一、实验目的
1、 试验掌握不同氧化态N的化合物的主要性质。
2、 试验磷酸盐的酸碱性和溶解性。
3、 掌握硅酸盐、硼酸及硼砂的主要性质。
二、实验内容
(一)、铵盐的热分解
1 NH4Cl ==NH3 + HCl (PH试纸由蓝→黄→红色)
2 (NH4) 2SO4 == NH3↑ + (NH4)HSO4
↓
NH3 +H2SO4
3(NH4)2Cr2O7 ==Cr2O3+N2↑+4H2O
铵盐热分解的实质是质子的转移,阴离子碱性越强,该铵盐对热越不稳定。分解产物和阴离子对应的酸的氧化性、挥发性有关,也和温度T有关。
在3中,分解剧烈,易取少量药品。残留物为膨松状物,大多为暗绿色,少数呈暗褐色(密度小),如果加浓盐酸,后者难溶,可能与固体受热反应不均匀所致。
(二)、亚硝酸和亚硝酸盐
1、亚硝酸的生成和分解:
H2SO4+2NaNO2==HNO2+Na2SO4
最好二者同时冷却5min以上,倾倒时宜慢,有溢出倾向,溶液显淡蓝色,试管底部有小部分溶液显淡黄绿色。从冰水中取出会看到气泡较多并迅速溢出,试管上部有红棕色气体。
2HNO2==NO2↑+NO↑+H2O
2、亚硝酸的氧化性和还原性:
①2 NO2 -+2I-+4H+==2NO+I2+2H2O
没有硫酸酸化之前,无现象。滴加3M的硫酸,立即发生反应。经试做,KI少量时,溶液由无色→橙红色(浅黄色、红棕色),并有大量无色气体放出。KI量大时,溶液由无色→黑色浑浊↓,并有大量无色气体放出。试管口也看不到红棕色气体,可能是NO溢出太快,未被氧气氧化。引导学生检验产物I2(△,或2%淀粉)。
②5NO2-+2MnO4-+6H+==4NO3 -+2Mn2++3H2O
现象:酸化后紫红色立即消失,并有较多无色气泡溢出,应是HNO2分解产生的NO。
(三)、HNO3及其盐
1 HNO3的氧化性
①4Zn+10HNO3==4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O
Zn+ 4HNO3==Zn(NO3)2+2NO2↑+2H2O
要求学生掌握气室法检验NH4+。有的学生未检测到NH4+可能是HNO3浓度太大了。
②S+6HNO3(浓)==H2SO4+6NO2↑+2H2O
以BaCl2检验SO2-4。
总结:HNO3与金属的反应,其还原产物中的N的氧化数降低多少,主要取决与HNO3的浓度,金属的活泼性和反应的温度。
1 硝酸盐的热分解(根据情况略去)
① 2NaNO3 == 2 NaNO2 + O2 ↑ (碱及碱土金属盐类)
现象:加热一会后晶体熔融,有噼啪之响声。
采用二2 法可检测出NO2-
② 2Cu(NO3)2== 2 CuO + 4 NO2↑ + O2↑ (Mg, Cu]
现象:加热后晶体熔融,生成黑色物质,也许 是Cu O经灼烧后活性降低,在HCl中溶解慢。
③ 2AgNO3== 2 Ag↓ + 2 NO2 + O2↑ (Cu, M)
现象:产物为黑色,附着在试管壁上。
(四)、磷酸盐的性质
1酸碱性:C=0.1M pH变化列表
物质 |
反应前 |
反应后 |
理论值 |
Na3PO4 |
13 |
13 |
|
Na2HPO4 |
10 |
5—6 |
8.74 |
NaH2PO4 |
5 |
2—3 |
4.68 |
Ag3PO4的生成
PO43-+Ag+ |
Ag3PO4鲜黄色 |
多 |
能沉降 |
HPO42-+Ag+ |
Ag3PO4鲜黄色 |
少 |
沉降不完全 |
H2PO4-+Ag+ |
Ag3PO4鲜黄色 |
很少 |
不沉降 |
2溶解性
|
加入CaCl2 |
反应前PH值 |
反应前PH值 |
加氨水 |
加HCl |
PO43- |
白色↓少,溶液接近透明 |
9—10 |
6 |
变化不大 |
↓溶解转为透明溶液 |
HPO42- |
白色↓多,溶液接近透明 |
8 |
4—5 |
生成更多的↓ |
↓溶解转为透明溶液 |
H2PO4 |
白色↓多,溶液接近透明 |
5—6 |
4 |
生成更多的↓ |
↓溶解转为透明溶液 |
问题:在1中生成的都是Ag3PO4↓,有没有Ag2HPO4存在?若没有,为什么与CaHPO4不同?是因为Ag3PO4比Ag2HPO4更难溶更稳定?
3配位性
2Cu2++P2O74-==Cu2P2O7↓ 红色
Cu2P2O7 +P2O74- == 2[CuP2O7]2- 沉淀部分溶解 ,较难溶。
过量的Cu2+的蓝色影响↓颜色的观察。
(五)、硅酸与硅酸盐
1 H2SiO3水凝胶的生成:SiO32-+2H+==H2SiO3
PH=5.8时,凝胶生成的速度最快。
凝胶的生成涉及两个因素:①硅酸钠的浓度,浓度越大似效果越好;
②PH值。
2 微溶性硅酸盐的生成: 示例即可
(六)、 硼酸及硼酸的焰色鉴定反应:
1硼酸的性质
H3BO3+H2O ==[B(OH)4]-+H+
2 H3BO3的鉴定反应
H3BO3+3CH3CH2OH==B(OCH2CH3)3+3H2O
现象:火焰有美丽的绿色。乙醇多时有黄色,晶体的外围呈现黑色,可能是酯燃烧不完全生成的C,也可能是乙醇脱水所致 。
(七)、 硼砂珠试验
3 NaB4O7+Cr2O3 ==6NaBO 2·2Cr(BO2)3绿色
Na2B4O7+CoO ==2NaBO2·Co(BO2)