技術(shù)文章
Technical articles實驗?zāi)康?/span>
1. 掌握錫、鉛、銻、鉍氫氧化物的酸堿性。
2. 掌握錫()Ⅱ、銻()Ⅲ、鉍()Ⅲ鹽的水解性。
3. 掌握錫()Ⅱ的還原性和鉛()Ⅳ、鉍()Ⅴ的氧化性。
4. 掌握錫、鉛、銻、鉍硫化物的溶解性。
5. 掌握Sn2+、Pb2+、Sb3+、Bi 3+的鑒定方法。
實驗原理
錫鉛是周期系AⅣ族元素,其原子的價層電子結(jié)構(gòu)為ns2np2,它們能形成氧化值為+2和+4的化合物。
銻、鉍是周期系第VA族元素,其原子的價層電子構(gòu)型為ns2np3,它們能形成氧化值為+3和+5的化合物。
Sn(OH)2,Pb(OH)2,Sb(OH)3都是兩性氫氧化物,Bi(OH)3呈堿性,α-H2SnO3既能溶于酸,也能溶于堿,而β-H2SnO3既不溶于酸,也不溶于堿。
Sn2+,Sb3+,Bi3+在水溶液中發(fā)生顯著的水解反應(yīng),加入相應(yīng)的酸可以抑制它們的水解。
Sn()Ⅱ的化合物具有較強的還原性。Sn2+與HgCl2反應(yīng)可用于鑒定Sn2+或Hg2+;堿性溶液中[Sn(OH)4]2-(或SnO22-)與Bi3+反應(yīng)可用于鑒定Bi3+。Pb()Ⅳ和Bi()Ⅴ的化合物都具有強氧化性。PbO2和NaBiO3都是強氧化劑,在酸性溶液中它們都能將Mn2+氧化為MnO4-。Sb3+可以被Sn還原為單質(zhì)Sb,這一反應(yīng)可用于鑒定Sb3+。
SnS,SnS2,PbS,Sb2S3,Bi2S3都難溶于水和稀鹽酸,但能溶于較濃的鹽酸。SnS2和Sb2S3還能溶于NaOH溶液或Na2S溶液。Sn()Ⅳ和Sb()Ⅲ的硫代硫酸鹽遇酸分解為H2S和相應(yīng)的硫化物沉淀。
鉛的許多鹽難溶于水。PbCl2能溶于熱水中。利用Pb2+和CrO42-的反應(yīng)可以鑒定Pb2+。
儀器、藥品及材料
儀器:800型電動離心機,點滴板
藥品:
酸:HCl(2mol·L-1,6mol·L-1),HNO3(2mol·L-1,6mol·L-1),H2S(飽和)
堿:NaOH(2mol·L-1,6mol·L-1)
鹽:MnSO4(0.1mol·L-1),Na2S(0.1mol·L-1,0.5mol·L-1),SbCl3(0.1mol·L-1,0.5mol·L-1),K2CrO4(0.1mol·L-1),AgNO3(0.1mol·L-1),Pb(NO3)2(0.1mol·L-1),Bi(NO3)3(0.1mol·L-1), NH4Ac(飽和),BiCl3(0.1mol·L-1),HgCl2(0.1mol·L-1),Na2Sx(0.1mol·L-1),SnCl2(0.1mol·L-1),SnCl4(0.2mol·L-1),KI(0.1mol·L-1)
固體:錫粒,錫片,SnCl2·6H2O,PbO2,NaBiO3
其他:碘水、氯水、H2O2(3%)
材料:淀粉KI試紙
實驗內(nèi)容
1. 錫、鉛、銻、鉍氫氧化物酸堿性
(1)制取少量Sn(OH)2,α-H2SnO3,Pb(OH)2,Sb(OH)3和Bi(OH)3沉淀,觀察其顏色,并選擇適當(dāng)?shù)脑噭┓謩e試驗它們的酸堿性。寫出有關(guān)的反應(yīng)方程式。
(2)在兩支試管中各加入一粒金屬錫,再各加幾滴濃HNO3,微熱(在通風(fēng)櫥中進行),觀察現(xiàn)象,寫出反應(yīng)方程式。將反應(yīng)產(chǎn)物用去離子水洗滌兩次,在沉淀中加入2.0mol·L-1 HCl溶液和2.0mol·L-1 NaOH溶液,觀察沉淀是否溶解。
2. Sn(II),Sb(III)和Bi(III)鹽的水解性
(1)取少量SnCl2·2H2O晶體放入試管中,加1~2mL去離子水,觀察現(xiàn)象。再加入6mol·L-1 HCl溶液,觀察有何變化。寫出有關(guān)的反應(yīng)方程式。
(2)取少量0.1mol·L-1 SbCl3溶液和0.1mol·L-1 BiCl3溶液,分別加水稀釋,觀察現(xiàn)象,再分別加入6mol·L-1 HCl溶液,觀察試管內(nèi)有何變化。寫出有關(guān)的反應(yīng)方程式。
3. 錫、鉛、銻、鉍化合物的氧化還原性
(1)Sn(II)的還原性
①取0.1mol·L-1 HgCl2溶液1~2滴,然后逐滴加入0.1mol·L-1 SnCl2溶液,觀察現(xiàn)象。寫出反應(yīng)方程式。
②自制少量Na2[Sn(OH)4]溶液,然后滴加0.1mol·L-1 BiCl3溶液,觀察現(xiàn)象。寫出反應(yīng)方程式。
(2)PbO2氧化性
取少量PbO2固體,加入6.0mol·L-1 HNO3溶液1mL,0.1mol·L-1 MnSO4溶液1滴,微熱后靜置片刻,觀察現(xiàn)象。寫出反應(yīng)方程式。
(3)Sb(III)的氧化還原性
① 在點滴板上放一小塊光亮的錫片,然后滴1滴0.1mol·L-1 SbCl3溶液,觀察錫片表面的變化。寫出反應(yīng)方程式。
② 分別制取少量[Ag(NH3)2]+溶液和[Sb(OH)4]-溶液,然后將兩種溶液混合,觀察現(xiàn)象,寫出有關(guān)的離子反應(yīng)方程式。
(4)NaBiO3的氧化性
取0.1mol·L-1 MnSO4溶液1滴,加入6.0mol·L-1 HNO3溶液1mL,加入少量固體NaBiO3,微熱,觀察現(xiàn)象。寫出離子反應(yīng)方程式。
4. 錫、鉛、銻、鉍硫化物的生成和溶解
(1)在兩只試管中各加入0.1mol·L-1 SnCl2溶液,加入飽和H2S溶液,觀察現(xiàn)象。離心分離,棄去清液。再分別加入少量6.0mol·L-1 HCl溶液,0.1mol·L-1 Na2Sx溶液,觀察現(xiàn)象。寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。
(2)制取兩份PbS沉淀,觀察顏色。分別加入6.0mol·L-1 HCl溶液和6.0mol·L-1 HNO3溶液,觀察現(xiàn)象。寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。
(3)制取三份SnS2沉淀,觀察顏色。分別加入2.0mol·L-1 NaOH 溶液、濃HCl和0.1mol·L-1 Na2S溶液,觀察現(xiàn)象。寫出有關(guān)的離子反應(yīng)方程式。
(4)制取三份Sb2S3沉淀,觀察顏色。分別加入6.0mol·L-1 HCl溶液、2.0mol·L-1 NaOH 溶液、0.5mol·L-1 Na2S溶液,觀察現(xiàn)象。在Sb2S3與Na2S反應(yīng)的溶液中加入2mol·L-1 HCl溶液,觀察有何變化。寫出有關(guān)的離子反應(yīng)方程式。
(5)制取Bi2S3沉淀,觀察其顏色。加入6.0mol·L-1 HCl溶液,觀察有何變化。寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。
5. 鉛()Ⅱ難溶鹽的生成與溶解
(1)制取少量的PbCl2沉淀,觀察其顏色。分別試驗其在熱水和濃HCl中的溶解情況。
(2)制取少量的PbSO4沉淀,觀察其顏色。分別試驗其在濃H2SO4和NH4Ac飽和溶液中的溶解情況。
(3)制取少量的PbCrO4沉淀,觀察其顏色。分別試驗其在6mol·L-1 NaOH溶液和稀HNO3中的溶解情況。
6. Sn2+與Pb2+的鑒別
有A、B兩種溶液,一種含有Sn2+,另一種含有Pb2+。試根據(jù)它們的特征反應(yīng),設(shè)計實驗方法加以區(qū)分。
7. Sb3+與Bi3+的分離和鑒定
取0.1mol·L-1 SbCl3溶液和0.1mol·L-1 BiCl3溶液各3滴混合在一起,試設(shè)計方法加以分離和鑒定。圖示分離、鑒定步驟,寫出現(xiàn)象和有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。
思考題
1. 檢驗Pb(OH)2堿性時,應(yīng)該用什么酸?為什么不能用稀鹽酸或稀硫酸?
2. 怎樣制取亞錫酸鈉溶液?
3. 用PbO2和MnSO4溶液反應(yīng)時為什么用硝酸酸化而不用鹽酸酸化?
4. 配制SnCl2溶液時,為什么要加入鹽酸和錫粒?
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