溶质全部沉淀后溶液质量

一、实验目的

（1）试验弱电解质的解离平衡及其移动。

（2）配制缓冲溶液并试验其性质。

（3）观察电解质与水的酸碱反应及其平衡的移动。

（4）试验沉淀的生成、溶解和相互转化条件，进一步掌握难溶电解质的多相离子平衡的溶度积规则。

二、实验原理

（1）在弱电解质的溶液中加入含有共同离子的另一强电解质，可使弱电解质的解离度减小；在难溶电解质的饱和溶液中加入含有共同离子的其他强电解质时，其溶解度减小，这种效应叫同离子效应。

（2）互为共轭酸碱对的物质HA和A－所组成的混合溶液，具有缓冲作用，当外加少量强酸或少量强碱或稍稀释时，溶液的p H值变化不大，具有上述性质的溶液叫缓冲溶液。缓冲溶液的p H值计算公式为：

根据式 （3－12），可以配制出所需要的缓冲溶液。

（3）电解质溶液与水的酸碱反应。电解质溶液在水中完全解离，产生的弱酸或弱碱可与水发生酸碱反应，生成弱碱或弱酸。电解质溶液的酸碱性取决于该电解质在水中完全解离后产生的是质子酸还是质子碱。若是质子酸，则溶液显弱酸性，若是质子碱，则其显弱碱性；该类反应是吸热反应并有平衡存在，因此温度升高，有利于反应的进行。如向固体Na Ac或NH4Cl中加入水，存在如下反应：

有些电解质水溶液解离后的产物溶解度很小，生成沉淀，如Sb Cl3在水中的反应为：

产生的Sb OCl白色沉淀是Sb（OH）2Cl脱H2O后的产物，加入HCl则上述平衡向左移动。故实验室配制Sb Cl3溶液时，要先加入一定浓度的盐酸防止其水解。

两种电解质在水中解离后，分别生成质子酸和质子碱，使得一种溶液呈酸性，另一种溶液呈碱性，当这两种溶液相混合时，彼此可以加剧各自与水的酸碱反应，如：将Al2（SO4）3溶液和Na2CO3溶液混合，水解反应较剧烈。

（4）难溶电解质溶液的多相离子平衡——溶度积规则。例如，在Ag2Cr O4的饱和溶液中，存在如下的平衡：

温度一定时，有Ksp（Ag2Cr O4）＝c2Ag＋·c Cr O2－4 ，即在难溶电解质的饱和溶液中，当温度一定时，难溶电解质离子浓度幂的乘积是一个常数，叫溶度积。根据溶度积可判断沉淀的生成和溶解，溶度积规则为：

Qi（离子积）＞Ksp　则有沉淀析出或溶液过饱和；

Qi＝Ksp　饱和溶液；

Qi＜Ksp　溶液未饱和，无沉淀析出或沉淀溶解。

如果溶液中同时含有数种离子，当逐步加入某种试剂，由于生成的几种难溶电解质的溶度积大小不同，而分先后次序沉淀的现象称为分步沉淀。其中若某种难溶电解质的离子积先达到其溶度积，这时该难溶电解质先沉淀；反之，后沉淀。

使一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质的过程称为沉淀的转化。例如硫酸铜溶液和闪锌矿 （Zn S）的反应，可使闪锌矿转化为蓝铜矿 （Cu S）：

一般溶解度大的难溶电解质容易转化为溶解度小的难溶电解质。不同类型的难溶电解质不能直接用溶度积比较，而应换算为溶解度，溶解度越小则电解质越难溶。

三、仪器和试剂

1．仪器

9孔井穴板、酒精灯、玻棒、牛角匙、10cm3量筒 （1个）、洗瓶、10cm3小烧杯、试管（1支）、试管夹。

2．试剂

HCl（浓，0．1mol／dm3、0．2mol／dm3）、HAc（0．1mol／dm3、0．2mol／dm3）、Na OH （0．1mol／dm3、0．2mol／dm3）、NH3·H2O（0．1mol／dm3、2mol／dm3）、Ag NO3（0．1mol／dm3）、Al2（SO4）3（饱和溶液）、Cu SO4（0．1mol／dm3）、K2Cr O4（0．1mol／dm3）、Mg Cl2 （0．1mol／dm3）、Na Ac（s，0．2mol／dm3）、Na Cl（0．1mol／dm3）、Na2S（0．1mol／dm3）、Na2CO3 （饱和溶液）、Pb Cl2（饱和溶液）、NH4Cl（s，1mol／dm3）、Pb（NO3）2（0．1mol／dm3）、Sb Cl3 （0．1mol／dm3）、Zn（NO3）2（0．1mol／dm3）、精密p H试纸、酚酞0．1％、甲基橙0．1％。

四、实验内容

1．同离子效应

（1）取几滴0．1mol／dm3HAc，加1滴甲基橙，观察颜色，然后加少量Na Ac固体，比较颜色变化，说明原因。

（2）取几滴0．1mol／dm3NH3·H2O，加1滴酚酞，观察溶液颜色，然后加少量NH4Cl固体，比较颜色变化，说明原因。

（3）加几滴饱和Pb Cl2溶液于井穴板的一干燥孔中，然后再加入1～2滴浓HCl，有何现象？说明原因。

2．缓冲溶液的配制和性质

（1）欲配制p H＝4．1的缓冲溶液10cm3，用0．2mol／dm3HAc和0．2mol／dm3Na Ac溶液如何配制？配制好缓冲溶液后用p H试纸检验其p H值 （保留该缓冲溶液以供下面使用）。

（2）将上面配制好的缓冲溶液分3份装入井穴板的3个孔中，分别加0．1mol／dm3HCl、0．1mol／dm3Na OH、10滴去离子水搅拌，分别用精密p H试纸检验其p H值。然后将上述的缓冲液换成同样体积的去离子水，再各加1滴0．1mol／dm3HCl、0．1mol／dm3Na OH、10滴去离子水，分别用精密p H试纸检验，比较p H值的变化并解释原因。

3．电解质溶液与水的酸碱反应

（1）温度对电解质溶液与水的酸碱反应的影响：在试管中加20滴0．2mol／dm3Na Ac和1滴酚酞指示剂，记录溶液的颜色，再将试管加热近沸，观察其溶液颜色的变化。冷却后，再观察溶液颜色的变化并解释原因，写出Na Ac水解方程式。

（2）浓度对电解质溶液与水的酸碱反应的影响：取5滴去离子水，向其中加1滴Sb Cl3 （0．1mol／dm3），摇匀，有何现象？再向其中加浓HCl至溶液变澄清为止，再加水稀释，又有何变化？写出Sb Cl3水解反应方程式，并解释上述实验现象，说明在配Sb Cl3溶液时应注意什么？

（3）两种电解质水溶液间的相互反应：用p H试纸测定饱和Al2（SO4）3和饱和Na2CO3溶液的酸碱性，然后分别取3滴饱和Al2（SO4）3和6滴Na2CO3饱和液于井穴板的一孔中，观察现象。写出水解反应方程式，并解释原因。

4．溶度积规则的应用

1）沉淀的生成和溶解

（1）分别取3滴0．1mol／dm3Ag NO3溶液和2滴K2Cr O4（0．1mol／dm3）溶液于井穴板的一孔中，观察现象，写出反应方程式。同上操作，用Pb（NO3）2（0．1mol／dm3）代替Ag NO3溶液，又有何现象？用溶度积规则解释。

（2）在井穴板一孔中，加0．10mol／dm3Mg Cl22滴，逐滴加NH3·H2O（2mol／dm3），至生成沉淀止，记录沉淀颜色，再向其中加NH4Cl（1mol／dm3）数滴，观察沉淀是否溶解？解释上述现象。

（3）同上取0．1mol／dm3Zn（NO3）25滴，加1滴0．1mol／dm3Na2S，观察沉淀的生成和颜色，再向其中加2mol／dm3HCl数滴，观察沉淀是否溶解，试解释之。

2）分步沉淀

取1滴Ag NO3（0．1mol／dm3）和3滴Pb（NO3）2于试管中，加3cm3去离子水稀释，摇匀，然后逐滴加0．1mol／dm3K2Cr O4，并不断搅拌，观察沉淀的颜色。继续滴加K2Cr O4溶液，沉淀颜色有何变化？根据沉淀颜色变化和溶度积计算，判断沉淀生成的先后次序。

3）沉淀转化

（1）取2滴0．1mol／dm3Ag NO3，加5滴0．1mol／dm3K2Cr O4，搅拌，观察沉淀的颜色。再加0．1mol／dm3Na Cl 5滴，搅拌，观察沉淀的颜色变化，解释现象并写出反应方程式。

（2）取0．1mol／dm3Zn（NO3）2溶液3滴，加0．1mol／dm3Na2S，观察沉淀的生成，然后逐滴加0．1mol／dm3Cu SO4溶液，并搅拌，观察沉淀颜色的变化？运用溶度积规则解释Zn S转化成Cu S的原因，并写出反应方程式。

五、思考题

（1）什么叫同离子效应？其对弱电解质解离度和难溶电解质溶解度各有什么影响？

（2）什么叫缓冲溶液？如何配制及计算缓冲溶液的p H值？缓冲溶液有何性质？

（3）实验室如何用固体Sb Cl3配制成所需浓度的溶液？

（4）何谓溶度积？怎样用溶度积规则判断难溶电解质的生成和溶解？分步沉淀和沉淀转化有何区别？本实验是如何来验证的？