一、实验目的

1、掌握碱金属和碱土金属的主要性质；

2、试验并比较碱土金属 、铝、锡、铅、锑、铋的氢氧化物和盐类的溶解性；

3、练习焰色反应并熟悉使用金属钠、钾的安全措施。

二、实验内容

（一）、钠、钾、镁、铝的性质

1 钠与空气中氧气的作用：

  2Na +O₂==Na₂O₂（淡黄色）

Na₂O₂+H₂O（冷）==2NaOH+H₂O₂

5H₂O₂+2MnO₄^-+6H⁺  ====2Mn²⁺+5O₂+8H₂O

说明：取出Na 后用滤纸吸干其表面的煤油，否则煤油的燃烧会影响产物Na₂O₂颜色的观察。用H₂SO₄酸化时量应大一些，先中和NaOH后作酸性介质。加入KMnO₄适量，以免颜色的观察。

2 金属钠、钾、镁、铝与水的作用；

2Na+2H₂O===2NaOH+H₂

2K+2H₂O===2KOH+H₂

Mg+2H₂O===Mg(OH)₂+H₂

Al（Al₂O₃）+H₂O

说明：Na 与水反应放出的热使Na熔化成小球；钾与水产生的H₂能燃烧，引起K的燃烧，有紫红色火焰，钾取绿豆大小，稍大时反应发生爆炸，应立即用倒置漏斗覆盖在烧杯口。由于铝的表面有致密的Al₂O₃保护一般情况下铝不与水作用。  [Al₂O₃+6H⁺==2Al³⁺+3H₂O]

2A了+3HgCl₂==3Hg+2AlCl₃

Hg+Al==Al-Hg

4Al-Hg+3H₂O==2Al₂O₃+（Hg） 大量白色铝毛，放出大量的热。

Al--Hg+3H₂O==Al（OH）₃+3/2H₂+Hg

生成的铝汞齐阻止了致密Al₂O₃的生成，让铝暴露出来，显示出它的活泼性。

 （二）、 镁、钙、钡、铝、锡、铅、锑、铋的氢氧化物的溶解性

1  氢氧化物的生成及两性试验

名称	Mg(OH)2	Ca(OH)2	Ba(OH)2	Al(OH)3	Sn(OH)2	Pb(OH)2	Sb(OH)3	Bi(OH）3
颜色	白色	白色	白色	白色	白色	白色	白色	白色
溶解度	5×10-4	1.8*10-2	2.0*10-1
碱性	中强碱	强碱	强碱	两性	两性	两性	两性偏碱性	弱碱性
6MNaOH	不溶	不溶	不溶	溶解	溶解	溶解	溶解	不溶
6MHCl	溶解	溶解	溶解	溶解	溶解	加热 溶解	溶解	溶解

 

2 、 Mg²⁺+2NH₃.H₂O==Mg（OH）₂+2NH₄⁺        Ksp== 5.6*10^-12（25℃）

     Al³⁺+3NH_3.H₂O==Al（OH）₃+3NH₄⁺         Ksp==1.9*10^-33（18---20℃）

加入饱和NH₄Cl后，Mg（OH）₂溶解，而Al（OH）₃不溶，为同离子效应。

 （三） 、ⅠA、ⅡA元素的焰色反应：

 （四） 、锡、铅、锑和铋的难溶盐

     1 、 硫化物

      （1）SnS和SnS₂ 的生成和性质

        

名称	SnS	SnS2
颜色	棕色固体	黄色固体
酸碱性	显碱性	显酸性
HCl	溶解	不溶
（NH4）2S	不溶	溶解
（NH4）2S	溶解	不溶

  .对于SnS显碱性，不溶于碱性试剂Na₂S中，但可溶于氧化性试剂（NH₄）₂Sx中；SnS溶于中等浓度的HCl 中。

     SnS+S₂^2-==SnS₃^2-  硫代锡酸盐（Ⅳ）

      SnS₃^2-+2H⁺==SnS₂↓+H₂S↑

     SnS+2HCl==SnCl₂+H₂S↑

  对于SnS₂显酸性,能溶于碱性试剂中.

MS₂ + Na₂S==Na₂[MS₃]  M=Ge（Ⅳ），Sn（Ⅳ）

  SnS₂+（NH₄）₂S==（NH₄）₂[SnS₃]

 （2） 铅、锑和铋的硫化物

物质	PbS	Sb2S3	Bi2S3
颜色	黑色	橙色	棕色
酸碱性		两性偏碱性	碱性
NaOH	不溶	溶解	不溶
（NH4）2S	不溶llllllll黑色       不溶	溶解	不溶
（NH4）2Sx	不溶	溶解	不溶
浓HNO3	溶解	溶解	溶解
浓HCl	溶解	溶解	溶解

      Sb₂S₃+6 OH^-==SbO₃^3-+SbS₃^3-+3H₂O

      Sb₂S₃+6H⁺+12Cl^-==2[SbCl₆]^3-+3H₂S↑

      Sb₂S₃+3S^2-==2SbS₃^2-

      Sb₂S₃+S₂^2-==2SbS₄^3-+S

   锑的硫化物与NaOH、Na₂S[（NH₄）₂S]及多硫化物的反应中均有SbS₃^-或SbS₄^3-离子生成。这些离子仅能在碱性及中性介质中存在，遇酸则生成硫代锑酸H₃SbS₄和硫代亚锑酸H₃SnS₃，它们很不稳定，随之分解：

    2SbS₄^3-+6H⁺==Sn₂S₅↓+3H₂S↑

     2SbS₃^3-+6H⁺==Sb₂S₃↓+3H₂S↑

     对Bi₂S₃： Bi₂S₃+6H⁺==2Bi³⁺+3H₂S↑

     Bi（Ⅲ）稳定，不能被多硫化物氧化。

 结论： S^2-与Sb（Ⅲ）、Bi（Ⅲ）、Sb（Ⅴ）间的作用力很强。因此化合物的共价性很强，在水中溶解度很小[Ksp（Sb₂S₃）=2.0*10^-93， Ksp（Bi₂S₃）=1.0*10^-97]，且都有颜色。

硫化物从锑到铋碱性递增，酸性递减。同一元素+Ⅴ氧化态硫化物的酸性比+Ⅲ的强。

 说明： 上述实验用TAA代替饱和H₂S，因此必须加热促进水解。硫化物刚生成时。结构处于亚稳定状态，颜色有可能不同于理论描述，经加热后，由亚稳定趋于稳定，颜色会有所变化。

        如 Sb³⁺+H₂S→Sb₂S₃ 白色↓，放置一会变为黄色↓。经加热后变为橙红色↓。

一个学生：Pb²⁺+TAA→PbS↓黑色+NaOH →黑色↓。

试管内壁有银镜状物质，闪闪发光。我认为仍是PbS，排列更紧密，对光有反射。

           由于SnCl₂、SbCl₃等有强烈水解倾向，加入刚洗过的试管，就有白色↓生成：                 SbCl₃+H₂O==SbOCl↓+2HCl↑+H₂O

 2 铅的难溶盐

   （1） PbCl₂： 难溶于冷水，易溶于热水的白色固体.再冷却后为白色针状晶体（有的长达5mm），闪光。它能溶于浓盐酸中：

          PbCl₂+2HCl===H₂[PbCl₄]

   （2） PbI₂  Ksp =9.8*10^-9（25℃）

           Pb²⁺+2I^-===PbI₂ 金黄色的晶体，闪光 ，PbI₂ 难溶于冷水，易溶于沸水，也能溶于KI中：

            PbI₂+2KI===K₂[PbI₄]

    （3） PbCrO₄   

           Pb²⁺+CrO₄^2- ===PbCrO₄  亮黄色晶体，它易溶于碱金属氢氧化物中，但不溶与氨水。

        PbCrO₄+4OH^-===[Pb（OH）₄]^2-+CrO₄^2-

        PbCrO₄+HNO₃===Pb（NO₃）₂+H₂CrO₄

        2CrO₄^2-+2H⁺≒Cr₂O₇^2-+H₂O   橙红色

    （4） PbSO₄     Ksp=2.53*10^-8（25℃）

         PbSO₄+2NaAc≒Pb（Ac）₂+NaSO₄

      教学建议：  对于铝汞齐的生成及铅、锑等硫化物部分删掉，不做要求。