碱金属和碱土金属的性质

实验八　碱金属和碱土金属的性质

一、实验目的

1．了解钠、镁的活泼性。

2．了解镁、钙、钡的草酸盐、碳酸盐、铬酸盐和硫酸盐的溶解性。

3．熟悉焰色反应的操作，并熟悉使用金属钠、钾的安全措施。

二、仪器和药品

1．仪器:烧杯（150ml）、小试管、坩埚、漏斗、镊子、镍丝、钴玻璃、滴管、试管夹。

2．药品:钠、镁粉、Na₂O₂、1mol/L H₂SO₄、2mol/L HCl、2mol/L HAc、2mol/L NaOH（新配）、2mol/L NH₃·H₂O、1mol/L LiCl、1mol/L NaCl、1mol/L KCl、1mol/L MgCl₂、1mol/L CaCl₂、0．1mol/L CaCl₂、1mol/L SrCl₂、0．1mol/L SrCl₂、0．1mol/L BaCl₂、1mol/L BaCl₂、饱和（NH₄）₂ C₂O₄、饱和NH₄Cl、1mol/L Na₂SO₄、饱和（NH₄）₂SO₄、0．1mol/L Na₂CO₃、0．1mol/L KMnO₄、饱和NaHC₄H₄O₅、酚酞、镁试剂。

五种鉴别溶液:MgSO₄、BaCl₂、KCl，K₂SO₄、MgCl₂。

三、实验内容

1．金属与水反应

（1）钠与水反应:用镊子取一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，放入盛水的烧杯中，观察现象，反应完毕，滴入1滴酚酞后，有何变化?写出化学反应方程式。

（2）镁与水反应:用牛角勺一端取少量镁粉，放入1支试管中，加入少量水，观察现象，然后将试管加热，观察现象，滴入1滴酚酞后，有何变化?写出化学反应方程式。

2．过氧化钠的性质

用牛角勺一端取少量Na₂O₂固体，置于1支试管中，加入少量水，观察现象，解释原因。用火柴余烬检验氧气和用pH试纸检验溶液的酸碱性，然后在此溶液中加入1mol/L H₂SO₄使呈酸性，再加1滴0．1mol/L KMnO₄溶液，观察现象，解释原因。

3．碱土金属氢氧化物

（1）氢氧化镁的生成和性质:在3支试管中，各加入0．5ml 1mol/L MgCl₂溶液，再各加4～5滴2mol/L NaOH溶液，观察生成的氢氧化镁的颜色和状态。然后分别试验它与饱和NH₄Cl、2mol/L HCl和2mol/L NaOH的溶液的作用。观察反应现象，写出反应式，并加以解释。

（2）Mg²⁺的鉴定反应:在试管中加2滴0．5mol/L MgCl₂溶液，再加6mol/L NaOH溶液，直到生成絮状的Mg（OH）₂沉淀为止。然后加1滴镁试剂，搅拌，观察有何现象（可与蒸馏水作对比）。

4．碱金属的微溶盐

在1支试管中，加入0．5ml 1mol/L KCl溶液，再加入0．5ml饱和酒石酸钠（NaHC₄H₄O₅）溶液，放置数分钟，如无晶体析出，可用玻璃棒摩擦试管内壁，观察现象。

5．碱土金属的难溶盐

（1）碳酸盐:在1支试管中加入2～3滴0．1 mol/L MgCl₂溶液，再加入1滴1 mol/L Na₂CO₃溶液，观察白色胶状的Mg₂（OH）₂CO₃生成。再继续滴加1mol/L Na₂CO₃，由于生成［Mg（CO₃）₂］^2－配离子，所以沉淀又重新溶解。

（2）草酸盐:在2支试管中分别加入0．1mol/L CaCl₂、BaCl₂溶液，再各加入饱和（NH₄）₂C₂O₄溶液几滴，观察有无沉淀产生。

（3）硫酸盐:在2支试管中分别加入1mol/L CaCl₂和0．1mol/L BaCl₂溶液约0．5ml，再各加入1mol/L Na₂SO₄溶液几滴，观察有无沉淀产生。

6．焰色反应

取1条镍丝，蘸浓HCl溶液在氧化焰中烧至近无色，再蘸1mol/L LiCl，在氧化焰中灼烧，观察火焰颜色。试验完毕，再蘸浓HCl溶液，并烧至近无色。以同法试验KCl、CaCl₂、SrCl₂、BaCl₂、NaCl等溶液。在观察钾盐的焰色时要用一块钴玻璃滤光后观察。这些金属在火焰中的颜色为锂呈红色，钾呈紫色，钙呈橙红色，锶呈洋红色，钡呈绿色，钠呈黄色（专用1根镍丝试验钠盐）。

四、实验讨论

现有五瓶没有标签的溶液，分别是MgSO₄、KCl、BaCl₂、MgCl₂、K₂SO₄，设法通过化学方法鉴别。

［注意事项］

金属钠遇水会引起爆炸，在空气中也立即被氧化。所以通常保存在煤油或石蜡油中，安放在阴凉处。使用时，应在煤油中切割成小块，用镊子夹取，并用滤纸把煤油吸干，切勿与皮肤接触。未用完的金属碎屑不能乱丢，可加少量酒精，使其缓慢分解。