实验四 电解质溶液

实验四电解质溶液

一、实验目的

1.了解强弱电解质电离的差别及同离子效应。

2.学习缓冲溶液的配制方法及其性质。

3.熟悉难溶电解质的沉淀溶解平衡及溶度积原理的应用。

4.学习离心机、酸度计、pH试纸的使用等基本操作。

二、实验原理

1.弱电解质的电离平衡及同离子效应

对于弱酸或弱碱AB，在水溶液中存在下列平衡：AB A++B-，各物质浓度关系满足

Kө = [A+]·[B-]/[ AB]，Kө为电离平衡常数。在此平衡体系中，若加入含有相同离子的强电解质，即增加A+或B-离子的浓度，则平衡向生成AB分子的方向移动，使弱电解质的电离度降低，这种效应叫做同离子效应。

2.缓冲溶液

由弱酸及其盐（如HAc-NaAc）或弱碱及其盐（如NH3·H2O-NH4Cl）组成的混合溶液，能在一定程度上对抗外加的少量酸、碱或水的稀释作用，而本身的pH值变化不大，这种溶液叫做缓冲溶液。

3.盐类的水解反应

盐类的水解反应是由组成盐的离子和水电离出来的H+或OH-离子作用，生成弱酸或弱碱的过程。水解反应往往使溶液显酸性或碱性。如：弱酸强碱盐（碱性）、强酸弱碱盐（酸性）、弱酸弱碱盐（由生成弱酸弱碱的相对强弱而定）。通常加热能促进水解，浓度、酸度、稀释等也会影响水解。

4.沉淀平衡

（1）溶度积

在难溶电解质的饱和溶液中，未溶解的固体及溶解的离子间存在着多相平衡，即沉淀平衡。K spө表示在难溶电解质的饱和溶液中，难溶电解质的离子浓度（以其化学计量数为幂指数）的乘积，叫做溶度积常数，简称溶度积。根据溶度积规则可以判断沉淀的生成和溶解。若以Q表示溶液中难溶电解质的离子浓度（以其系数为指数）的乘积，那么，溶液中Q>K spө有沉淀析出或溶液过饱和；Q=K spө溶液恰好饱和或达到沉淀平衡；Q

（2）分步沉淀

有两种或两种以上的离子都能与加入的某种试剂（沉淀剂）反应生成难溶电解质时，沉淀的先后顺序决定于所需沉淀剂离子浓度的大小，需要沉淀剂离子浓度较小的先沉淀，需要沉淀剂离子浓度较大的后沉淀，这种现象叫做分步沉淀。

（3）沉淀的转化

把一种难溶电解质转化为另一种难溶电解质，即把一种沉淀转化为另一种沉淀的过程叫沉淀的转化。一般来说，溶度积较大的难溶电解质容易转化为溶度积较小的难溶电解质。

三、仪器和试药

仪器：试管、烧杯、量筒、洗瓶、玻璃棒、酒精灯（或水浴锅）、pH计。

试药：HCl (0.1, 1, 6mol·L-1)、HAc (0.1, 1mol·L-1)、NaOH (0.1, 1mol·L-1)、NH3·H2O (2mol·L-1)、NaCl (0.1mol·L-1)、Na2CO3 (0.1mol·L-1)、NaAc (1mol·L-1, 固体)、Na2S（0.1mol·L-1）、KI (0.001, 0.1mol·L-1)、K2CrO4 (0.1mol·L-1)、MgCl2 (0.1mol·L-1)、Al2(SO4)3 (0.1mol·L-1)、ZnSO4

(0.1mol·L-1)、CuSO4 (0.1mol·L-1)、MnSO4 (0.1mol·L-1)、Pb(NO3)2 (0.001, 0.1mol·L-1)、AgNO3 (0.1mol·L-1)、NH4Cl (0.1, 饱和溶液, 固体)、Na3PO4(0.1mol·L-1)、Na2HPO4(0.1mol·L-1)、NaH2PO4 (0.1mol·L-1)、SbCl3（固体）、FeCl3（固体）、标准缓冲溶液(pH = 6.86, 4.00)、锌粒（固体）、酚酞溶液（1%）、甲基橙（0.1%）、pH试纸。

四、实验内容

1.强弱电解质溶液的比较

用pH试纸分别测定HAc (0.1mol·L-1)、HCl（0.1mol·L-1）溶液的pH值。然后在两支试管中分别加入1mL上述溶液，再各加入一小颗锌粒并加热，观察哪支试管中产生氢气的反应比较剧烈。

2.同离子效应

（1）在两支试管中，各加1mL 0.1mol·L-1HAc溶液和1滴甲基橙指示剂，摇匀，观察溶液颜色；在一支试管中加入少量NaAc固体，振荡使之溶解，观察溶液颜色有何变化，与另一支试管溶液进行比较，指出同离子效应对电离度的影响。

（2）在两支小试管中，各加5滴0.1mol·L-1MgCl2溶液，在其中一支试管中再加入5滴饱和NH4Cl溶液，然后在两支试管各加入5滴2mol·L-1NH3·H2O溶液，观察两支试管发生的现象，写出有关反应方程式并说明原因。

3.缓冲溶液的配制和性质

（1）按说明书配制标准缓冲溶液（pH = 6.86, 4.00），并学习pH计的使用方法。

（2）在两个小烧杯中，各加入30mL蒸馏水，用pH试纸和pH计测定其pH值，再分别加入5滴1mol·L-1HCl和5滴1mol·L-1NaOH溶液，搅拌均匀，分别用pH试纸和pH计测定溶液的pH值。

（3）在一个烧杯中，加入1mol·L-1HAc及1mol·L-1NaAc溶液各50mL (用量筒)，玻棒搅匀，配制成HAc-NaAc 缓冲溶液。用pH试纸和pH计分别测定溶液的pH值，并与计算值比较。

（4）取3个烧杯，各加入30mL该缓冲溶液，先用pH计分别测定在一个烧杯中加入1滴、10滴1mol·L-1HCl后各溶液的pH值，用同法测定在另一个烧杯中加入1滴、10滴1mol·L-1NaOH溶液后各溶液的pH值，在第三个烧杯中加入1滴、10滴蒸馏水后各溶液的pH值，将测得结果与原来缓冲溶液的pH值比较，总结缓冲溶液的性质。

4.盐类水解反应及其影响因素

（1）盐的水解与溶液的酸碱性

①取3支小试管，分别加入5滴0.1mol·L-1NaCl、Na2CO3及Al2(SO4)3溶液，用玻棒蘸取少许溶液在pH试纸上测定溶液的酸碱性。写出水解的离子方程式，并解释。

②用pH试纸分别测定0.1mol·L-1Na3PO4、Na2HPO4、NaH2PO4溶液的酸碱性，并说明原因。

（2）影响盐类水解反应的因素

①温度取两支试管，分别加入5滴1mol·L-1NaAc溶液和5滴蒸馏水，并各加入1滴酚酞溶液，将其中一支试管用酒精灯（或水浴）加热，观察颜色变化，冷却后颜色又如何？解释原因。

②酸度将少量FeCl3、SbCl3固体（火柴头大小即可）置于一个小试管中，加入1mL 蒸馏水，有何现象产生？用pH试纸测定溶液的酸碱性。再向试管中加入几滴6mol·L-1HCl,观察沉淀是否溶解？最后将所得溶液再加入2mL蒸馏水稀释，又有什么变化？解释现象并写出有关反应方程式。

③相互水解在2支试管中，分别加入1mL 0.1mol·L-1Na2CO3及1mL