元素及化合物的性质

第五章元素及化合物的性质

实验十九碱金属和碱土金属

一、目的要求

1. 比较碱金属、碱土金属的活泼性。

2. 比较碱土金属氢氧化物及其盐类溶解度。

3. 了解碱金属和碱土金属离子的定性鉴定方法。

二、仪器和药品

仪器：离心机，试管，烧杯，坩埚，漏斗，镊子，钴玻璃片

药品：HCl(2 mol·L-1，6 mol·L-1)，HNO3(6 mol·L-1)，H2SO4(2 mol·L-1)，HAc(2 mol·L-1)，NaOH(2 mol·L-1)，NH4Cl(2 mol·L-1)，Na2CO3(0.1 mol·L-1)，LiCl(0.1 mol·L-1)，NaF(0.1 mol·L-1)，Na2CO3(0.1 mol·L-1)，Na2HPO4(0.1 mol·L-1)，MgCl2(0.1 mol·L-1)，CaCl2(0.1 mol·L-1)，BaCl2(0.1 mol·L-1)，Na2SO4(0.5 mol·L-1)，CaSO4(饱和)，(NH4)2C2O4(饱和)，(NH4)2CO3(0.5 mol·L-1)，K2CrO4(0.1 mol·L-1)，K[Sb(OH)6] (饱和)，NaHC4H4O6(饱和)，NH3·H2O－NH4Cl缓冲液(浓度各为1 mol·L-1)，HAc－NH4Ac缓冲液(浓度各为1 mol·L-1)，Na+，K+，Ca2+，Sr2+，Ba2+试液(10 g·L-1)，pH试纸，Na(s)，K(s)，Mg(s)，Ca(s)，铂丝

三、实验内容

1. 碱金属、碱土金属活泼性的比较

1) 金属钠和氧的反应用镊子夹取一小块(绿豆大小)金属钠，用滤纸吸干其表面的煤油，切去表面氧化膜，放入干燥的坩埚中加热。当钠刚开始燃烧时，停止加热，观察反应现象及产物的颜色和状态。

2) 观察镁条在空气中燃烧取一小段镁条，用砂纸除去表面的氧化膜。点燃，观察燃烧情况和所得产物。

3) 钠、钾、镁、钙与水的反应分别取一小块金属钠和金属钾，用滤纸吸干其表面煤油，放入两个盛有1/4体积水的250 mL烧杯中，并用合适大小的漏斗盖好，观察反应情况。检验反应后水溶液的酸碱性。(安全提示：金属钾在空气中易自燃，与水反应剧烈。) 取一段擦干净的镁条，投入盛有蒸馏水的试管中，观察反应情况。水浴加热，反应是否明显？检验反应后水溶液的酸碱性。

取一小块金属钙置于试管中，加入少量水，观察现象，检验水溶液的酸碱性。

2. 碱土金属氢氧化物溶解性的比较

在3支试管中分别加入1 mL 0.1mol·L-1MgCl2，CaCl2和BaCl2溶液，然后加入等体积新配制的2 mol·L-1NaOH溶液，观察沉淀的生成。根据沉淀的多少，比较这三种氢氧化物的溶解性。

3. 碱金属微溶盐的生成和性质

1) 锂盐取少量0.1 mol·L-1 LiCl溶液分别与0.1 mol·L-1NaF，Na2CO3，Na2HPO4溶液反应，观察现象，写出反应式。

2) 钠盐取少量0.1 mol·L-1 NaCl溶液，加入饱和K[Sb(OH)6]溶液，放置数分钟，若无晶体析出，可用玻璃棒擦试管内壁，观察产物的颜色和状态，写出反应式。

3) 钾盐取少量0.1 mol·L-1 KCl溶液，加入1 mL 饱和酒石酸氢钠(NaHC4H4O6)溶液，观察产物的颜色和状态，写出反应的方程式。

4. 碱土金属的难溶盐的生成和性质

1) 硫酸盐溶解度的比较在3支试管中，分别加入1 mL 0.1 mol·L-1的MgCl2，CaCl2和BaCl2溶液，然后各加入1 mL 0.5 mol·L-1 Na2SO4溶液，观察沉淀是否生成？分离出沉淀，试验其在6 mol·L-1 HNO3中的溶解性。

另取2支试管，分别加入1 mL 0.1 mol·L-1的MgCl2和BaCl2溶液，然后各加入0.5 mL 饱和CaSO4溶液，又有何现象？

写出反应方程式，并比较MgSO4，CaSO4和BaSO4的溶解度大小。

2) 镁、钙和钡的碳酸盐的生成和性质

(1) 在3支试管中，分别加入0.5 mL 0.1 mol·L-1的MgCl2，CaCl2和BaCl2溶液，再各加入0.5 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液，稍加热，观察现象。试验产物与2 mol·L-1NH4Cl溶液的作用，写出反应式。

(2) 在分别盛有0.5 mL 0.1 mol·L-1的MgCl2，CaCl2和BaCl2溶液的3支试管中，各加入0.5 mL NH3·H2O－NH4Cl缓冲溶液(pH=9)，然后各加入0.5 mL 0.5 mol·L-1 (NH4)2CO3溶液。稍加热，观察现象。试指出Mg2+与Ca2+、Ba2+的分离条件。

3) 钙和钡的铬酸盐的生成和性质

(1)在2支试管中，各加入0.5 mL 0.1 mol·L-1的CaCl2和BaCl2溶液，再各加入0.5 mL 0.1 mol·L-1 K2CrO4溶液，观察现象。试验产物分别与2 mol·L-1 HAc、HCl溶液的作用。写出反应式。

(2)在2支试管中，各加入0.5 mL 0.1 mol·L-1的CaCl2和BaCl2溶液，再各加入0.5 mL HAc －NH4Ac缓冲溶液，然后分别滴加0.5 mL 0.1 mol·L-1 K2CrO4溶液，观察现象。试指出Ca2+和Ba2+的分离条件。

4) 镁、钙和钡的草酸盐的生成和性质

分别向0.5 mL 0.1 mol·L-1的MgCl2，CaCl2和BaCl2溶液中滴加0.5 mL饱和(NH4)2C2O4溶液，制得的沉淀经离心分离后再分别与2 mol·L-1 HAc、HCl溶液作用，观察现象。

5. 钾、钠、钙、锶和钡的盐的焰色反应

取一根铂丝(尖端弯成环状)，先将铂丝反复浸于纯的6 mol·L-1 HCl中后在煤气灯的氧化焰上灼烧，直至火焰不再呈现任何颜色。然后用洁净的铂丝蘸取Na+试液在氧化焰中灼烧，观察火焰的颜色。

用与上面相同的操作，分别观察钾、钙、锶和钡等盐溶液的焰色反应。每进行一种溶液的焰色反应之前，都必须用上述的清洁法把铂丝处理干净。观察钾盐的焰色反应时，微量的Na+所产生的黄色火焰会遮蔽K+所显示的浅紫色火焰，故需通过蓝色的钴玻璃片观察K+的火焰，因为蓝色玻璃能够吸收黄色光。

四、思考题

1. 钠和镁的标准电极电势相差不大(分别为-

2.71V和-2.37V)，为什么两者与水反应的激