配合物与沉淀溶解平衡之令狐文艳创作
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配合物与沉淀——溶解平衡一.实验目的1.加深理解配合物的组成和稳定性。
了解配合物形成时特征2.加深理解沉淀—溶解平衡和溶度积的概念。
掌握溶度积规则及其应用3.初步学习利用沉淀反应和配位溶解的方法,分离常见混合阳离子4.学习电动离心机的使用和固—液分离操作二.实验内容步骤现象反应方程式、解释或结论1.配合物的形成与颜色变化Fe3+ + nSCN-=[Fe(SCN)n]3-n[Fe(SCN)n ]3-n + 6F-= [FeF6]3-+nSCN-Cu2++4NH3= [Cu(NH3)4]2+不反应SO42- + Ba2+=BaSO4↓无水乙醇与水互溶使[Cu(NH3)4] SO4溶解度减小析出NiSO4+6NH3= Ni(NH3)6SO4Ni2++2NH3+2dmg=[Ni(dmg)2]↓+2NH4+(1)2d 0.1mol/LFeCl3+ 1d0.10mol/LKSCN→+ 0.5mol/L NaF→(3)几滴0.10mol/LCuSO4+ 6.0mol/LNH3·H2O至过量→+ 2.0mol/LNaOH→+ 0.10mol/LBaCl2→少量无水乙醇→(4))2d 0.10mol/LNiSO4+ 6mol.LNH3·H2O→+ 2d丁二酮肟试剂→血红色变无色浅蓝沉淀变为深蓝色溶液无现象出现白色沉淀蓝色沉淀析出溶液由绿色变为蓝色出现鲜红色沉淀2.配合物形成时难溶物溶解度的改变Cl- + Ag+ = AgCl↓ (白)AgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2 H2O[Ag(NH3)2]++2H++Cl-=AgCl↓+2NH4+(1)0.10mol/LNaCl + 0.10mol/LAgNO3 离心分离去清液+ 2.0mol/LNH3·H2O→+加入2.0mol/L硝酸→白色沉淀生成,加NH3·H2O沉淀溶解又生成白色沉淀(2)0.10mol/LAgNO3+0.10 mol/LNaCl→+6.0 M NH3·H2O→+0.10KBr→+ 1.0mol/LNaS2O3→白色↓沉淀溶解淡黄色↓沉淀溶解Cl- + Ag+ = AgCl↓ (白)AgCl+2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2 H2OBr- + [Ag(NH3)2]+=AgBr↓+2NH3AgBr+ 2S2O32-= [Ag(S2O3)2]3- + Br-+0.10mol/KI → +2.0mol/L KI → +0.10molNa 2S → 黄色↓ 沉淀溶解 黑色沉淀 I - + [Ag(S 2O 3)2]2-= AgI ↓+2S 2O 32- AgI + I -= [AgI 2]- 2 [AgI 2]-+S 2-=Ag 2S ↓+4 I --Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI)> Ksp(Ag 2S)3.螯合物形成及pH 的改变(1)pH 试纸+半滴甘油溶液+半滴0.1mol/LH 3BO 3溶液,记录重叠区和未重叠区处pH甘油:7 H 3BO 3:5 重叠区:4H 3BO 3+H 2O =H ++[B(OH)4]-H 3BO 3+C 3H 8O 3=[BO(C 3H 6O 3)]2-+2H 2O+H +(2)0.10mol/LCaCl 2 +0.10mol/LNa 2H 2Y 记录重叠区和未重叠区处pHCaCl 2:7 Na 2H 2Y :4 重叠区:3H 2Y 2- → HY 3- + H + Ca 2++H 2Y 2-=CaY 2-+2H +4.配合物形成时中心离子氧化还原性的改变H 2O 2不能氧化CoCl 2CoCl 2+NH 3.H 2O=CoOCl ↓+NH 4Cl Co 2++6NH 3·H 2O =6H 2O+[Co(NH 3)6]2+2[Co(NH 3)6]2++H 2O 2=2[Co(NH 3)6]3+ + 2OH -(1)2滴0.10mol/L CoCl 2 + 3%H 2O 2溶液→ (2)2滴0.10 mol/L CoCl 2+1.0mol/L NH 4Cl +6.0 mol/L NH 3·H 2O+ 3%H 2O 2溶液溶液呈粉色,无明显变化蓝色↓→绿色浑浊液→土黄色溶液→红褐色溶液 (3)铜屑+2mol 6.0mol/L HCl ,加热煮沸→ (4)铜屑+2mol 6.0mol/L HCl+硫脲,加热煮沸→无现象 产生气泡 不反应2Cu+8Tu+2H +=H 2↑+2[Cu(Tu)4]+5.沉淀的生成与溶解(1) 2d 0.01M.Pb(Ac)2 + 2d 0.05mol/L KI→+ 5mlH2O+少量 NaNO3(s)+过量2.0mol/LKI(2)2d 0.10M Na2S+2d 0.10MPb(NO3)2→+6.0mol/LHCl +6.0mol/LHNO3 (3)0.10mol/LK2CrO4+0.10mol/LPb(NO3)2→(4)0.10mol/L K2CrO4+0.10mol/L AgNO3→(5)0.10mol/LNaCl+0.10mol/LAgNO3→无色透明→黄色沉淀沉淀减少沉淀溶解沉淀溶解产生黑色沉淀无现象沉淀溶解产生乳黄色浑浊和红棕色气体黄色沉淀砖红色沉淀白色沉淀Pb2+ + 2I -= PbI2↓Q<Ksp,沉淀向溶解的方向移动盐效应PbI2+I-=PbI3-(生成络合物,沉淀消失)Pb2++S2-= PbS↓不反应3PbS+2NO3-+8H+=3Pb2++2NO↑+3S↓+4H2OPb2++CrO42-= PbCrO4↓2Ag++CrO42-= Ag2CrO4↓Ag++Cl-= AgCl↓6.分步沉淀.Pb2+ + S2-→ PbS ↓ (Ksp=9.04×10-29)Pb2+ + CrO42-→ PbCrO4↓ (Ksp=1.77×10-14)结论:溶度积常数小的沉淀先析出。
2-1 根据硬软酸碱原则,季铵正离子Q+属于哪种类型的离子?将以下负离子按照他们被Q+从水相提取到有机相时,从易到难的次序排列:令狐文艳3-6对硝基苯胺二氯化制2,6-二氯-4-硝基苯胺时,为何可制得高质量的产品?3-10写出制备2,6-二氯苯胺的其他合成路线的反应式3-12对叔丁基甲苯在四氯化碳中,在光照下进行一氯化,生成什么产物3-15写出由丙烯制1-氯-3-溴丙烷的合成路线,各步反应名称,主要反应条件,进行评论3-16由正十二醇制正十二烷基溴时,加入四丁基溴化铵起何作用反应,缩短时间。
3-17写出四种丁醇中的羟基被氯置换的活性次序3-18简述由甲苯制备以下卤化产物的合成路线,各步的反应的名称和主要反应条件3-19写出以邻二氯苯,对二氯苯或苯胺未原料制备2,4-二氯氟苯的合成路线,各步反应的名称,各卤化反应的主要反应条件3-22写出以下卤化反应的主要反应和反应类型3-27用氯气进行以下氯化反应,各有哪些相同点和不同点,列表说明(1)苯的氯化制一氯苯 (2)苯的氯化制六氯环己烷 (3)甲苯的氯化制一氯苯 (4)乙酸的氯化制一氯乙酸 (5) 甲烷的氯化制四氯化碳4-10简述由对硝基甲苯制备以下芳磺酸的合成路线,各步反应名称,磺化的主要反应条件4-11写出以下磺化反应的方法和主要反应条件4-13写出由苯制备4-氯-3-硝基苯磺酰氯的合成路线,各步反应名称,主要反应条件和产物的分离方法4-15写出由苯制苯胺-2,4-二磺酸的合成路线,各步反应名称,磺化反应的主要反应条件4-27写出以下连续磺化过程各用何种反应器为宜?(1)硝基苯用液体三氧化硫磺化制间硝基苯磺酸: (2) 2-萘酚在邻硝基乙苯中用氯磺酸磺化制2-羟基萘-1-磺酸:; (3)十二烷基苯用so3-空气混合物磺化制十二烷基苯磺酸; (4)萘用98%硫酸磺化制萘-2-磺酸钠; (5)甲苯用so3-空气混合物磺化制对甲苯磺酸5-5苯的一氯化制氯苯、苯的一磺化制苯磺酸和苯的一硝化制硝基苯,有哪些共同点?有哪些不同点?列表说明5-9简述由萘制备以下氨基苯磺酸的合成路线5-10简述由甲苯制备以下化合物的合成路线。
实验九配合物与沉淀溶解平衡试验九配合物与沉淀——溶解平衡一.实验目的:1.加深理解配合物的组成和稳定性。
了解配合物形成时特征2.加深理解沉淀—溶解平衡和溶度积的概念。
掌握溶度积规则及其应用3.初步学习利用沉淀反应和配位溶解的方法,分离常见混合阳离子4.学习电动离心机的使用和固—液分离操作二.实验原理:配合物石油形成体(又称为中心离子或原子)与一定数目的配位体(负离子或中性分子)。
以配位键结合而形成的一类复杂化合物,是路易斯(Lewis)酸和路易斯(Lewis)碱的加合物。
配合物的内层与外层之间以离子键结合,在水溶液中完全解离。
配位个体在水溶液中分步解离,其类似于弱电解质。
在一定条件下,中心离子。
配位个体和配位个体之间达到配位平衡。
例:Cu2+ + 4NH3 ——[Cu(NH3)4]2+相应反应的标准平衡常数KfQ。
成为配合物的稳定常数。
对于相同类型的配合物KfQ数值愈大就愈稳定。
在水溶液中,配合物的生成反应。
主要有配位体的取代反应和加合反应例:[Fe(SCN)n]3+ + ===[FeF6]3- + nScn-HgI2(s) + 2I- ==[HgI4]2-配合物形成时,往往伴随溶液颜色、酸碱性(即PH)。
难溶电解质溶解度,中心离子氧化还原的改变等特征。
2.沉淀—溶解平衡在含有难溶电解质晶体的饱和溶液中,难溶强电解质与溶液中相应离子间的多相离子平衡。
称为:沉淀—溶解平衡。
用通式表示如下;AnBn(s) == mAn+(ag) + nBm-(ag)其溶度积常数为:KspQ(AmBn)==[c(An+)/cQ]m[c(Bm-)/cQ]n沉淀的生成和溶解。
可以根据溶度积规则判断:J Q > KspQ 有沉淀析出、平衡向右移动JQ = KspQ 处于平衡状态、溶液为饱和溶液J Q < KspQ 无沉淀析出、或平衡向右移动,原来的沉淀溶解溶液PH的改变,配合物的形成发生氧化还原反应。
往往会引起难溶电解质溶解度的改变。
2005年全国高中化学竞赛(安徽赛区)初赛试题令狐文艳(考试时间 3小时,满分 150分)注意:答案必须写在答题卷上,写在试题卷上无效。
一、本题包括25小题,每小题2分,共50分。
每小题有1个或2个选项符合题意。
若该题只有1个选项合题意,多选或错选均不得分。
若该题有2个选项合题意,选对1个得1分,选对2个得2分;选错1个,该题不得分。
⒈我国有些煤矿的坑道中具有丰富的可燃性气体。
目前已建成利用坑道气的发电厂,这样既充分利用了能源,又保证了煤矿的安全生产,坑道中的可燃性气体是A.H2B.COC.CH4D. CH4和CO的混合气体⒉A是烷烃,B是单烯烃,B分子中的碳原子数比A分子中多。
常温下1L该混合气体充分燃烧可得到同温同压下的二氧化碳气体 2.5L,则原混合气体中A和B的组合方式可能有A.2和B.3和C.4和D.5和⒊某种混合气体,可能含有N2、HCl、CO。
把混合气体依次通过足量的NaHCO3溶液和灼热的CuO,气体体积都没有变化;再通过足量的Na2O2固体,气体体积减小;最后通过灼热的铜丝,经充分反应后气体体积又减小,但还有气体剩余。
以下对混合气体组分的判断中,正确是A.一定有N2、HCl,没有COB.一定有N2,CO和HCl中至少有一种C.一定有N2、CO和HClD.一定没有N2,CO和HCl中至少有一种⒋设硫酸为二元强酸,现有0.01mol/LH2SO4溶液滴定0.01mol/L NaOH溶液,中和后加至100mL。
若滴定终点判断有误差:①多加了1滴H2SO4溶液;②少加了1滴H2SO4溶液(1滴溶液的体积约为0.05mL),则①和②两种情况下溶液中[H+]之比的值是A.10B.50C.5×103D. 104⒌下列电子排布式中,属于第121号元素的是A.[118]5g18s2B.[118]8s28p1C.[118]7d18s2D.[118]6f18s2⒍在呈强酸性的无色溶液中,能大量共存的离子组是A.Al3+、Cu2+、SO42-、Cl-B.Na+、K+、CO32-、NO3-C.NH4+、Mg2+、SO42-、Cl-D.Ag+、Ca2+、Cl-、NO3-⒎已知在pH值为4左右的环境中,Ca2+、Fe2+几乎不水解,而Fe3+几乎完全水解。
试验九配合物与沉淀——溶解平衡一.实验目的:1.加深理解配合物的组成和稳定性。
了解配合物形成时特征2.加深理解沉淀—溶解平衡和溶度积的概念。
掌握溶度积规则及其应用3.初步学习利用沉淀反应和配位溶解的方法,分离常见混合阳离子4.学习电动离心机的使用和固—液分离操作二.实验原理:配合物石油形成体(又称为中心离子或原子)与一定数目的配位体(负离子或中性分子)。
以配位键结合而形成的一类复杂化合物,是路易斯(Lewis)酸和路易斯(Lewis)碱的加合物。
配合物的内层与外层之间以离子键结合,在水溶液中完全解离。
配位个体在水溶液中分步解离,其类似于弱电解质。
在一定条件下,中心离子。
配位个体和配位个体之间达到配位平衡。
例:Cu2++ 4NH3——[Cu(NH3)4]2+相应反应的标准平衡常数Kf Q。
成为配合物的稳定常数。
对于相同类型的配合物Kf Q数值愈大就愈稳定。
在水溶液中,配合物的生成反应。
主要有配位体的取代反应和加合反应例:[Fe(SCN)n]3++ ===[FeF6]3-+ nScn-HgI2(s) + 2I-==[HgI4]2-配合物形成时,往往伴随溶液颜色、酸碱性(即PH)。
难溶电解质溶解度,中心离子氧化还原的改变等特征。
2.沉淀—溶解平衡在含有难溶电解质晶体的饱和溶液中,难溶强电解质与溶液中相应离子间的多相离子平衡。
称为:沉淀—溶解平衡。
用通式表示如下;AnBn(s) == mA n+(ag)+ nB m-(ag)其溶度积常数为:Ksp Q(A m B n)==[c(A n+)/c Q]m[c(B m-)/c Q]n沉淀的生成和溶解。
可以根据溶度积规则判断:J Q> Ksp Q有沉淀析出、平衡向右移动J Q= Ksp Q 处于平衡状态、溶液为饱和溶液J Q< Ksp Q无沉淀析出、或平衡向右移动,原来的沉淀溶解溶液PH的改变,配合物的形成发生氧化还原反应。
往往会引起难溶电解质溶解度的改变。
实验一混凝沉淀实验令狐文艳1实验目的通过本实验希望达到下述目的:1. 学会求得最佳混凝条件(包括投药量、pH 值)的基本方法;2. 加深对混凝机理的理解。
2实验原理分散在水中的胶体颗粒带有电荷,同时在布朗运动及其表面水化膜作用下,长期处于稳定分散状态,不能用自然沉淀法去除,致使水中这种含浊状态稳定。
向水中投加混凝剂后,由于(1)能降低颗粒间的排斥能峰,降低胶粒的ζ电位,实现胶粒“脱稳”,(2)同时也能发生高聚物式高分子混凝剂的吸附架桥作用,(3)网捕作用,从而达到颗粒的凝聚,最终沉淀从水中分离出来。
由于各种原水有很大差别,混凝效果不尽相同,混凝剂的混凝效果不仅取决于混凝剂投加量,同时还取决于水的pH值、水流速度梯度等因素。
3实验装置与设备3.1 实验装置混凝实验装置主要是六联搅拌机。
搅拌机上装有电机调速设备。
3.2 实验设备及仪器仪表1. 混凝试验搅拌仪(MY3000-6)1台2. 浊度仪(2100N)1台3. 数显pH计(FE20/EL20)1台4. 温度计刻度0~100 ºC 1支5.精制硫酸铝Al2(SO4)3·18H2O国药集团北京化学试剂有限公司6.三氯化铁FeCl3·6H2O国药集团北京化学试剂有限公司4实验步骤混凝实验分为最佳投药量、最佳pH 值三部分。
在进行最佳投药量实验时,先选定一种搅拌速度变化方式和pH值,求出最佳投药量。
然后按照最佳投药量求出混凝最佳pH值。
最后根据最佳投药量、最佳pH值,在混凝实验中所用的实验药剂可参考下列浓度进行配制:1.Al2(SO4)3·18H2O浓度10gL-1;2.FeCl3·6H2O浓度10gL-1;3. HCI 10% (v/v);4. NaOH 10% (w/v)。
4.1 最佳投药量实验步骤1. 确定原水特征,即测定原水水样混浊度、pH值、温度。
2. 确定形成矾花所用的最小混凝剂量。
方法是通过慢速搅拌烧杯中50mL原水,并每次增加0.2mL混凝剂投加量,直至出现矾花为止。