技術(shù)文章
Technical articles1. 掌握過氧化氫的主要性質(zhì)。
2. 掌握硫化氫的還原性、亞硫酸及其鹽的性質(zhì)、硫代硫酸及其鹽的性質(zhì)和過二硫酸鹽的氧化性。
3. 掌握鹵素單質(zhì)氧化性和鹵化氫還原性的遞變規(guī)律;掌握鹵素含氧酸鹽的氧化性。
4. 學(xué)會(huì)H2O2,S2-,S2O32-,Cl-,Br-,I-的鑒定方法。
實(shí)驗(yàn)原理
過氧化氫具有強(qiáng)氧化性。它也能被更強(qiáng)的氧化劑氧化為氧氣。酸性溶液中,H2O2與Cr2O72-反應(yīng)生成蘭色的CrO5,這一反應(yīng)用于鑒定H2O2。
H2S具有強(qiáng)氧化性。在含有S2-的溶液中加入稀鹽酸,生成的H2S氣體能使?jié)駶櫟?/span>Pb(Ac)2試紙變黑。在堿性溶液中,S2-與[Fe(CN)5NO]2-反應(yīng)生成紫色配合物:
S2- + [Fe(CN)5NO]2- → [Fe(CN)5NOS]4-
這兩種方法用于鑒定S2-。
SO2溶于水生成不穩(wěn)定的亞硫酸。亞硫酸及其鹽常用作還原劑,但遇到強(qiáng)還原劑時(shí)也起氧化作用。H2SO3可與某些有機(jī)物發(fā)生加成反應(yīng)生成無色加成物,所以具有漂白性,而加成物受熱時(shí)往往容易分解。SO32-與[Fe(CN)5NO]2-反應(yīng)生成紅色配合物,加入飽和ZnSO4溶液和K4[Fe(CN)6]溶液,會(huì)使紅色明顯加深。這種方法用于鑒定SO32-。
硫代硫酸不穩(wěn)定,因此硫代硫酸鹽遇酸容易分解。Na2S2O3常用做還原劑,還能與某些金屬離子形成配合物。S2O32- 與Ag+反應(yīng)能生成白色的Ag2S2O3沉淀;
2Ag + S2O32- → Ag2S2O3(s)
Ag2S2O3(s)能迅速分解為Ag2S和H2SO4:
Ag2S2O3(s) + H2O → Ag2S(s) + H2SO4
這一過程伴隨顏色由白色變?yōu)辄S色、棕色,后變?yōu)楹谏?。這一方法用于鑒定S2O32-。
過二硫酸鹽是強(qiáng)氧化劑,在酸性條件下能將Mn2+氧化為MnO4-,有Ag+(作催化劑)存在時(shí),此反應(yīng)速率增大。
氯、溴、碘氧化性的強(qiáng)弱次序?yàn)椋?/span>Cl2 > Br2 > I2。鹵化氫還原性強(qiáng)弱的次序?yàn)椋?/span>HI > HBr > HCl。HI和HBr能分別將濃H2SO4還原為SO2和H2S。Br-能被Cl2氧化為Br2,在CCl4中呈棕黃色。I-能被Cl2氧化為I2,在CCl4中呈紫色,當(dāng)Cl2過量時(shí),I2被氧化為無色的IO3-。
次氯酸及其鹽具有強(qiáng)氧化性。酸性條件下,鹵酸鹽都具有強(qiáng)氧化性,其次序?yàn)椋?/span> BrO3- > ClO3 - > IO3-。
Cl-,Br-,I-與Ag+反應(yīng)分別生成AgCl,AgBr,AgI沉淀,它們的溶度積依次減小,都不溶于稀HNO3。AgCl能溶于稀氨水或(NH4)2CO3溶液,生成[Ag(NH4)2]+,再加入稀HNO3時(shí),AgCl會(huì)重新沉淀出來,由此可以鑒定Cl-的存在。AgBr和AgI不溶于稀氨水或(NH4)2CO3溶液,它們在HAc介質(zhì)中能被還原為Ag,可使Br-和I-轉(zhuǎn)入溶液中,再用氯水將其氧化,可以鑒定 Br-和I-的存在。
儀器、藥品及材料
儀器:離心機(jī)、水浴鍋、點(diǎn)滴板
藥品:
酸:H2SO4(1.0mol·L-1,2.0mol·L-1,11∶,濃),HNO3(2.0mol·L-1,濃),
HCl(2.0mol·L-1,濃)
堿:NaOH(2.0mol·L-1),NH3·H2O(2.0mol·L-1)
鹽: KBr(0.1mol·L-1,0.5mol·L-1),Na2[Fe(CN)5NO](1%),K2Cr2O7(0.1mol·L-1),KMnO4(0.01mol·L-1),(NH4)2S2O8(0.2mol·L-1),(NH4)2CO3(12%),Na2S2O3(0.1mol·L-1), NaHSO3(0.1mol·L-1),K4[Fe(CN)6](0.1mol·L-1),NaCl(0.1mol·L-1),Na2SO3(0.1mol·L-1),MnSO4(0.1mol·L-1),AgNO3(0.1mol·L-1),KIO3(0.1mol·L-1),Na2S(0.1mol·L-1),KClO3(飽和),FeCl3(0.1mol·L-1),BaCl2(1mol·L-1),KBrO3(飽和),ZnSO4(飽和),KI(0.1mol·L-1)
固體:MnO2,(NH4)2S2O8,硫粉,NaCl,KBr,KI,鋅粒。
其他:品紅溶液,SO2溶液(飽和),H2O2(3%),碘水(0.01mol·L-1,飽和),氯水(飽和),CCl4,戊醇,淀粉試液
材料:pH試紙,淀粉KI試紙,Pb(Ac) 2試紙,藍(lán)色石蕊試紙。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1. 過氧化氫的性質(zhì)
(1)制備少量PbS沉淀,離心分離,棄去清液,水洗沉淀后,加入3% H2O2溶液,觀察現(xiàn)象。寫出有關(guān)的反應(yīng)方程式。
(2)在試管中加入3% H2O2溶液和戊醇各0.5mL,再加入幾滴1mol·L-1 H2SO4溶液和1滴0.1mol·L-1 K2Cr2O7溶液,搖蕩后觀察現(xiàn)象。寫出反應(yīng)方程式。
2. 硫化氫的還原性和S2-的鑒定。
(1)取幾滴0.01mol·L-1 KMnO4溶液,用稀H2SO4酸化后,再滴加飽和H2S溶液,觀察現(xiàn)象。寫出反應(yīng)方程式。
(2)試驗(yàn)0.1mol·L-1 FeCl3溶液與飽和H2S溶液的反應(yīng),觀察現(xiàn)象。寫出反應(yīng)方程式。
(3)在點(diǎn)滴板上加1滴0.1mol·L-1 Na2S溶液,再加一滴1% Na2[Fe(CN)5NO]溶液,觀察現(xiàn)象。寫出離子反應(yīng)方程式。
(4)在試管中加入幾滴0.1mol·L-1 Na2S溶液和2mol·L-1 HCl溶液,用濕潤的Pb(Ac)2試紙檢查逸出的氣體。寫出有關(guān)的反應(yīng)方程式。
3. 多硫化物的生成和性質(zhì)
在試管中加入幾滴0.1mol·L-1 Na2S溶液和少量硫粉,加熱數(shù)分鐘,觀察溶液顏色的變化。吸取清液于另一試管中,加入2mol·L-1 HCl溶液,觀察現(xiàn)象,并用濕潤的Pb(Ac)2試紙檢查逸出的氣體。寫出有關(guān)的反應(yīng)方程式。
4. 亞硫酸的性質(zhì)和SO32-的鑒定
(1)取幾滴飽和碘水,加1滴淀粉試液,再加數(shù)滴飽和SO2溶液,觀察現(xiàn)象。寫出反應(yīng)方程式。
(2)取幾滴飽和H2S溶液,滴加飽和SO2溶液,觀察現(xiàn)象,寫出反應(yīng)方程式。
(3)取1mL品紅溶液,加入1~2滴飽和SO2溶液,搖蕩后靜止片刻,觀察溶液顏色的變化。
(4)在點(diǎn)滴板上加飽和ZnSO4溶液和0.1mol·L-1 K4[Fe(CN)6]溶液各1滴,再加1滴1% Na2[Fe(CN)5NO]溶液,后加1滴含SO32-的溶液,用玻璃棒攪拌,觀察現(xiàn)象。
5. 硫代硫酸及其鹽的性質(zhì)
(1)在試管中加入幾滴0.1mol·L-1 Na2S2O3溶液和2.0mol·L-1 HCl溶液,搖蕩片刻,觀察現(xiàn)象,并用濕潤的藍(lán)色石蕊試紙檢驗(yàn)逸出的氣體。寫出反應(yīng)方程式
(2)取幾滴0.01mol·L-1碘水,加1滴淀粉試液,逐滴加入0.1mol·L-1 Na2S2O3溶液,觀察現(xiàn)象,寫出反應(yīng)方程式。
(3)取幾滴飽和氯水,滴加0.1mol·L-1 Na2S2O3溶液,觀察現(xiàn)象并檢驗(yàn)是否有SO42-生成。
(4)在滴定板上加1滴0.1mol·L-1 Na2S2O3溶液,再滴加0.1mol·L-1 AgNO3溶液至生成白色沉淀,觀察顏色的變化。寫出有關(guān)的反應(yīng)方程式。
6. 取幾滴0.1mol·L-1 MnSO4溶液,加入1.0mol·L-1 H2SO4溶液2mL和0.1mol·L-1 AgNO3溶液1滴,再加入少量(NH4)2S2O8固體,在水浴中加熱片刻,觀察溶液顏色的變化。寫出反應(yīng)方程式。
7. 鹵化氫的還原性
在3支干燥的試管中分別加入米粒大小的NaCl,KBr和KI固體,再分別加入2~3滴濃H2SO4,觀察現(xiàn)象,并分別用濕潤的pH試紙,淀粉KI試紙和Pb(Ac)2試紙檢驗(yàn)逸出的氣體(應(yīng)在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并立即清洗試管)。
8. 氯、溴、碘含氧酸鹽的氧化性
(1)取氯水2mL,逐滴加入2.0mol·L-1 NaOH溶液至呈弱堿性,然后將溶液分裝在3支試管中。在*支試管中加入2.0mol·L-1 HCl溶液,用濕潤的淀粉KI試紙檢驗(yàn)逸出的氣體;在第二支試管中加入0.1mol·L-1 KI溶液及淀粉試液1滴;在第三支試管中滴加品紅溶液。觀察現(xiàn)象。寫出有關(guān)的反應(yīng)方程式。
(2)取幾滴飽和KClO3溶液,加入幾滴濃鹽酸,并檢驗(yàn)逸出的氣體。寫出反應(yīng)方程式。
(3)取0.1mol·L-1 KI溶液2~3滴,加入4滴飽和KClO3溶液,再逐滴加入11 H∶2SO4溶液,不斷搖蕩,觀察溶液顏色的變化。寫出每一步的反應(yīng)方程式。
(4)取幾滴0.1mol·L-1 KIO3溶液,酸化后加數(shù)滴CCl4,再滴加0.1mol·L-1 NaHSO3溶液,搖蕩,觀察現(xiàn)象。寫出離子反應(yīng)方程式。
9.Cl-,Br-和I-的鑒定
(1)取0.1mol·L-1 NaCl溶液2滴,加入2mol·L-1 HNO3溶液1滴和0.1mol·L-1 AgNO3溶液2滴,觀察現(xiàn)象。在沉淀中加入數(shù)滴2mol·L-1 氨水溶液,搖蕩使沉淀溶解,再加數(shù)滴2mol·L-1 HNO3溶液,觀察有何變化。寫出有關(guān)的離子反應(yīng)方程式。
(2)取0.1mol·L-1 KBr溶液2滴,加2mol·L-1 H2SO4溶液1滴和0.5mLCCl4 ,再逐滴加入氨水,邊加邊搖蕩,觀察CCl4層顏色的變化。寫出離子反應(yīng)方程式。
(3)用0.1mol·L-1 KI溶液代替KBr重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。
10.Cl-,Br-和I-的分離與鑒定
取0.1mol·L-1 的NaCl溶液、KBr溶液和 KI溶液各2滴,混勻。設(shè)計(jì)方法將其分離并鑒定。給定試劑為:2mol·L-1 HNO3溶液、0.1mol·L-1 AgNO3溶液,12% (NH4)2CO3溶液、鋅粒、CCl4、6mol·L-1 HAc溶液和飽和氨水。圖示分離和鑒定步驟,寫出現(xiàn)象和有關(guān)反應(yīng)的離子方程式。
思考題
1. 實(shí)驗(yàn)室長期放置的H2S溶液、Na2S溶液和Na2SO3溶液會(huì)發(fā)生什么變化?
2. 鑒定S2O32-時(shí),AgNO3溶液應(yīng)過量,否則會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象?為什么?
3. 酸性條件下,KBrO3溶液與KBr溶液會(huì)發(fā)生什么反應(yīng)?KBrO3溶液與KI溶液又會(huì)發(fā)生什么反應(yīng)?
4. 鑒定Cl-時(shí),為什么要先加稀HNO3?而鑒定Br-和I-時(shí)為什么先加稀H2SO4而不加稀HNO3?
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