酸碱平衡和沉淀平衡 配位平衡

酸碱平衡和沉淀平衡、配位平衡

实验目的

1.了解缓冲溶液的缓冲作用原理及配制。

2.掌握难溶电解质的多相离子平衡及沉淀的生成和溶解的条件。

3.了解配位平衡和沉淀反应、氧化还原反应、溶液的酸度的关系及平衡的移动。

实验原理

溶液中的离子平衡包括弱电解质的解离平衡和难溶电解质的沉淀溶解平衡及配合物的配位平衡等。

在弱电解质及其共轭酸（或共轭碱）的解离平衡或难溶电解质的沉淀溶解平衡体系中，加入具有相同离子的易溶强电解质，则平衡向左移动，产生使弱电解质的解离度或难溶电解质的溶解度降低的同离子效应。

由弱酸(或弱碱)及其盐等共轭酸碱对所组成的溶液(例如HAc —NaAc ，NH 3—NH 4C1，H 2PO 4-—HPO 42-等)，其pH 值不会因加入少量酸、碱或少量水稀释而发生显著变化，具有这种性质的溶液称为缓冲溶液。 根据溶度积规则可以判断沉淀的生成或溶解。当体系中离子浓度的幂的乘积大

于溶度积常数，即Q>K sp 有沉淀生成；Q

Q ＝K sp 时，则为饱和溶液。

配合物的组成一般可分为内界和外界两个部分。中心离子和配位体组成配合物的内界(一般为配离子或分子)；配合物中除中心离子和配位体以外的部分为外界。当简单离子(或化合物)形成配离子(或配合物)后，其某些性质会发生改变，如颜色，溶解度，氧化还原性质等。例如Fe 3+能使I -氧化为I 2，但当形成配离子(如FeF 64-)后，却能把I 2还原为I -。

配离子在溶液中同时存在着配合过程和离解过程，即存在着配位平衡，如：

Ag + + 2NH 3[Ag(NH 3)2]+

2323]][[])([NH Ag NH Ag K ++

=稳 K 稳称为稳定常数，不同的配离子具有不同的稳定常数，对于同种类型的配离子，K 稳值愈大，表示配离子愈稳定。

实验内容

1. 同离子效应和缓冲溶液

（1）同离子效应：在试管中加入0.1mol ·dm -3HAc2cm 3，再加入甲基橙指示剂1~2滴，摇匀，观察溶液的颜色，然后分盛两支试管，在其中一支试管中加入少量NH 4Ac(固)，摇动试管以促进溶解，观察溶液颜色的变化。

（2）缓冲溶液：在试管中加入0.1mol ·dm-3HAc 和0.1mol ·dm-3NaAc 各3cm3，配制成HAc~NaAc 缓冲溶液。加入百里酚蓝指示剂[1]数滴，混合后观察溶液的颜色。然后，把溶液分装在四支试管中(使体积大致相同)，在其中三支试管中分加入0.1mol ·dm-3HCl 、0.1mol ·dm-3NaOH 和H2O 各5滴，观察溶液颜色是否变化(与原配制的缓冲溶液的颜色比较)。再在已加入HCl 、NaOH 的试管中，分别继续加入过量的0.1 mol ·dm-3HCl 、NaOH ，

观察溶液的颜色变化。根据实验现象对缓中溶液的缓冲能力做出结论。

2、沉淀的生成、溶解和转化、均相沉淀法

(1)在两支试管中各加入0.1mol ·dm -3Pb(NO 3)25滴，然后向其中一支试管加入1mol ·dm -3KCl5滴，另一支试管加入0.01 mol ·dm -3KCl5滴，观察有无白色沉淀生成(不

产生沉淀的留作下一实验使用)。

(2)在上面实验未产生沉淀的试管中加入0.01mol·dm-3KI，观察现象。对以上实验现象进行解释，并写出离子反应方程式。

(3)设计一组实验，制备Mg(OH)2并证明它能溶于非氧化性稀酸和铵盐(进行解释)。

(4)用下列试剂，设计一组实验验证沉淀转化的规律。K2CrO4(0.1mol·dm-3)、AgNO3(0.1mol·dm-3)、NaCl(0.1mol·dm-3)、Na2S(0.1mol·dm-3)

（5）ZnCl2+ NaOH(0.1) = Zn(OH)2

ZnCl2 + (NH2)2CO(s) +H2O = Zn(OH)2+ [水浴加热]

3、配离子的生成和组成

取一支试管，加入0.1mol•dm-3CuSO4溶液1cm3，逐滴加入6mol•dm-3NH3•H2O，边加边振荡，开始时先生成浅蓝色Cu2(OH)2SO4沉淀，继续加入氨水，试管中的沉淀又溶解而生成深蓝色的Cu(NH3)42+溶液。写出反应方程式。

在试管中再多加一些氨水[2]，将此溶液分成三份，一份加入0.1mol•dm-3BaCl2，一份加入0.1mol•dm-3NaOH溶液，观察沉淀情况，另一份加少许无水乙醇，可看到蓝色硫酸四氨合铜的晶体。

取三支试管，加入少量0.1mol•dm-3CuSO4溶液，一份加入0.1mol•dm-3BaCl2，一份加入0.1mol•dm-3NaOH溶液，观察沉淀情况，另一份加少许无水乙醇，观察现象，写出反应式。

根据上面实验结果，说明此配合物[Cu(NH3)4]SO4的内界和外界的组成。

4、配合平衡的移动

(1)在试管中加入少量0.1mol•dm-3CuSO4溶液，滴加6mol•dm-3氨水至生成的沉淀刚好溶解为止。观察溶液颜色。然后将此溶液加水稀释，观察沉淀又复生成，解释以上现象。

(2)在试管中按上面试验制取含Cu(NH3)42+配合物的溶液。接着逐滴加入2mol•dm-3H2SO4，观察现象，解释之。

5、配合物的生成对物质性质的影响

（1）酸性的影响

硼酸+甘油

（2）溶解度的影响

Cu2+溶液滴加NaOH溶液，现象，再滴加过量的NaOH，观察现象，解释现象。

（3）氧化还原性的改变

在试管中加入少量0.1mol•dm-3FeCl3溶液，加2滴0.1mol•dm-3KI溶液，然后加入5~6滴CCl4振荡后观察CCl4层的颜色，写出反应式。

以K3[Fe(CN)6]溶液代替FeCl3溶液，做同样的试验，观察现象，比较二者有何不同，并解释之。