思考与习题 1.为什么当(C02+瓶+塞子)达到恒重时，即可以为锥形中已充 满C02气体？ 2.为什么(C02+瓶+塞子)的质量要在分析天平上称重，而（水+ 瓶+塞子)的质量则可以在台秤上称量？ 3.为什么在计算锥形瓶的容量时不考虑空气的质量，而在计算C0 的质量时却要考虑空气的质量？ 4.讨论C0,的净化干燥的原理。 5.做好本实验的关键有哪些？如何减少实验误差？ 6.指出实验装置图中各部分的作用并写出有关反应方程式。 附注 基本知识一气压计的使用 气压计是用来测量大气压的仪器。气压计的种类很多，这里介绍本 系无机化学实验室中使用的福廷式气压计。它是以水银柱平衡大气压 力，水银柱的高度即表示大气压的大小。其主要结构是一根一端密封的 玻璃管，里面装水银。开口的一端插入水银槽内，玻璃 管顶部水银面以上的空室是真空。当拧松通气钉，大气 压力就作用在水银槽内的水银面上，使玻璃管中的水银 柱升高，水银 柱高度即与大气压平衡。扭转游标尺调节手柄使游标尺 零线基面与 玻璃管内水银柱弯月面相切，即可进行读数。 当大气压发生变化时，玻璃管内水银柱的高度与水 银槽内水银 液面的位置也发生相应的变化。由于在计算气压表的游 标尺时已补 偿了水银槽内水银液面的变化量，因而游标尺所示值经订正后，即为当时的大气压值。 附属温度表是用来测定玻璃管内水银柱和外管的温度，以便对气压计的示值进行温 度校正。 压计的观测按下列步骤进行： ①气压计必须垂直安装。旋转汞液面调节螺丝，使皮囊上方汞槽内汞面与象牙针恰 好相接触。用手指轻敲外管，使玻璃管内水银柱的弯月面处于正常状态。 ②转动标尺调节手柄，使游标尺移到稍高于水银柱的位置。慢慢移下游标尺，使游 标尺基面与水银弯月面顶端刚好相切。 ③在刻度标尺上，读取游标尺零线以下最接近的毫米整数，再读游标尺上正好与刻 度上某一刻度相吻合的刻度的数值，即为毫米读数的十分位小数。 ④读取附属温度表的温度，准确到0.1℃。 6
6 思考与习题 1.为什么当（CO2 + 瓶 + 塞子）达到恒重时，即可以为锥形中已充 满 CO2 气体？ 2．为什么(CO2 + 瓶 + 塞子)的质量要在分析天平上称重，而(水 + 瓶 + 塞子)的质量则可以在台秤上称量？ 3．为什么在计算锥形瓶的容量时不考虑空气的质量，而在计算 CO2 的质量时却要考虑空气的质量？ 4．讨论 CO2 的净化干燥的原理。 5．做好本实验的关键有哪些？如何减少实验误差？ 6．指出实验装置图中各部分的作用并写出有关反应方程式。 附注 基本知识－气压计的使用 气压计是用来测量大气压的仪器。气压计的种类很多，这里介绍本 系无机化学实验室中使用的福廷式气压计。它是以水银柱平衡大气压 力，水银柱的高度即表示大气压的大小。其主要结构是一根一端密封的 玻璃管，里面装水银。开口的一端插入水银槽内，玻璃 管顶部水银面以上的空室是真空。当拧松通气钉，大气 压力就作用在水银槽内的水银面上，使玻璃管中的水银 柱升高，水银 柱高度即与大气压平衡。扭转游标尺调节手柄使游标尺 零线基面与 玻璃管内水银柱弯月面相切，即可进行读数。 当大气压发生变化时，玻璃管内水银柱的高度与水 银槽内水银 液面的位置也发生相应的变化。由于在计算气压表的游 标尺时已补 偿了水银槽内水银液面的变化量，因而游标尺所示值经订正后，即为当时的大气压值。 附属温度表是用来测定玻璃管内水银柱和外管的温度，以便对气压计的示值进行温 度校正。 压计的观测按下列步骤进行： ①气压计必须垂直安装。旋转汞液面调节螺丝，使皮囊上方汞槽内汞面与象牙针恰 好相接触。用手指轻敲外管，使玻璃管内水银柱的弯月面处于正常状态。 ②转动标尺调节手柄，使游标尺移到稍高于水银柱的位置。慢慢移下游标尺，使游 标尺基面与水银弯月面顶端刚好相切。 ③在刻度标尺上，读取游标尺零线以下最接近的毫米整数，再读游标尺上正好与刻 度上某一刻度相吻合的刻度的数值，即为毫米读数的十分位小数。 ④读取附属温度表的温度，准确到 0.1℃
水银气压计因受温度和纬度等的影响，有一定的误差，当需要精密的气压数值时， 则需做温度、器差、重力等项校正，但由于校正后的数值和气压表读数相差很小，在通 常情况下可不进行校正。 实验氯化钠的提纯 实验目的 1.掌握用化学方法提纯NaC1的原理和方法。 2.学习溶解、沉淀、过滤、抽滤、蒸发浓缩、结晶和烘干等操作。 3.了解沉淀溶解平衡原理的应用，学习在分离提纯物质过程中，定性检验某种物 质是否已除去的方法。 实验原理 化学试剂或医用的CI都是以粗盐为原料提纯的。粗盐中除了含有泥沙等不溶性 杂质外，还含有C2、Mg*、K*、S02等相应盐类的可溶性杂质。泥沙等不溶性杂质可 将氯化钠溶于水后，用过滤的方法除去，Ca2+、Mg2+和S02-等可溶性杂质离子则要用化 学处理方法才能除去。具体方法是： 先加入稍过量的BaCh溶液，使溶液中的SO2转化为BaSO:沉淀 Ba2*+S042-=BaSO4 然后再溶液中加入Na2CO,溶液，除去Ca2+,Mg*和过量的Ba2 Ca2++CO32-=CaCO3l 2Mg2++20H-+CO32-=Mg2(OH)2CO3 Ba2++C032-=BaSO4l(多余的Ba2+) 过量的N2CO,溶液用盐酸中和。粗盐中的K与这些沉淀剂不起作用，仍留在溶液 中。由于KCI的溶解度比NaCI的大，而且在粗盐中的含量较少，所以在蒸发浓食盐溶 液时，NaC1结品出来，KCI仍留在母液中，抽滤除去。 实验步骤 1.用托盘天平称取7g粗盐，放入100ml烧杯中，加入30ml水，搅拌并加热使其 溶解，至沸腾时，边搅拌边滴加1molL1BaCh溶液(20滴)，继续加热3mim。 停止加热，让溶液静置，在上层澄清中加1-2滴BaCh溶液，若无沉淀产生，示S042 己除尽：若有沉淀，需再加BaCh至SO42-沉淀完全。 2.除去Ca2+M巴+和过量Ba2+:将上述混合物加热至沸腾，边搅拌边滴加饱和Na2CO 溶液，直至沉淀完全。用普通漏斗过滤，保留母液。 7
7 水银气压计因受温度和纬度等的影响，有一定的误差，当需要精密的气压数值时， 则需做温度、器差、重力等项校正，但由于校正后的数值和气压表读数相差很小，在通 常情况下可不进行校正。 实验 氯化钠的提纯 实验目的 1．掌握用化学方法提纯 NaCl 的原理和方法。 2．学习溶解、沉淀、过滤、抽滤、蒸发浓缩、结晶和烘干等操作。 3．了解沉淀溶解平衡原理的应用，学习在分离提纯物质过程中，定性检验某种物 质是否已除去的方法。 实验原理 化学试剂或医用的 NaCl 都是以粗盐为原料提纯的。粗盐中除了含有泥沙等不溶性 杂质外，还含有 Ca 2+、Mg2+、K+、SO4 2-等相应盐类的可溶性杂质。泥沙等不溶性杂质可 将氯化钠溶于水后，用过滤的方法除去，Ca 2+、Mg2+和 SO4 2-等可溶性杂质离子则要用化 学处理方法才能除去。具体方法是： 先加入稍过量的 BaCl2 溶液，使溶液中的 SO4 2-转化为 BaSO4 沉淀， Ba 2+ + SO42- = BaSO4↓ 然后再溶液中加入 Na 2CO3 溶液，除去 Ca 2＋，Mg2＋和过量的 Ba 2＋ Ca 2+ + CO3 2- = CaCO3↓ 2Mg2+ + 2OH- + CO3 2- = Mg2(OH)2CO3↓ Ba 2+ + CO3 2- = BaSO4↓（多余的 Ba 2+） 过量的 Na 2CO3 溶液用盐酸中和。粗盐中的 K ＋与这些沉淀剂不起作用，仍留在溶液 中。由于 KCl 的溶解度比 NaCl 的大，而且在粗盐中的含量较少，所以在蒸发浓食盐溶 液时，NaCl 结晶出来，KCl 仍留在母液中，抽滤除去。 实验步骤 1．用托盘天平称取 7g 粗盐，放入 100ml 烧杯中，加入 30ml 水，搅拌并加热使其 溶解，至沸腾时，边搅拌边滴加 1mol.L-1 BaCl2 溶液（20 滴），继续加热 3min。 停止加热，让溶液静置，在上层澄清中加 1~2 滴 BaCl2 溶液，若无沉淀产生，示 SO4 2- 已除尽；若有沉淀，需再加 BaCl2 至 SO4 2-沉淀完全。 2．除去 Ca 2+、Mg2+和过量 Ba 2+：将上述混合物加热至沸腾，边搅拌边滴加饱和 Na 2CO3 溶液，直至沉淀完全。用普通漏斗过滤，保留母液
3.用HC1调酸度，除去C032:在滤液中滴加2 mol.L-HC1溶液，搅匀，用玻璃棒 蘸取母液在pH试纸上检验，直至pH为3一4左右。 4.加热，蒸发，结晶：将滤液倒在蒸发皿中，用小火加热蒸发，浓缩至稀糊状（勿 蒸干)，停止加热，冷却、结品、抽滤。用少量2：1酒精洗涤沉淀，抽干。 5.烘干：将抽滤得到的NaC1晶体，在干净干燥的蒸发皿中小火烘干，冷却，称重 一g,计算产率。 6.产品纯度的检验 称取粗盐和精盐各0.5g,分别用5ml蒸馏水溶解各用。 (1)SO42-的检验：各取上述两种盐溶液1ml,各加2滴1molL~BaCh溶液，观察 有无白色BaSO4沉淀。 (2)Ca2*的检验： 各取上述两种盐溶液1ml,各加几滴2molL-1HAc酸化，分别滴加3一4滴饱和 NH4hC2O:溶液，观察有无CaC2O:白色沉淀。 (3)Mg*的检验：各取上述两种盐溶液1ml,各加2~3滴2 nolL-NaOH摇匀，各 加3一4滴镁试剂，若有蓝色絮状沉淀，表示含Mg2*。 实验结果 1产品外观： (1)粗盐 (2)精盐 2计算产率 思考与习题 1.粗盐中除了含有泥沙等不溶性杂质，还会有可溶性杂质，主要有 Ca2+,Mg2+,SO42,K*,在提纯过程中涉及哪些基本操作？ 2.怎样检验粗食盐中的Ca2+,Mg2+,S02离子是否沉淀完全？ 3.溶液与沉淀的分离方法有哪三种？ 4.在使用布氏漏斗和吸滤瓶进行减压抽滤操作时，对滤纸大小有什么样的要 求？漏斗和吸滤瓶的位置有什么要求？ 5.为什么用毒性很大的BaC12而不用无毒性的CaCl,来除去S02? .加入沉淀剂除S02、Ca2+、Mg2+、Ba”时，为什么要加热？ 附注 1.加热除杂质时，保持溶液呈微沸状态，当溶液体积太少时，要适当补加蒸馏 水
8 3．用 HCl 调酸度，除去 CO3 2-：在滤液中滴加 2mol.L-1HCl 溶液，搅匀，用玻璃棒 蘸取母液在 pH 试纸上检验，直至 pH 为 3－4 左右。 4．加热，蒸发，结晶：将滤液倒在蒸发皿中，用小火加热蒸发，浓缩至稀糊状（勿 蒸干），停止加热，冷却、结晶、抽滤。用少量 2：1 酒精洗涤沉淀，抽干。 5．烘干：将抽滤得到的 NaCl 晶体，在干净干燥的蒸发皿中小火烘干，冷却，称重 _ g，计算产率。 6．产品纯度的检验 称取粗盐和精盐各 0.5g，分别用 5ml 蒸馏水溶解备用。 (1) SO4 2-的检验：各取上述两种盐溶液 1ml，各加 2 滴 1mol.L-1 BaCl2 溶液，观察 有无白色 BaSO4 沉淀。 (2) Ca 2+的检验： 各取上述两种盐溶液 1ml，各加几滴 2mol.L-1HAc 酸化，分别滴加 3－4 滴饱和 (NH4)2C2O4 溶液，观察有无 CaC2O4 白色沉淀。 （3）Mg2+的检验：各取上述两种盐溶液 1ml，各加 2~3 滴 2mol.L-1NaOH 摇匀，各 加 3－4 滴镁试剂，若有蓝色絮状沉淀，表示含 Mg2+。 实验结果 1 产品外观： （1）粗盐 ＿ （2）精盐 ＿ 2 计算产率 思考与习题 1．粗盐中 除了含有 泥沙等不 溶性杂 质，还会 有可溶性 杂质，主 要有 Ca2+,Mg2+,SO4 2-，K+，在提纯过程中涉及哪些基本操作？ 2．怎样检验粗食盐中的 Ca2+,Mg2+,SO4 2-离子是否沉淀完全？ 3．溶液与沉淀的分离方法有哪三种？ 4．在使用布氏漏斗和吸滤瓶进行减压抽滤操作时，对滤纸大小有什么样的要 求？漏斗和吸滤瓶的位置有什么要求？ 5．为什么用毒性很大的 BaCl2 而不用无毒性的 CaCl2 来除去 SO4 2- ? 6．加入沉淀剂除 SO4 2、Ca2+、Mg2+、Ba2+时，为什么要加热？ 附注 1．加热除杂质时，保持溶液呈微沸状态，当溶液体积太少时，要适当补加蒸馏 水
2.检查离子是否沉淀完全，应该等沉淀完全沉降，然后沿烧杯内壁滴加沉淀剂， 观察溶液是否出现混浊。 3.蒸发浓缩过程中，当有部分品体析出时，要不断用玻璃棒搅拌，以防品体飞 溅。 4.洗涤晶体时，应遵循少量多次的洗涤原则。 实验1一 一I2+厂体系平衡常数的测定 实验目的 1.测定1 亡+平衡常数。 2,了解化学平衡移动的原理 3.练习滴定操作。 实验原理 碘溶于碘化钾溶液中形成离子13，并建立下列平衡。 =I+I 在一定温度条件下其平衡常数： k-a)a)_()c() a1) y1x) c1,) 式中a为活度，Y为活度系数，c、c2以c3)为平衡浓度。由于在离子强度不大 的溶液中 ) kr)e(l,) c(I) (2) 为了测定平衡时的c,c2以、c),可用过量固体碘与已知浓度的碘化钾溶液 起摇荡，达到平衡后，取上层清液，用标准硫代硫酸钠溶液滴定。 2NaS2Oj+I2-2NaI+Na2S4Oo 由于溶液中存在Is一 一+2的平衡，所以用硫代硫酸钠溶液滴定，最终测到的 是平衡时碘和I3的总浓度。设这个浓度为c,则： c=c(12)+d(l3) 3)
9 2．检查离子是否沉淀完全，应该等沉淀完全沉降，然后沿烧杯内壁滴加沉淀剂， 观察溶液是否出现混浊。 3．蒸发浓缩过程中，当有部分晶体析出时，要不断用玻璃棒搅拌，以防晶体飞 溅。 4．洗涤晶体时，应遵循少量多次的洗涤原则。 实验 I3 - I2 + I- 体系平衡常数的测定 实验目的 1．测定 I3 - I -+I2 平衡常数。 2．了解化学平衡移动的原理。 3．练习滴定操作。 实验原理 碘溶于碘化钾溶液中形成离子 I3 -，并建立下列平衡。 I3 - I -+I2 (1) 在一定温度条件下其平衡常数： (I ) (I ) (I ) • (I ) (I ) (I ) (I ) (I ) (I ) = 3 2 3 2 3 2 c c c γ γ γ = α α α K 式中 α 为活度，γ 为活度系数，c(I - )、c(I2)、c(I3 - )为平衡浓度。由于在离子强度不大 的溶液中 ≈ (I ) (I ) (I ) - 3 2 - γ γ γ 1 (I ) (I ) (I ) ≈ - 3 2 - c c c K (2) 为了测定平衡时的 c(I - )、c(I2)、c(I3 - )，可用过量固体碘与已知浓度的碘化钾溶液一 起摇荡，达到平衡后，取上层清液，用标准硫代硫酸钠溶液滴定。 2NaS2O3+I2===2NaI+Na 2S4O6 由于溶液中存在 I3 - I -+I2 的平衡，所以用硫代硫酸钠溶液滴定，最终测到的 是平衡时碘和 I3 -的总浓度。设这个浓度为 c，则： c= c(I2)+c(I3 - ) (3)
碘的浓度2)可通过在相同温度条件下，测定过量固体碘与水处于平衡时，溶液中 碘的浓度来代替。设这个浓度为，则 dc 整理③式c(l3)=c-c(I2Fcc 从①式可以看出，形成一个就需要一个上，所以平衡时上的浓度c: c(I)-co-c(13) 式中cm为碘化钾的起始浓度。 将c以c2以c)代入②式即可求得在此温度条件下的平衡常数K。 实验步骤 1.取两只干燥的100ml碘量瓶和一只250m1碘量瓶，分别标上1、2、3号。用量 筒分别取60ml0.0100molL1碘化钾溶液注入1号瓶，取60ml0.0200molL1碘化钾溶液 注入2号瓶，取180ml蒸溜水注入3号瓶。然后在每个瓶内各加入0.5g研细的碘，盖好 瓶塞。 2.将3只碘量瓶在室温下振荡或者在磁力搅拌器上搅拌30分钟，然后静置10分 钟，待过量固体碘完全沉于瓶底后，取上层清液进行滴定。 3.用10ml吸管取1号瓶上层清液两份，分别注入250ml锥形瓶中，再各注入40m 蒸溜水，用0.0050molL1标准硫代硫酸钠溶液滴定，滴至呈淡黄色时（注意不要滴过 量)，注入4m10.2%淀粉溶液，此时溶液应呈蓝色，继续滴定，至蓝色刚好消失。记下 所消耗的硫代硫酸钠溶液的体积数。同样方法滴定2号瓶上层的清液。 4.用50ml吸管取3号瓶上层清液两份，用0.0050moL1标准硫代硫酸钠溶液滴 定，方法同上。 数据记录与结果计算 瓶号 取样体积/mL Na2S203溶液的用量/mL 平均 Na2SO溶液的浓度/moL c2)与cl3)的总浓度/moL 水溶液上碘的平衡浓度/molL~ c(l2)/moHL-1 c(3)/molL-I
10 碘的浓度 c(I2)可通过在相同温度条件下，测定过量固体碘与水处于平衡时，溶液中 碘的浓度来代替。设这个浓度为 c'，则 c(I2)=c' 整理③式 c(I3 - )= c- c(I2)= c- c' 从①式可以看出，形成一个 I3 -就需要一个 I -，所以平衡时 I -的浓度 c(I - )： c(I - )=c0-c(I3 - ) 式中 c0 为碘化钾的起始浓度。 将 c(I - )、c(I2)、c(I3 - )代入②式即可求得在此温度条件下的平衡常数 K。 实验步骤 1．取两只干燥的 100ml 碘量瓶和一只 250ml 碘量瓶，分别标上 1、2、3 号。用量 筒分别取 60ml 0.0100mol.L-1 碘化钾溶液注入 1 号瓶，取 60ml 0.0200mol.L-1 碘化钾溶液 注入 2 号瓶，取 180ml 蒸溜水注入 3 号瓶。然后在每个瓶内各加入 0.5g 研细的碘，盖好 瓶塞。 2．将 3 只碘量瓶在室温下振荡或者在磁力搅拌器上搅拌 30 分钟，然后静置 10 分 钟，待过量固体碘完全沉于瓶底后，取上层清液进行滴定。 3．用 10ml 吸管取 1 号瓶上层清液两份，分别注入 250ml 锥形瓶中，再各注入 40ml 蒸溜水，用 0．0050mol.L-1 标准硫代硫酸钠溶液滴定，滴至呈淡黄色时（注意不要滴过 量），注入 4ml 0.2%淀粉溶液，此时溶液应呈蓝色，继续滴定，至蓝色刚好消失。记下 所消耗的硫代硫酸钠溶液的体积数。同样方法滴定 2 号瓶上层的清液。 4．用 50ml 吸管取 3 号瓶上层清液两份，用 0．0050mol.L -1 标准硫代硫酸钠溶液滴 定，方法同上。 数据记录与结果计算 瓶 号 1 2 3 取样体积/mL Na 2S2O3 溶液的用量/mL Ⅰ Ⅱ 平均 Na 2S2O3 溶液的浓度/ mol.L -1 c(I2)与 c(I3 - )的总浓度/ mol.L -1 / 水溶液上碘的平衡浓度/ mol.L -1 / / c(I2) / mol.L -1 / c(I3) / mol.L -1 /