实验十八p区非金属元素(二)(硅,硼)

在半透膜内是溶解度大的金属盐，外面是 Na2SiO3溶液，因此，膜内易形成盐的浓溶液， 由于存在渗透现象，薄膜外的水不断地透过膜 而进入到膜内，内部产生极大的压力，此种压 力，在半透膜的任何点都是一样的，但由于外 液的水压在膜的上部就比较小，所以水压小的 上部半透膜破裂，在破裂的地方金属盐溶液逸 出，与薄膜外的Na2SiO3溶液作用，在上部又形 成新的难溶硅酸钴半透膜，如此反复破裂，反 复形成，则不断向上生长，直至Na2SiO3液面， 最后各晶体形成水中花园。


2、用硼酸珠鉴定钴盐和铬盐

用烧热的硼砂珠分别沾上少量硝酸 钴和三氯化铬固体，熔融之。冷却
后观察硼砂珠的颜色，写出相应的
反应方程式。

反应方程式如下：


Na2B4O7+Co(NO3)2=CoB4O7+2NaNO3
3 Na2B4O7+2CrCl3=Cr2(B4O7)3+6NaCl
Fra Baidu bibliotek
[实验习题] 1、设计三种区别硝酸钠和亚硝酸 钠的方案。 2、用酸溶解磷酸银沉淀，在盐酸、 硫酸、硝酸中选用哪一种最适宜？ 为什么？ 3、通过实验可以用几种方法将无 标签的试剂磷酸钠、磷酸氢钠、磷 酸二氢钠一一鉴别出来？

三、硼砂珠试验
1、硼砂珠的制备 用6mol· 盐酸清洗铂丝，然后将 L-1 其置于氧化焰中灼烧片刻，取出再 浸入酸中，如此重复数次直至铂丝 在氧化焰中灼烧不产生离子特征的 颜色，表示铂丝已经洗干净了。将 这样处理过的铂丝蘸上一些硼砂珠 固体，在氧化焰中灼烧并熔融成圆 珠，观察硼砂的颜色、状态。硼砂 为亮白色球体。



1、硼酸的性质 取1mL饱和硼酸溶液，用pH试纸测其pH。 在硼酸溶液中滴入3～4滴甘油，再测溶液 的pH。 现象：硼酸饱和溶液，其pH﹤7，呈酸性， Ka为6×10-10，加入3到4洋甘油后，其pH值 降低，酸性增强，Ka为7.08×10-6。 该实验说明硼酸具有什么性质？ 总结：硼酸为一元弱酸，其呈酸性是因为 硼原子为缺电子原子，加合来自水分子的 氢氧根而释出氢离子，加入多羟基化合物， 可使硼酸的酸性大为增强。



2、微溶性硅酸盐的生成
在 100mL 的 小 烧 杯 中 加 入 约 50mL20%的硅酸钠溶液，然后把 氯化钙、硝酸钴、硫酸铜、硫酸镍、 硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、三氯 化铁固体各一小粒投入杯内（注意 各固体之间保持一定间隔），放置 一段时间后观察有何现象发生。

反应方程式如下所示： CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3+2NaCl(白色微溶物) Co(NO3)2+Na2SiO3=CoSiO3+2NaNO3 (紫色 微溶物)



NiSO4+Na2SiO3=NiSiO3+NaSO4 (翠绿)
ZnSO4+Na2SiO3=ZnSiO3+NaSO4 (白色)


MnSO4+Na2SiO3=MnSiO3+NaSO4 (肉红)
FeSO4+Na2SiO3=FeSiO3+NaSO4 (淡绿)
Fe2(SO4)3+Na2SiO3=Fe2(SiO3)3+NaSO4 (棕褐 色)


4、为什么装有水玻璃的试剂瓶长期敞开
瓶 口 后 水 玻 璃 会 变 混 浊？ 反 应
Na2CO3+SiO2 ＝Na2SiO3+CO2↑能否正向
进行？说明理由。

5、现有一瓶白色粉末状固体，它可能是
碳酸钠、硝酸钠、硫酸钠、氯化钠、溴
化钠、磷酸钠中的任意一种。试设计鉴 别方案。
实验十八 p区非金属元 素(二)(硅、硼)

[实验目的]
1、掌握硅酸盐，硼酸及硼砂的主
要性质。

2、练习硼砂珠的有关实验操作。
[实验用品]见教材。
[实验内容]
一、硅酸与硅酸盐

1、硅酸水凝胶的生成 往2mL20%硅酸钠溶液中滴加6mol· -1盐酸，观察反 L 应物的颜色、状态。 现象：该反应生成H2SiO3 为胶体，为半凝固状态， 是软而透明且具有弹性的硅酸凝胶。 总结： H2SiO3称为偏硅酸，是正硅酸（H4SiO4）脱水 产 物 ， 单 个 H2SiO3 分 子 溶 于 水 ， 通 常 情 况 下 ， H2SiO3 经缩合形成溶胶，将硅酸凝胶洗涤，干燥胶 水后，即成为多孔性固体，称为硅胶。

[思考题]

为什么说硼酸是一元酸？在硼酸溶
液中加入多羟基化合物后，溶液的 酸度会怎样变化？为什么？


2、硼酸的鉴定反应
在蒸发皿中放入少量硼酸晶体， 1mL乙醇和几滴和几滴浓硫酸。混 合后点燃，观察火焰的颜色有何特
征。
反应如下： H3BO3+CH3CH2OH=BOCH2CH3+H2O 现象：点燃，BOC2H5 酯放出特殊绿 色火焰。 总结: B（OH）3与醇在浓硫酸作用下， 生成硼酸酯。燃烧放出特殊绿色火焰， 该焰色用于硼酸或硼酸根的鉴别。

影响水中花园的因素：
①温度，温度高，生长快。
②浓度，Na2SiO3 的浓度大，生长速 度快，晶体上芽数目少。 ③阴离子，同种盐，其阴离子不同， 生长速度，芽的形状和数目不同。


④溶解度，溶解度过小的盐不长芽， 过大的不产生的美丽的芽。
二、硼 酸 及 硼 酸 的 焰 色 鉴定反应


现象： 在Na2SiO3溶液中，生成五颜六色的向上生长的 化学树，俗称水中花园。 总结：


硅酸盐除碱金属以外，其它金属的硅酸盐都不 溶于水。形成水中花园的原因是（以CoCl2为 例）：将CoCl2固体投入Na2SiO3溶液时，CoCl2 晶体表面稍微有些溶解，整个CoCl2晶体被盐溶 液包围，此时，Co2+与SiO32-根反应，在晶体周 围形成硅酸钴的薄膜，这些金属的硅酸盐薄膜 是难溶于水的，而且具有半透性。