硼碳硅
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实验名称:硼碳硅
一、实验目的
1.掌握二氧化碳,碳酸盐和酸式碳酸盐再水溶液中互相转化的条件
2.掌握硼,硅的相似相异性,进一步理解元素的对角线关系
3.掌握硅酸盐及硼酸盐的性质
二、实验用品
1.仪器:试管,玻璃棒,汽水瓶,烧杯,滤纸,漏斗,水浴锅,胶头滴管,蒸发皿,火柴,环形镍络丝,酒精灯,PH试纸
2.试剂:H2SO4(6mol/L,浓),HCl(6.0mol/L,浓),新制饱和石灰水,Na2CO3(0.1mol/L),NaHCO3(0.1mol/L),Na2Si)3(0.5mol/L,20%(m)),NH4Cl(饱和),
Na2B4O7·10H2O(s),H3BO3(s),Cr2O3,CaCl2,CuSO4·5H2O,NiSO4·7H2O,ZnSO47H2O,FeCl3·6H2O,MnSO4,Co(NO3)2,乙醇,甘油,白糖,果味香精,柠檬酸,活性炭,甲基橙,碳酸氢钠
三、实验原理及步骤
实验内容实验原理实验结果及照片结论
PH试纸测定
0.1mol/LNa2CO3溶液和NaHCO3溶液的PH CO32-+H2O→HCO3-+OH-
HCO3-+H2O→OH-+H2CO
HCO3→CO32-+H+
测得PH值均为
8,其水解呈碱
性
加热2gNa2CO3(s)或NaHCO3(s)将生成气体通入石灰水中观察结果2NaHCO3→
Na2CO3+CO2+H2O
Ca(OH)2+CO2→
CaCO3+H2O
NaHCO3加热产
生的气体使溶
液变浑浊
Na2CO3(s) 加热
不产生使溶液
变浑浊的气体
2gNaHCO3+2gC6H8O7+冷开水、白糖、香精(制汽水)3NaHCO3+C6H8O7→
C6H5O7Na+3H2O+3CO2
产生的CO2气体
冒出
30ml水+5g红糖加热溶解+1g活性炭趁热过滤,自然冷却(红糖制白糖)红糖中的色素体积较
大,易吸附
红糖制成白糖
少量硼酸晶体+少许乙醇+几滴浓硫酸,点燃H3BO3+3C2H5OH→B
(OC2H5)3+3H2O
出现绿色火焰
1g硼砂+2ml蒸馏水,加热溶解,测PH值。
再加入
6mol/LH2SO41ml,冰水中冷却搅拌。
Na2B4O7+H2SO4(浓)
+5H2O→4H3BO3+Na2SO4硼砂的PH值约为8
有白色晶体析出
硼砂在水中水
解显碱性。
酸性
条件下析出
H3BO3
1ml饱和硼酸,测PH 加入一滴甲基橙,将溶液分成两份,一份加10滴甘油H3BO3+H2O→B(OH)4-+H+
H3BO3+2CH2OH-CHOH-CH
2OH→(CHO-CHOH-CHO)
2B+4H2O
羟基醇与硼酸发生加
合反应,使酸性增强
饱和硼酸的PH约为4
(红色的为加
入了甘油的,黄
色的为加入了
硼酸的)
硼酸是很弱的
酸,加入多元醇
后形成醇酯后
酸性加强。
环形镍铬丝蘸取浓HCl酒精灯灼烧至无色,蘸取少量硼砂,灼烧至玻璃状。
烧红的硼砂蘸取少量Co (NO3)2·6H2O或Cr2O3烧至熔融冷却后观察Na2B4O7→2NaBO2+B2O3
B2O3+MO→M(BO2)2
硼砂珠为白色玻璃状
Cr2O3灼烧后为绿色
PH试纸测20%Na2SiO3 1ml0.5mol/LNa2SiO3+ 2ml饱和NH4Cl用湿润PH试纸测气体酸碱性SiO32-+H2O→
H2SiO3+2OH-
SiO32-+2NH4+→
H2SiO3+2NH3
Na2SiO3水解后
值PH约为13。
与NH4Cl生成氨
气为碱性
1ml0.5mol/LNa2SiO3+ CO2Na2SiO3+CO2+H2O→
H2SiO3+Na2CO3生成硅酸凝胶
反应生成的
H2SiO3为凝胶
1ml0.5mol/LNa2SiO3+ 0.5mol/LHCl使
PH=6~9可适当加热Na2SiO3+2HCl→
2NaCl+H2SiO3生成硅酸凝胶
反应生成的
H2SiO3为凝胶
水中花园(括号内为该金属硅酸盐颜色):25ml20%Na2SiO3+CaCl2 (白色丝状),+CuSO4(蓝色),+Co(NO3)2(深蓝色),+MnSO4(白色),+ZnSO4(白色针状),+FeCl3(棕色),+NiSO4·7H2O(绿色)M2++SiO32-→MSiO3 大多数的硅酸
盐溶解度小,在
盐固体表面生
成并向外长大。