溶液中的离子平衡
实验目的
1．加深对单相、多项离子平衡及其移动的基本原理和规律的理解。 2．学会缓冲溶液的配制并验证其性质。
3．熟悉pHS-3B 型酸度计测定溶液的pH 值。 4．掌握试剂的取用和试管的使用等基本操作。
实验原理
在工农业生产、科学研究及日常生活中，许多化学反应都是在水溶液中进行的。参与这些反应的物质主要是酸、碱和盐，它们都是电解质，因而了解电解质在水溶液中的反应规律是很有意义的。
一、弱电解质的同离子效应和缓冲溶液
在弱电解质的溶液中，存在着弱电解质的解离平衡，如
HAc H Ac +-+ 在该平衡体系中，加入含有与弱电解质相同离子的易溶强电解质（如NaAc ），则解离平衡向
生成弱电解质（HAc ）的方向移动，使弱电解质的解离度降低，这种现象称为同离子效应。
弱酸及其盐（如HAc 和 NaAc ）或弱碱及其盐（如氨水和NH 4Cl ）的混合溶液，能在一定程度上对外来的的酸或碱起到缓冲作用，即外加少量酸、碱或稀释时，此混合溶液的pH 值基本不变，这种溶液叫做缓冲溶液。
若缓冲溶液由弱酸及其盐组成，则其pH 值可用下式计算：
pH=p K a - lgc(酸)/c(盐)
若所配制的缓冲溶液是由相同浓度的的弱酸及其盐按不同体积直接混合而成时，则可按下式计算其酸和盐的体积比：
pH=p K a -lgV(酸)/V(盐) 二、难溶电解质的多相离子平衡及其移动
在难溶电解质的饱和溶液中，存在着未溶解的固体和它的溶液中相应离子的平衡：
A m
B n m A n++n B m-
K sp θ(A m B n ) = c m (A n +)c n (B m -)
根据溶度积规则：
c m (A n +)c n (B m -) > K sp θ，溶液过饱和，生成沉淀 c m (A n +)c n (B m -) = K sp θ，饱和溶液
c m (A n +)c n (B m -) < K sp θ，溶液未饱和，无沉淀生成 可以判断沉淀生成和溶解。
如果溶液中同时含有数种离子，当逐步加入某种沉淀剂可能与溶液中的几种离子发生反应而产生几种沉淀时，首先达到溶度积的难溶盐便先沉淀出来，这种现象称为分步沉淀。 把一种沉淀转化为另一种沉淀的过程叫做沉淀转化。一般来说，溶解度较大的难溶电解质容易转化为溶解度较小的难溶电解质。
实验内容
一、弱酸、弱碱的解离平衡及其移动
1. 在一试管中加入0.1mol ⋅L -1HAcmL,加入甲基橙指示剂①2滴。摇匀，观察溶液的颜色。然后把该溶液分盛两支试管里，在其中一支试管中加入少量NH 4Ac 固体，摇动试管促使NH 4Ac 晶体溶解，观察溶液的颜色，并与另一试管溶液的颜色相比较，解释现象。
2. 试以0.1mol ⋅L -1 NH 3⋅H 2O 为例，自己设计一个实验，以验证同离子效应使NH 3⋅H 2O 的解离度降低（应选用哪种指示剂？）。
二、缓冲溶液的配制及其pH值的测定
1. 缓冲溶液的配制。分别取0.1mol⋅L-1 HAc溶液10.0 mL和0.1 mol⋅L-1 NaAc溶液10.0 mL，置于小烧杯中，混合均匀后用酸度计测其pH值。
2. 缓冲溶液的性质（两人一组合作）。在甲同学配制的缓冲溶液中加入1 mL 0.1 mol⋅L-1 HCl
溶液,用酸度计测其pH值；然后再加入8 mL 0.1 mol⋅L-1 HCl溶液,测定其pH值。
在乙同学配制的溶液中加入1 mL 0.1 mol⋅L-1 NaOH溶液,用酸度计测定其pH值；然后再加入8 mL 0.1 mol⋅L-1 NaOH溶液，测定其pH值。
3. 在一试管中加入5 mL 0.1 mol⋅L-1 HAc溶液和5 mL 0.1 mol⋅L-1NaAc溶液，配成10 mL缓冲溶液，加入百里酚蓝指示剂5~6滴，观察溶液的颜色。然后，将其均分在4支试管中，在其中3支试管中分别加入5滴0.1 mol⋅L-1 HCl、0.1 mol⋅L-1 NaOH和水，观察溶液颜色是否改变。然后，再向加入0.1 mol⋅L-1 HCl和0.1 mol⋅L-1 NaOH溶液的两支试管中分别加入过量的0.1 mol⋅L-1 HCl和
0.1 mol⋅L-1 NaOH溶液。观察溶液颜色的变化，根据实验现象作出结论。
三、多相离子平衡
（一）沉淀的生成和溶解
1. 取两支试管各分别加入5滴0.1 mol⋅L-1 Pb(NO3)2溶液，然后在一支试管中加入5滴1 mol⋅L-1 KCl溶液，在另一支试管中加入5滴0.01 mol⋅L-1 KCl溶液，观察有无PbCl2白色沉淀生成（不产生沉淀的那一试管溶液留作下一实验用）。写出有关的离子反应方程式。用溶度积原理解释实验现象。
在此实验中未产生沉淀的试管里滴加0.01 mol⋅L-1 KI溶液,观察有无PbI2沉淀生成,写出有关的离子反应方程式。
2. 向两支试管中分别加入2 mL 0.1 mol⋅L-1 MgCl2溶液，均再加入数滴2 mol⋅L-1 NH3⋅H2O溶液,观察沉淀的生成。然后向其中一试管里加入少量NH4Ac晶体，向另一试管中加入少量2 mol⋅L-1 HCl 溶液，振荡试管，观察沉淀的溶解，解释实验结果。
3. 今有失去标签的两瓶无色溶液AlCl3和MgCl2，试用2 mol⋅L-1 NH3⋅H2O溶液和NH4Ac晶体鉴别之。
（二）分步沉淀
取1滴0.1 mol⋅L-1AgNO3溶液和1滴0.1 mol⋅L-1 Pb(NO3)2溶液于一试管中，加入2 mL 蒸馏水稀释，振荡均匀后逐滴加入0.01 mol⋅L-1 K2CrO4溶液,并不断振荡试管，观察沉淀的颜色。继续滴加0.1 mol⋅L-1 K2CrO4溶液，再观察沉淀的颜色。根据生成沉淀颜色的先后顺序，判断哪一种难溶物先沉淀？
（三）沉淀的转化
在试管中加入4~5滴0.1 mol⋅L-1 K2CrO4溶液，再加入4~5滴0.1 mol⋅L-1AgNO3溶液，观察沉淀的颜色。然后加入0.5mol⋅L-1 NaCl溶液数滴，观察沉淀颜色的变化。写出离子反应方程式。
