和颜色变化，是什么沉淀？离心分离，弃去溶液，用蒸馏水洗涤沉淀。分别与2mol·L-1HNO3溶液和2mol·L-1氨水反应，观察现象，并写出反应方程式。

（2）银镜反应

取一洁净的试管，加入5滴0.1mol·L-1AgNO3溶液，逐滴加入2mol·L-1氨水至起初生成的沉淀刚好溶解为止，再过量2滴。然后滴入5滴10％葡萄糖溶液，摇匀后放在80～90℃热水中静置。观察试管内壁上的变化？写出反应方程式。

注意：银镜生成的关键，一是试管要干净，二是生成过程不能动，所以水浴不能沸腾。否则银镜镀不上去。银镜生成后要趁热洗刷试管，或加几滴硝酸，以免陈化后试管刷不干净。

（3）Ag+的鉴定

取1滴0.1mol·L-1AgNO3试液于试管中，加1滴2mol·L-1HCl溶液，产生白色沉淀。在沉淀中滴加6mol·L-1氨水至沉淀完全溶解。此溶液再用6mol·L-1HNO3溶液酸化，又生成白色沉淀，表示有Ag+存在。

四、思考题

1.什么是斐林反应？斐林试剂的主要成分是什么？它在医疗上有什么用途？

2.砖红色的Cu2O溶于氨水得到什么配合物？为什么它很快变成深蓝色呢？

3.Cu2O与稀H2SO4发生哪类反应？沉淀能完全溶解吗？

4.Cu2+鉴定反应相当灵敏，当有Fe3+存在时会不会干扰鉴定？若有干扰，是什么原因？应如何处理？

5.选用什么试剂能溶解下列沉淀：氢氧化铜、硫化铜、溴化银、碘化银。

实验2-25　锌、镉、汞

一、实验目的

掌握锌、镉、汞氢氧化物和氧化物的酸碱性；了解锌、镉、汞硫化物的溶解性；了解锌、镉、汞形成配合物的能力及其稳定性规律；熟悉和Hg2+的转化反应；掌握Zn2+、Cd2+Hg2+和的鉴定方法。

二、实验用品

仪器：试管，烧杯，离心试管，点滴板，离心机。

液体药品：HCl（2mol·L-1、浓），H2SO4（3mol·L-1），HNO3（2mol·L-1、浓），NaOH（2mol·L-1、40％），氨水（2mol·L-1），ZnSO4（0.2mol·L-1），CdSO4（0.2mol·L-1），Hg（NO3）2（0.2mol·L-1），SnCl2（0.2mol·L-1），Na2S（0.2mol·L-1），KI（0.2mol·L-1），KSCN（0.2mol·L-1），NaCl（0.2mol·L-1），Hg2（NO3）2[0.2mol·L-1Hg（NO3）2溶液中，加几滴金属汞振荡得到]。

三、实验内容

1.锌、镉、汞氢氧化物和氧化物的生成和性质

（1）锌、镉的氢氧化物生成和性质

在两支试管中各加2滴0.2mol·L-1ZnSO4溶液，再分别滴加2mol·L-1NaOH溶液至大量沉淀生成（不要过量！）。然后，在一支试管中滴加3mol·L-1H2SO4溶液，另一支试管继续滴入2mol·L-1NaOH溶液，观察现象，写出反应方程式。

用0.2mol·L-1CdSO4代替ZnSO4溶液，重复上述步骤，观察反应现象，并与氢氧化锌比较，写出有关反应方程式。

通过实验结果比较Zn（OH）2和Cd（OH）2的酸碱性。

（2）氧化汞的生成和性质

在两支试管中各加2滴0.2mol·L-1Hg（NO3）2溶液，再分别滴加2mol·L-1NaOH溶液，观察产物的颜色和状态。然后，在一支试管中滴加2mol·L-1HNO3溶液；另一支试管滴加40％NaOH溶液，解释反应现象，写出有关反应方程式。

2.锌、镉、汞硫化物的生成和性质

（1）往3支试管中分别加1滴0.2mol·L-1ZnSO4、0.2mol·L-1CdSO4、0.2mol·L-1Hg（NO3）2溶液，再分别加入1滴0.2mol·L-1Na2S溶液，观察所生成沉淀的颜色。

（2）将沉淀离心分离，弃去清液，往沉淀中分别加入10滴2mol·L-1HCl溶液，观察沉淀是否溶解。

（3）将（2）中不溶于2mol·L-1HCl溶液的沉淀离心分离，往沉淀中注入10滴浓盐酸观察沉淀是否溶解。

（4）将（3）中不溶于浓HCl的沉淀离心分离，往沉淀中注入王水（自配：加3滴浓HNO3和9滴浓HCl），在水浴上加热，观察沉淀溶解情况。

根据实验，总结锌、镉、汞硫化物溶解度的大小，并说明其溶解方法。写出反应方程式。

3.锌、镉、汞的配合物

（1）锌、镉、汞氨合物的生成

在两支试管中分别加入1滴0.2mol·L-1ZnSO4和0.2mol·L-1CdSO4溶液，再分别滴加2mol·L-1氨水，观察沉淀的生成。继续注入过量的2mol·L-1氨水，又有何现象发生？写出有关反应方程式。用0.2mol·L-1Hg（NO3）2溶液做同样的实验，比较Zn2+、Cd2+、Hg2+与氨水反应有什么不同。

（2）汞配合物的生成和应用

①往试管中加1滴0.2mol·L-1Hg（NO3）2溶液中，滴加0.2mol·L-1KI溶液，观察沉淀的生成和颜色。往该沉淀中继续滴加KI溶液直至沉淀刚好溶解为止，不要过量。溶液呈何种颜色？写出反应方程式。

在所得的溶液中，滴加3滴40％NaOH溶液，即得到奈斯勒试剂。在点滴板凹孔内试验其与氨水（或铵盐溶液）的反应，观察沉淀的颜色。

②往2滴0.2mol·L-1Hg（NO3）2溶液中，逐滴加入0.2mol·L-1KSCN溶液，最初生成白色的Hg（SCN）2沉淀，继续滴加KSCN溶液，沉淀溶解并生成无色的[Hg（SCN）4]2-配离子。再在该溶液中加几滴0.2mol·L-1ZnSO4溶液，观察白色Zn[Hg（SCN）4]沉淀的生成，必要时可用玻璃棒摩擦试管壁。该反应可用于定性鉴定Zn2+。

4.汞（Ⅱ）的氧化性及汞（Ⅱ）与汞（Ⅰ）的相互转化

（1）汞（Ⅱ）的氧化性

往2滴0.2mol·L-1Hg（NO3）2溶液中，逐滴加入0.2mol·L-1SnCl2溶液（先适量，再过量），使Hg2+逐步还原，观察沉淀的颜色变化，写出反应方程式。此为检验Hg2+或Sn2+的特征反应。

（2）汞（Ⅱ）转化为汞（Ⅰ）和汞（Ⅰ）的歧化

在两支试管中分别加2滴Hg2（NO3）2溶液，在一支试管中滴加0.2mol·L-1NaCl，另一支试管中滴加2mol·L-1氨水，观察实验现象，写出反应方程式。

5.离子鉴别

（1）有一瓶Zn2+-Cd2+混合溶液，根据其性质设计实验方案，并通过试验进行鉴别。写出实验方法、操作步骤、实验现象和结论。

（2）有三瓶失去标签的溶液分别是硝酸汞、硝酸亚汞和硝酸银，请鉴别（至少用两种方法）后，贴上标签。

四、思考题

1.储存汞的试剂瓶内为什么要加少量水？使用汞的时候应采取哪些安全措施？汞撒落时应怎样处理？

2.硝酸亚汞溶液中通入硫化氢气体后，生成的沉淀物为何物？试根据平衡移动原理给予解释。硝酸亚汞溶液中加入过量碘化钾将有什么反应？

3.如何将锌和铝从它们的混合溶液中分离开？怎样鉴定这两种离子？

4.通过哪些方法能实现Hg（Ⅰ）和Hg（Ⅱ）的相互转化？这两种离子各自稳定存在的条件是什么？

实验2-26　铬、锰、铁、钴、镍

一、实验目的

熟悉铬、锰、铁、钴、镍化合物的性质；掌握Fe2+、Fe3+、Co2+、Ni2+的鉴定方法。

二、实验用品

仪器：试管，离心试管，酒精灯。

固体试剂：KSCN，（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O（摩尔盐）。

液体试剂：H2SO4（3mol·L-1），NaOH（2mol·L-1、6mol·L-1），HCl（2mol·L-1、浓），NH3·H2O（2mol·L-1、6mol·L-1、浓），Cr2（SO4）3（0.1mol·L-1），H2O2（3％），MnSO4（0.2mol·L-1），（NH4）2Fe（SO4）2（0.2mol·L-1），CoCl2（0.2mol·L-1），KSCN（0.2mol·L-1），NiSO4（0.2mol·L-1），K2Cr2O7（0.1mol·L-1），K2CrO4（0.2mol·L-1），AgNO3（0.1mol·L-1），Pb（NO3）2（0.2mol·L-1），BaCl2（0.2mol·L-1），Na2S2O3（0.2mol·L-1），Na2SO3（0.2mol·L-1），KMnO4（0.01mol·L-1），K4[Fe（CN）6]（0.1mol·L-1），FeCl3（0.2mol·L-1），氯水，碘水，戊醇，二乙酰二肟（1％）。

材料：碘化钾-淀粉试纸。

三、实验内容

（一）铬的重要化合物的性质

1.Cr（OH）3的生成和性质

取2支试管，各加1滴0.1mol·L-1Cr2（SO4）3溶液，分别加1滴2mol·L-1NaOH溶液，观察沉淀的生成。然后往一支试管中加入2mol·L-1H2SO4溶液，观察沉淀溶解情况，另一支试管继续滴加2mol·L-1NaOH溶液，观察沉淀溶解情况（保留溶液供下面使用），写出反应方程式。

2.Cr（Ⅲ）的还原性与Cr（Ⅵ）的氧化性

（1）在步骤1保留的溶液中加入5滴3％H2O2溶液，混合均匀后微热，颜色如何变化？继续加热以赶走氧气，观察实验现象并写出反应方程式。

（2）取2滴0.1mol·L-1K2Cr2O7溶液，加2滴3mol·L-1H2SO4酸化，再加入2滴0.2mol·L-1Na2SO3溶液，观察溶液颜色变化，写出反应方程式。

3.Cr（Ⅵ）的缩合平衡及其铬酸盐和重铬酸盐的溶解性

（1）往一支试管中加2滴0.1mol·L-1K2Cr2O7溶液，再加入2滴0.2mol·L-1Pb（NO3）2溶液，观察沉淀的生成和颜色。另取一支试管滴加2滴0.2mol·L-1K2CrO4溶液和2滴0.2mol·L-1Pb（NO3）2溶液，通过颜色比较2次实验产物是否相同。写出反应方程式。

（2）以同样方法，试验0.2mol·L-1BaCl2与K2Cr2O7和K2CrO4溶液的反应，观察比较两次实验产物的异同，写出反应方程式。

（3）再以同样方法，试验0.1mol·L-1AgNO3溶液与K2Cr2O7和K2CrO4溶液的反应。

总结重铬酸盐与铬酸盐溶解度的相对大小，并用平衡原理给予解释。

（二）锰的重要化合物的性质

1.Mn（OH）2的生成和性质

（1）往试管中加1滴0.2mol·L-1MnSO4和1滴2mol·L-1NaOH溶液，即生成Mn（OH）2沉淀，观察沉淀的颜色，放置一段时间后再观察现象（产物留用）。

（2）用上述方法在新制备的Mn（OH）2沉淀中加入过量NaOH溶液，观察沉淀是否溶解？

（3）在新制备的Mn（OH）2沉淀中迅速滴加2mol·L-1HCl溶液，观察实验现象。

写出上述有关反应方程式，由实验结果总结Mn（OH）2的酸碱性。

2.MnO2的氧化性

在1.（1）产物中，加入3滴2mol·L-1H2SO4酸化，然后加几滴0.2mol·L-1Na2SO3溶液，观察沉淀是否溶解？写出有关反应方程式。

3.KMnO4的氧化性

取三支试管各加入2滴0.01mol·L-1KMnO4溶液，再向第一支试管中加入5滴6mol·L-1NaOH溶液、第二支试管加入5滴蒸馏水、第三支试管加入5滴3mol·L-1H2SO4溶液，使三支试管中的溶液分别呈强碱性、近中性和强酸性，再向三支试管各加入2滴0.2mol·L-1Na2SO3溶液，观察紫红色溶液分别变为何色，根据实验结果说明在不同介质中，KMnO4的还原产物是什么？写出有关反应方程式。

（三）铁、钴、镍的重要化合物

1.铁（Ⅱ）、钴（Ⅱ）、镍（Ⅱ）的化合物

（1）Fe（Ⅱ）、Co（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）氢氧化物的酸碱性

用0.2mol·L-1（NH4）2Fe（SO4）2（硫酸亚铁铵）溶液、0.2mol·L-1CoCl2溶液、0.2mol·L-1NiSO4溶液、2mol·L-1NaOH溶液及2mol·L-1HCl溶液，试验Fe（Ⅱ）、Co（Ⅱ）及Ni（Ⅱ）氢氧化物的酸碱性，观察沉淀的颜色，写出有关的反应方程式。

（2）Fe（Ⅱ）的还原性

①酸性介质：往盛有2滴氯水的试管中加入1滴3mol·L-1H2SO4溶液，然后滴加0.1mol·L-1（NH4）2Fe（SO4）2溶液，观察现象（如现象不明显，可滴加1滴KSCN溶液，出现红色，证明有Fe3+存在），写出反应方程式。

②碱性介质：在一试管中加入1mL蒸馏水和2滴3mol·L-1H2SO4溶液，煮沸，以赶尽溶解的空气，然后溶入少量（NH4）2Fe（SO4）2晶体。在另一试管中加入5滴2mol·L-1NaOH溶液，煮沸。冷却后，用一长滴管吸取NaOH溶液，插入（NH4）2Fe（SO4）2溶液至试管底部，慢慢放出NaOH溶液，观察产物颜色和状态。振荡后放置一段时间，又有何变化？写出反应方程式。产物留作下面实验用。

（3）Co（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）的还原性

①往两支分别盛有3滴0.2mol·L-1CoCl2、3滴0.2mol·L-1NiSO4溶液的试管中滴加氯水，观察有何变化。

②在两支各盛有3滴0.2mol·L-1CoCl2溶液的试管中分别加入2滴2mol·L-1NaOH溶液，所得沉淀一份置于空气中，另一份滴加氯水，观察有何变化，第二份留作下面实验用。

③用0.2mol·L-1NiSO4溶液按②实验方法操作，观察现象，第二份沉淀留作下面实验用。

由此比较铁（Ⅱ）、钴（Ⅱ）、镍（Ⅱ）还原性的递变规律以及酸碱性对还原性的影响。

2.Fe（Ⅲ）、Co（Ⅲ）、Ni（Ⅲ）的氧化性

（1）在1.（3）实验保留下来的Fe（OH）3、CoO（OH）和NiO（OH）沉淀里各加入几滴浓盐酸，振荡后观察各有何变化，用湿润的KI-淀粉试纸检验所放出的气体。各反应方程式为：

（2）在上述制得的FeCl3溶液中滴入0.2mol·L-1KI溶液，再加几滴CCl4，振荡，观察实验现象并写出反应方程式。

3.铁、钴、镍的配合物及其离子鉴定

（1）铁的配合物

①往盛有5滴0.2mol·L-1K4[Fe（CN）6]（黄血盐）溶液的试管里，加入5滴碘水，摇匀后，加入2滴0.2mol·L-1（NH4）2Fe（SO4）2溶液，有何现象发生。此为Fe2+的鉴定反应。

②向盛有10滴新配制的0.2mol·L-1（NH4）2Fe（SO4）2溶液的试管里加入5滴碘水。摇动试管后，将溶液分成两份，并各加入5滴0.2mol·L-1KSCN溶液，然后向其中一支试管中加入5滴3％H2O2溶液，对比两个试管的实验现象，解释原因。此为Fe3+的鉴定反应。

试从配合物的生成对电极电势的影响来解释为什么[Fe（CN）6]4-能把I2还原成I-，而Fe2+则不能。

③往3滴0.2mol·L-1FeCl3溶液中滴加0.2mol·L-1K4[Fe（CN）6]溶液，观察现象，写出反应方程式。这也是鉴定Fe3+的一种常用方法，生成的沉淀称为普鲁士蓝。

④往盛有3滴0.2mol·L-1FeCl3的试管中，滴加浓NH3·H2O至过量，观察实验现象，写出反应方程式。

（2）钴的配合物

①往盛有5滴0.2mol·L-1CoCl2溶液的试管中加入米粒大小的固体KSCN，观察固体周围的颜色，再加入5滴戊醇，振荡后，观察水相和有机相的颜色（蓝色[Co（SCN）4]2-在有机相中可以稳定存在），这个反应可用来鉴定Co2+。

②往3滴0.2mol·L-1CoCl2溶液中逐滴加浓NH3·H2O，至生成的沉淀刚好溶解为止，静置一段时间后，观察溶液的颜色有何变化（可重做一份CoCl2与NH3·H2O反应的溶液作颜色对比），写出有关的反应方程式。

（3）镍的配合物

①往盛有10滴0.2mol·L-1NiSO4的试管中滴加过量的6mol·L-1NH3·H2O，观察现象。静置片刻，有无变化？写出反应方程式。把溶液分成四份：一份加入2mol·L-1NaOH溶液，一份加入3mol·L-1H2SO4溶液，一份加水稀释，一份煮沸，观察并解释实验现象。

②在3滴0.2mol·L-1NiSO4溶液中，加入3滴2mol·L-1NH3·H2O，再加入1滴1％二乙酰二肟，由于Ni2+与二乙酰二肟生成稳定的红色螯合物沉淀，可用来鉴定Ni2+的存在。

四、思考题

1.总结铬、锰的性质，指出各种氧化态之间相互转化的条件，注明反应在什么介质中进行。

2.总结Fe（Ⅱ）与Fe（Ⅲ）、Co（Ⅱ）与Co（Ⅲ）、Ni（Ⅱ）与Ni（Ⅲ）之间的转化需在什么条件下进行？从结构角度说明Co（Ⅲ）形成氨配合物比Co（Ⅱ）稳定。

3.有一浅绿色晶体A，可溶于水得到溶液B，于B中加入不含氧气的6mol·L-1NaOH溶液，有白色沉淀C和气体D生成。C在空气中逐渐变棕色，气体D使红色石蕊试纸变蓝。若将溶液B加以酸化再滴加一紫红色溶液E，则得到浅黄色溶液F，于F中加入黄血盐溶液，立即产生深蓝色的沉淀G。若溶液B中加入BaCl2溶液，有白色沉淀H析出，此沉淀不溶于强酸。试写出A、B、C、D、E、F、G、H的分子式及有关的反应式。

4.今有一瓶含有Fe2+、Cr3+、Ni2+的混合液，如何将它们分离出来，请设计分离示意图。

实验2-27　常见阳离子的分离与鉴定

一、实验目的

学习和巩固金属化合物有关性质（氧化还原性、酸碱性和配位性等）；熟悉离子检出的基本操作，掌握分离和个别鉴定常见阳离子混合液的方法。

二、实验用品

仪器：试管（10mL），烧杯（250mL），离心机，离心试管，玻璃棒，pH试纸，镍丝。

固体药品：NaNO2，NaBiO3，KSCN。

液体药品：HCl（2mol·L-1、6mol·L-1、浓），H2SO4（2mol·L-1），HNO3（6mol·L-1），HAc（2mol·L-1、6mol·L-1），NaOH（2mol·L-1、6mol·L-1），NH3·H2O（6mol·L-1），NaCl（1mol·L-1），KCl（1mol·L-1），MgCl2（0.2mol·L-1），CaCl2（0.2mol·L-1），BaCl2（0.2mol·L-1），AlCl3（0.2mol·L-1），SnCl2（0.2mol·L-1），Pb（NO3）2（0.2mol·L-1），SbCl3（0.2mol·L-1），HgCl2（0.2mol·L-1），Hg（NO3）2（0.2mol·L-1），KSCN（0.2mol·L-1），Bi（NO3）3（0.2mol·L-1），CuCl2（0.2mol·L-1），AgNO3（0.1mol·L-1），ZnSO4（0.2mol·L-1），Cd（NO3）2（0.2mol·L-1），FeSO4（0.2mol·L-1），FeCl3（0.2mol·L-1），Co（NO3）2（0.2mol·L-1），MnSO4（0.2mol·L-1），Al（NO3）3（0.2mol·L-1），NaNO3（0.2mol·L-1），Ba（NO3）2（0.2mol·L-1），Na2S（0.2mol·L-1），KSb（OH）6（饱和），NaHC4H4O6（饱和），（NH4）2C2O4（饱和），NaAc（2mol·L-1），K2CrO4（0.2mol·L-1），K4[Fe（CN）6]（0.1mol·L-1），K3[Fe（CN）6]（0.1mol·L-1），镁试剂，铝试剂（0.1％），罗丹明，苯，硫脲（2.5％），戊醇。

三、实验原理

根据各种离子对试剂的不同反应可进行离子的分离、鉴定。这些反应常伴随发生一些特殊的现象，如沉淀的生成或溶解、气体的产生、特殊颜色的出现等。常用于阳离子分离、鉴定的试剂主要有HCl、H2SO4、NaOH、NH3·H2O、（NH4）2CO3、H2S及一些与阳离子有特殊反应的试剂。常见阳离子与这些试剂反应的条件及生成物特点见表2-13。离子的分离和鉴定需要在一定条件下才能进行。这些条件主要指反应物的浓度、溶液的酸碱性、反应温度、干扰物是否存在等。为达到预期的目的，就需要严格控制反应条件。

四、实验步骤

1.s区离子的鉴定

（1）Na+的鉴定：取5滴1mol·L-1NaCl溶液于试管中，滴加0.5mL饱和六羟基合锑（Ⅴ）酸钾KSb（OH）6溶液，观察实验现象。如无白色结晶生成，用玻璃棒摩擦试管内壁，放置片刻，再观察。写出反应方程式。

（2）K+的鉴定：取5滴1mol·L-1KCl溶液于试管中，滴加0.5mL饱和酒石酸氢钠NaHC4H4O6溶液，观察实验现象。如无白色结晶生成，可用玻璃棒摩擦试管内壁，放置片刻，再观察。写出反应方程式。

（3）Mg2+的鉴定：取2滴0.2mol·L-1MgCl2溶液，滴加6mol·L-1NaOH溶液，有Mg（OH）2絮状沉淀生成，再加入1滴镁试剂，振荡，如有蓝色沉淀生成，表示有Mg2+存在。

（4）Ca2+的鉴定：取5滴0.2mol·L-1CaCl2溶液和5滴饱和草酸铵（NH4）2C2O4溶液，生成白色沉淀。离心分离，保留沉淀。实验沉淀与6mol·L-1HAc和2mol·L-1HCl溶液反应，若白色沉淀不溶于6mol·L-1HAc溶液而溶于2mol·L-1HCl溶液，表明有Ca2+存在。

（5）Ba2+的鉴定：取2滴0.2mol·L-1BaCl2溶液于试管中，然后加2mol·L-1HAc溶液和2mol·L-1NaAc溶液各2滴，再滴加2滴0.2mol·L-1K2CrO4溶液，有黄色沉淀生成，表明有Ba2+存在。

2.p区部分离子的鉴定

（1）Al3+的鉴定：在试管中加入2滴0.2mol·L-1AlCl3溶液、2滴2mol·L-1HAc及2滴0.1％铝试剂，振荡，水浴中加热片刻，再加入2滴6mol·L-1NH3·H2O溶液，有红色絮状沉淀生成，表示有Al3+。

（2）Sn2+的鉴定：将0.2mol·L-1SnCl2溶液，逐滴加入盛有3滴0.2mol·L-1HgCl2溶液的试管中，边滴加边振荡，观察产生的沉淀由白色变为灰色，又变为黑色，表示有Sn2+存在。

（3）Pb2+的鉴定：在离心试管中取5滴0.2mol·L-1Pb（NO3）2溶液和2滴0.2mol·L-1K2CrO4溶液，有黄色沉淀生成，离心分离，在沉淀上滴加2mol·L-1NaOH溶液，边滴加边振荡，沉淀溶解，表示有Pb2+存在。

（4）Sb3+的鉴定：在离心试管中取5滴0.2mol·L-1SbCl3溶液，加3滴浓HCl及大米粒大小NaNO2，将Sb（Ⅲ）氧化为Sb（Ⅴ），当无气体放出时，加3～4滴苯及2滴罗丹明溶液，苯层显紫色，表示有Sb3+存在。

（5）Bi3+的鉴定：在白色点滴板上滴加1滴0.2mol·L-1Bi（NO3）3溶液和1滴2.5％的硫脲，生成鲜黄色溶液，表示有Bi3+存在。

3.d区部分离子的鉴定

（1）Fe2+的鉴定：在白色点滴板上滴加1滴0.2mol·L-1FeSO4溶液，加1滴2mol·L-1HCl酸化，再加1滴0.1mol·L-1K3[Fe（CN）6]溶液，生成蓝色KFe[Fe（CN）6]沉淀，表示有Fe2+存在。

（2）Fe3+的鉴定：①在白色点滴板上滴加1滴0.2mol·L-1FeCl3溶液，加1滴2mol·L-1HCl酸化，再加1滴0.1mol·L-1K4[Fe（CN）6]溶液，生成蓝色KFe[Fe（CN）6]沉淀，表示有Fe3+在；②在白色点滴板上滴加1滴0.2mol·L-1FeCl3溶液，加1滴0.2mol·L-1KSCN溶液，形成血红色[Fe（SCN）n]3-n配离子，表示有Fe3+存在。

（3）Mn2+的鉴定：往试管中加1滴0.2mol·L-1MnSO4溶液、1mL蒸馏水和5滴6mol·L-1HNO3，然后加少许固体NaBiO3，振荡、加热，形成紫色溶液，表示有Mn2+存在。

（4）Co2+的鉴定：往试管中加2滴0.2mol·L-1Co（NO3）2溶液和少许固体KSCN，再加5滴戊醇，振荡、静置，有机层呈蓝色，表示有Co2+存在。

4.ds区部分离子的鉴定

（1）Cu2+的鉴定：在白色点滴板上滴加1滴0.2mol·L-1CuCl2溶液，加1滴6mol·L-1HAc酸化，再加1滴0.2mol·L-1亚铁氰化钾K4[Fe（CN）6]溶液，生成红棕色Cu2[Fe（CN）6]沉淀，表示有Cu2+存在。

（2）Ag+的鉴定：取1滴0.1mol·L-1AgNO3溶液于离心试管中，滴加2mol·L-1HCl，产生白色沉淀。离心分离，在沉淀中滴加6mol·L-1氨水，边滴加边振荡，至沉淀完全溶解，再用6mol·L-1HNO3酸化，有白色沉淀生成，表示有Ag+存在。

（3）Zn2+的鉴定：往2滴0.2mol·L-1Hg（NO3）2溶液中，逐滴加入0.2mol·L-1KSCN溶液，最初生成白色的Hg（SCN）2沉淀，继续滴加KSCN溶液，沉淀溶解并生成无色的[Hg（SCN）4]2-配离子。再在该溶液中加几滴0.2mol·L-1ZnSO4溶液，观察白色Zn[Hg（SCN）4]沉淀的生成，必要时可用玻璃棒摩擦试管壁。该反应可用于定性鉴定Zn2+。

（4）Cd2+的鉴定：在白色点滴板上滴加1滴0.2mol·L-1Cd（NO3）2溶液和1滴0.2mol·L-1Na2S，生成亮黄色沉淀，表示有Cd2+存在。

（5）Hg2+的鉴定：取2滴0.2mol·L-1HgCl2溶液于试管中，逐滴加入0.2mol·L-1SnCl2溶液，边加边振荡，沉淀由白色变灰色又变黑色，表示有Hg2+存在。

5.部分混合离子的分离和鉴定（画流程图，并写出相应的方程式）

（1）取Pb2+、Ba2+、Al3+、Cd2+、Na+的硝酸盐溶液各4滴混合于离心试管中，加2mol·L-1HCl，振荡，至沉淀完全，离心分离，清液转移至另一离心试管。沉淀上滴加0.2mol·L-1K2CrO4溶液，按2.（3）进行Pb2+的鉴定。

（2）往清液中滴加6mol·L-1NH3·H2O，振荡，生成沉淀后，离心分离，清液转移至另一离心试管。沉淀上加入2滴2mol·L-1HAc和2滴2mol·L-1NaAc，按2.（1）进行Al3+的鉴定。

（3）清液中滴加0.2mol·L-1Na2S溶液，产生亮黄色沉淀，表示有Cd2+存在，搅拌后离心分离，再滴加0.5mol·L-1Na2S，至沉淀完全，离心分离，清液转移至另一离心试管。

（4）取少量清液于一试管中，加入2mol·L-1HAc和2mol·L-1NaAc各2滴，按1.（5）进行Ba2+的鉴定。

（5）取少量清液于另一试管中，加入几滴饱和六羟基锑（Ⅴ）酸钾溶液，产生白色沉淀，表示有Na+存在。

五、思考题

1.由碳酸盐制取铬酸盐沉淀时，为什么用醋酸溶液去溶解沉淀而不用盐酸溶液去溶解？

2.选用一种试剂区别下列离子：Cu2+，Zn2+，Hg2+，Cd2+。

3.设计分离和鉴定下列混合离子的方案，画流程图，并写出相应的方程式。

①K+、Ba2+、Mg2+；②Fe3+、Zn2+、Pb2+。

实验2-28　常见阴离子的分离与鉴定

一、实验目的

复习和巩固非金属阴离子的重要性质；掌握常见非金属阴离子的分离和一些混合液的鉴定方法。

二、实验用品

仪器：试管，离心试管，点滴板，离心机。

固体试剂：硫酸亚铁铵，碳酸镉，锌粉，镁粉。

液体试剂：Na2SO4（0.2mol·L-1），Na2S（0.2mol·L-1），Na2SO3（0.2mol·L-1），Na2S2O3（0.2mol·L-1），Na3PO4（0.1mol·L-1），NaCl（0.2mol·L-1），KBr（0.2mol·L-1），KI（0.2mol·L-1），NaNO3（0.2mol·L-1），Na2CO3（0.2mol·L-1），NaNO2（0.2mol·L-1），（NH4）2MoO4（0.1mol·L-1），BaCl2（0.2mol·L-1），KMnO4（0.01mol·L-1），ZnSO4（饱和），K4[Fe（CN）6]（0.1mol·L-1），AgNO3（0.1mol·L-1），H2SO4（浓、3mol·L-1），HNO3（6mol·L-1），HCl（6mol·L-1），NaOH（2mol·L-1），Ba（OH）2（饱和），石灰水（新配制），氨水（6mol·L-1），H2O2（3％），氯水，CCl4，对氨基苯磺酸（1％），α-萘胺（0.4％），亚硝酰铁氰化钠（9％）。

三、实验原理

自然界中能形成简单阴离子的元素并不多，能稳定存在于水溶液中的只有卤素和硫等。而多数非金属元素都能以含氧酸根的形式存在，往往同一元素可形成多种氧化态的阴离子。如S元素可以形成S2-、、、、、和等形式的离子；P元素也有、、、、和等形式。

由非金属所形成的各种阴离子中，有的能与酸作用生成挥发性的物质或难溶物，有的呈现氧化还原性，有的可与某些试剂反应生成沉淀，而且在反应过程中有特征现象，如颜色、气味等。利用这些特点，可以鉴定某些阴离子的存在，也可先通过分离，再鉴定可能存在的离子。

对未知阴离子及其混合物的分析，可先做初步检验，可以排除某些离子存在的可能性，从而简化分析步骤。初步性质检验一般包括以下步骤。

1.试液的酸碱性

、、、等易被酸分解，若溶液呈强酸性，表明试样中不存在这些阴离子。

2.产生气体的试验

向试液中加入稀H2SO4或稀HCl溶液，若有气体产生，则表示试液中可能存在、、、S2-、等。再根据生成气体的颜色和气味以及生成气体的某些特征反应，进一步确证其含有的阴离子，如被酸分解后生成的CO2可使石灰水变浑浊；被酸分解后产生的SO2可使品红褪色；被酸分解后生成的红棕色NO2气体，能使湿润的KI-淀粉试纸变蓝；S2-被酸分解后产生的H2S气体可使醋酸铅试纸变黑等。

3.阴离子的氧化还原性试验

酸化试液，加入KI溶液和CCl4，若振荡后CCl4层呈紫色，说明有氧化性离子存在，如、卤素的含氧酸根离子等；在酸化的试液中，加入KMnO4稀溶液，若紫色褪去，则可能存在还原性阴离子，如S2-、、、Br-、I-、等中的一种或几种，若紫色不褪，则上述还原性阴离子都不存在；若试液经酸化后，加入KI-淀粉溶液蓝色褪去，也说明可能有S2-、、等还原性离子或强氧化性物质存在。

4.阴离子生成难溶盐的试验

在中性或弱碱性条件下，BaCl2能沉淀、、、、等阴离子，稀HCl酸化，BaSO4沉淀不溶解，其余沉淀溶解。AgNO3能沉淀Cl-、Br-、S2-、I-、等阴离子。稀HNO3酸化，加入某种阳离子可以检验一组阴离子是否存在，这种试剂称为相应的组试剂，例如Ba2+和Ag+就分别是上述两组阴离子的组试剂。由表2-14可以对试液中可能存在的阴离子作出初步检验，然后再根据阴离子的特征反应进行鉴定。

注：（+）表示试验现象不明显，只有在适当条件下（例如浓度大时）才发生反应。

四、实验步骤

1.常见阴离子的鉴定

（1）阴离子的鉴定

取10滴0.2mol·L-1Na2CO3溶液于支管试管中，连接导管，先用pH试纸测定溶液的pH值，再加10滴6mol·L-1HCl溶液，盖上塞子，导出气体，立即将气体插入新配制的石灰水或饱和Ba（OH）2溶液中，仔细观察，若变为白色浑浊液，结合溶液的pH值，可以判断有存在。

（2）的鉴定

取2滴0.2mol·L-1NaNO3溶液于点滴板上，在溶液的中央放一粒硫酸亚铁铵（NH4）2Fe（SO4）2晶体，然后在晶体上加一滴浓H2SO4。如晶体周围有棕色出现，表示有存在。

（3）的鉴定

取2滴0.2mol·L-1NaNO2溶液于点滴板上，加一滴2mol·L-1HAc溶液酸化，再加一滴对氨基苯磺酸和一滴α-萘胺。如有玫瑰红色出现，表示有存在。

（4）的鉴定

在试管中加2滴0.2mol·L-1Na2SO4溶液，加1滴6mol·L-1HCl溶液和2滴0.2mol·L-1BaCl2溶液，如有白色沉淀出现，表示有存在。

（5）的鉴定

在5滴0.2mol·L-1Na2SO3溶液中加入1滴0.01mol·L-1KMnO4溶液和1滴3mol·L-1H2SO4溶液，若紫色褪去，表示有存在。

（6）的鉴定

在试管中加2滴0.1mol·L-1Na2S2O3溶液和5滴0.1mol·L-1AgNO3溶液，振荡试管，如有白色沉淀，放置过程中沉淀经历由白变黄、再变棕、最后变黑，表示有存在。

（7）的鉴定

在试管中加2滴0.1mol·L-1Na3PO4溶液和3滴6mol·L-1HNO3溶液，然后加5滴0.1mol·L-1（NH4）2MoO4溶液，加热试管，如有黄色沉淀出现，表示有存在。

（8）S2-的鉴定

在试管中加1滴0.2mol·L-1Na2S溶液和1滴2mol·L-1NaOH溶液，再加一滴亚硝酰铁氰化钠溶液，如溶液变成紫色，表示有S2-存在。

（9）Cl-的鉴定

在试管中加1滴0.2mol·L-1NaCl溶液和1滴6mol·L-1HNO3酸化，然后加1滴0.1mol·L-1AgNO3溶液，生成白色沉淀。在沉淀上加几滴6mol·L-1NH3·H2O，沉淀溶解，再加几滴6mol·L-1HNO3酸化，如果重新生成白色沉淀，表示有Cl-存在。

（10）Br-的鉴定

在试管中加2滴0.2mol·L-1KBr溶液、1滴3mol·L-1H2SO4溶液和2滴CCl4，然后逐滴加入5滴氯水并振荡试管，若CCl4层出现黄色或橙红色表示有Br-存在。

（11）I-的鉴定

在试管中加2滴0.2mol·L-1KI溶液、1滴3mol·L-1H2SO4溶液和2滴CCl4，然后逐滴加入氯水并振荡试管至氯水过量，若CCl4层出现紫色然后褪至无色，表示有I-存在。

2.混合离子的分离

（1）Cl-、Br-、I-混合物的分离与鉴定

取5滴Cl-、Br-、I-混合离子溶液，滴加0.1mol·L-1AgNO3使之完全转化为卤化银AgX，离心分离，弃去清液。

用6mol·L-1NH3·H2O将AgCl溶解。离心分离，取出清液放入试管中，滴加6mol·L-1HNO3酸化，如重新生成白色沉淀，表示有Cl-存在。

在余下的AgBr、AgI沉淀中加入稀H2SO4酸化，然后加入米粒大小锌粉或镁粉，并加热，将Br-、I-转入溶液。酸化后滴加入氯水和 CCl4振荡，CCl4层显紫红色表示有I-，继续滴加氯水紫色褪去，CCl层显棕黄色表示有Br-存在。

（2）S2-、、混合物的分离和鉴定

取3滴含有S2-、、的溶液，滴加2滴2mol·L-1NaOH，再加入1滴亚硝酰铁氰化钠，若有特殊红紫色出现，表示有S2-存在。

另取10滴含有S2-、、的溶液，加少量固体CdCO3除去S2-，离心分离，将滤液分为两份，在一份中加入亚硝酰铁氰化钠、过量饱和ZnSO4溶液及K4[Fe（CN）6]溶液，如有红色沉淀，表示有存在。在另一份溶液中滴加过量AgNO3溶液，若有沉淀生成且由白色→棕色→黑色变化，表示有存在。

五、思考题

1.将BaCl2、AgNO3、Na2SO4、（NH4）2CO3、KCl中的两种盐混合，加水溶解时有沉淀产生，这些沉淀既溶于HCl溶液，又溶于HNO3溶液。试指出混合物含哪两种盐？

2.一份混合物溶液，已检出含Ag+和Ba2+，则下列哪几种阴离子可不必鉴定？、Cl-、、、、I-。

3.某阴离子未知液经初步试验结果如下：

（1）试液呈酸性时无气体产生；

（2）酸性溶液中加入BaCl2溶液无沉淀；

（3）加入稀硝酸和AgNO3溶液产生黄色沉淀；

（4）酸性溶液中加入KMnO4，紫色褪去，加KI-淀粉溶液，蓝色不褪去；

（5）与KI无反应

由以上初步实验结果，推测哪些阴离子可能存在。说明理由并提出进一步验证的步骤。

实验2-29　生物体中几种元素的定性鉴定

一、实验目的

通过实验了解植物体内的元素成分及某些元素的提取和定性检出方法。

二、实验用品

仪器：试管，漏斗，石棉网，蒸发皿，泥三角，烧杯。

液体试剂：HCl（2mol·L-1），HNO3（浓，6mol·L-1），HAc（2mol·L-1、6mol·L-1），NaOH（2mol·L-1），（NH4）2MoO4（0.1mol·L-1），KSCN（0.2mol·L-1），（NH4）2C2O4（饱和），铝试剂（1％），镁试剂，浓氨水。

材料：树叶（或茶叶、松枝等）。

三、实验原理

植物体主要是由C、H、O、N等元素构成，此外还含P以及Ca、Mg、Al、Fe等金属元素，这些元素虽然量少，但在植物的生命过程中起着重要作用。通过燃烧将植物灰化后用硝酸和水浸溶，P变成磷酸（或磷酸盐），而Ca、Mg、Al、Fe等金属元素以离子的形式进入溶液，这样就可以提取植物中的相应元素进行鉴定。本实验只对植物体内的P及Ca、Mg、Al、Fe等元素进行提取和鉴定。

四、实验步骤

1.原材料的灰化

取约10g干净、干燥的树叶（大片树叶可用2～3片，小片树叶则多用几片），用坩埚钳夹住后直接在酒精灯上引燃，让树叶充分燃烧，若燃烧不够彻底时应将炭化的树叶放到蒸发皿内继续加热，直至其完全灰化。

2.元素的硝化提取

在研钵中将灰分研细后转移至100mL烧杯中，向烧杯中加入2mL浓HNO3和20mL蒸馏水，充分搅拌并加热，使提取物充分溶解，然后过滤，将滤液浓缩至5mL，取滤液进行离子鉴定。

3.有关元素的鉴定

（1）的鉴定：在试管中加5滴滤液，3滴6mol·L-1HNO3溶液，再加4滴0.1mol·L-1（NH4）2MoO4溶液，加热试管，如有黄色沉淀出现，证明有存在。

（2）Ca2+的鉴定：在离心试管中加5滴滤液，加6滴饱和（NH4）2C2O4溶液，生成白色沉淀。离心分离弃去上层清液，将沉淀加几滴水后分成两份，分别试验沉淀与6mol·L-1HAc和2mol·L-1HCl溶液的反应，若白色沉淀不溶于6mol·L-1HAc而溶于2mol·L-1溶液，表明有Ca2+存在。

（3）Mg2+的鉴定：取5滴滤液于试管中，加几滴6mol·L-1NaOH溶液，有Mg（OH）2絮状沉淀生成，再加入1滴镁试剂，振荡试管，如沉淀变为天蓝色，表示有Mg2+存在。

（4）Al3+的鉴定：在试管中加入5滴滤液，3滴2mol·L-1HAc和2滴0.1％铝试剂，振荡后水浴中加热片刻，再加入几滴浓NH3·H2O溶液，如有红色絮状沉淀生成，表示有Al3+存在。

（5）Fe3+的鉴定：在试管中加入5滴滤液、3滴KSCN溶液，振荡均匀，若溶液呈血红色，表示有Fe3+存在。

五、思考题

1.原材料在灰化时若燃烧不完全，对实验结果有何影响？

2.植物体中还含有哪些元素？