实验十七++p区非金属元素(二)(硅、硼).doc

实验十七p区非金属元素(二)(硅、硼)实验十七p区非金属元素(二)(硅、硼)[实验目的]1、掌握硅酸盐,硼酸及硼砂的主要性质。2、练****硼砂珠的有关实验操作。[实验用品]见教材。[实验内容]一、硅酸与硅酸盐1、硅酸水凝胶的生成-1往2mL20%硅酸钠溶液中滴加6mol?L盐酸,观察反应物的颜色、状态。现象:该反应生成HSiO为胶体,为半凝固状态,是软而透明且具有弹性的硅酸凝胶。23总结:HSiO称为偏硅酸,是正硅酸(HSiO)脱水产物,单个HSiO分子溶于水,通常234423情况下,HSiO经缩合形成溶胶,将硅酸凝胶洗涤,干燥胶水后,即成为多孔性固体,称23为硅胶。2、微溶性硅酸盐的生成在100mL的小烧杯中加入约50mL20%的硅酸钠溶液,然后把***化钙、***钴、硫酸铜、硫酸镍、硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、三***化铁固体各一小粒投入杯内(注意各固体之间保持一定间隔),放置一段时间后观察有何现象发生。反应方程式如下所示:CaCl+NaSiO=CaSiO+2NaCl(白色微溶物)2233Co(NO)+NaSiO=CoSiO+2NaNO(紫色微溶物)322333NiSO+NaSiO=NiSiO+NaSO(翠绿)42334ZnSO+NaSiO=ZnSiO+NaSO(白色)42334MnSO+NaSiO=MnSiO+NaSO(肉红)42334FeSO+NaSiO=FeSiO+NaSO(淡绿)42334Fe(SO)+NaSiO=Fe(SiO)+NaSO(棕褐色)243232334现象:在NaSiO溶液中,生成五颜六色的向上生长的化学树,俗称水中花园。23总结:硅酸盐除碱金属以外,其它金属的硅酸盐都不溶于水。形成水中花园的原因是(以CoCl为例):将CoCl固体投入NaSiO溶液时,CoCl晶体表面稍微有些溶解,整个CoCl2223222+2-晶体被盐溶液包围,此时,Co与SiO根反应,在晶体周围形成硅酸钴的薄膜,这些金3属的硅酸盐薄膜是难溶于水的,而且具有半透性。在半透膜内是溶解度大的金属盐,外面是NaSiO溶液,因此,膜内易形成盐的浓溶液,由于存在渗透现象,薄膜外的水不断地23透过膜而进入到膜内,内部产生极大的压力,此种压力,在半透膜的任何点都是一样的,但由于外液的水压在膜的上部就比较小,所以水压小的上部半透膜破裂,在破裂的地方金属盐溶液逸出,与薄膜外的NaSiO溶液作用,在上部又形成新的难溶硅酸钴半透膜,如23此反复破裂,反复形成,则不断向上生长,直至NaSiO液面,最后各晶体形成水中花园。23影响水中花园的因素:?温度,温度高,生长快。?浓度,NaSiO的浓度大,生长速度快,晶体上芽数目少。23?阴离子,同种盐,其阴离子不同,生长速度,芽的形状和数目不同。?溶解度,溶解度过小的盐不长芽,过大的不产生的美丽的芽。二、硼酸及硼酸的焰色鉴定反应1、硼酸的性质取1mL饱和硼酸溶液,用pH试纸测其pH。在硼酸溶液中滴入3,4滴甘油,再测溶液的pH。-10现象:硼酸饱和溶液,其pH,7,呈酸性,Ka为6×10,加入3到4洋甘油后,其pH值1-6降低,酸性增强,×10。该实验说明硼酸具有什么性质,总结:硼酸为一元弱酸,其呈酸性是因为硼原子为缺电子原子,加合来自水分子的氢氧根而释出氢离子,加入多羟基化合物,可使硼酸的酸性大为增强。[思考题]为什么说硼酸是一元酸,在硼酸溶液中加入多羟基化合物后,溶液的酸度会怎样变化,为什么,2、硼酸的鉴定反应在蒸发皿中放入少量硼酸晶体,1mL乙醇和几滴和几滴浓硫酸。混合后点燃,观察火焰的颜色有何特征。反应如下:HBO+CHCHOH=BOCHCH+HO3332232现象:点燃,BOCH酯放出特殊绿色火焰。25总结:B(OH)与醇在浓硫酸作用下,生成硼酸酯。燃烧放出特殊绿色火焰,该焰色用3于硼酸或硼酸根的鉴别。三、硼砂珠试验1、硼砂珠的制备-1用6mol?L盐酸清洗铂丝,然后将其置于氧化焰中灼烧片刻,取出再浸入酸中,如此重复数次直至铂丝在氧化焰中灼烧不产生离子特征的颜色,表示铂丝已经洗干净了。将这样处理过的铂丝蘸上一些硼砂珠固体,在氧化焰中灼烧并熔融成圆珠,观察硼砂的颜色、状态。硼砂为亮白色球体。2、用硼酸珠鉴定钴盐和铬盐用烧热的硼砂珠分别沾上少量***钴和三***化铬固体,熔融之。冷却后观察硼砂珠的颜色,写出相应的反应方程式。反应方程式如下:NaBO+Co(NO)=CoBO+2NaNO247324733NaBO+2CrCl=Cr(BO)+6NaCl24732473[实验****题]1、设计三种区别***钠和亚***钠的方案。2、用酸溶解磷酸银沉淀,在盐酸、硫酸、***中选用哪一种最适宜,为什么,3、通过实验可以用几种方法将无标签的试剂磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠一一鉴别出来,4、为什么装有水玻璃的试剂瓶长期敞开瓶口后水玻璃会变混