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实验二十八、P区非金属元素2-碳、硅、硼
2012-04-17 18:13  

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试纸由蓝红色)

 


2  (NH4) 2SO== NH3↑ + (NH4)HSO4

                              NH3  +H2SO4

3NH42Cr2O7 ==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。

    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:

 2 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)。

 5NO2-+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

  4Zn+10HNO3==4ZnNO32+NH4NO3+3H2O

    Zn+ 4HNO3==ZnNO32+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

  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)

    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-

    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 Cu O经灼烧后活性降低,在HCl中溶解慢。

    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

NPO

13

13

 

NHPO

10

5—6

8.74

NHPO

5

2—3

4.68

       

Ag3PO4的生成        

PO43-+Ag

Ag3PO4鲜黄色

能沉降

HPO42-+Ag

Ag3PO4鲜黄色

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

反应前PH

加氨水

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Ag3PO4Ag2HPO4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: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 ==[BOH4]-+H+

        

 

   2 H3BO3的鉴定反应

     H3BO3+3CH3CH2OH==BOCH2CH33+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 2·2CrBO23绿色

      Na2B4O7+CoO ==2NaBO2·CoBO2

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