實驗十八p區(qū)非金屬元素(二)(硅硼)

1、實驗十八 p區(qū)非金屬元素(二)(硅、硼)1實驗目的1、掌握硅酸鹽，硼酸及硼砂的主要性質。2、練習硼砂珠的有關實驗操作。實驗用品見教材。 2實驗內容3一、硅酸與硅酸鹽41、硅酸水凝膠的生成往2mL20%硅酸鈉溶液中滴加6molL-1鹽酸，觀察反應物的顏色、狀態(tài)?，F(xiàn)象：該反應生成H2SiO3為膠體，為半凝固狀態(tài)，是軟而透明且具有彈性的硅酸凝膠?？偨Y： H2SiO3稱為偏硅酸，是正硅酸（H4SiO4）脫水產物，單個H2SiO3分子溶于水，通常情況下，H2SiO3經縮合形成溶膠，將硅酸凝膠洗滌，干燥膠水后，即成為多孔性固體，稱為硅膠。52、微溶性硅酸鹽的生成在100mL的小燒杯中加入約50mL20%的

2、硅酸鈉溶液，然后把氯化鈣、硝酸鈷、硫酸銅、硫酸鎳、硫酸鋅、硫酸錳、硫酸亞鐵、三氯化鐵固體各一小粒投入杯內（注意各固體之間保持一定間隔），放置一段時間后觀察有何現(xiàn)象發(fā)生。6反應方程式如下所示：CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3+2NaCl(白色微溶物)Co(NO3)2+Na2SiO3=CoSiO3+2NaNO3 (紫色微溶物)NiSO4+Na2SiO3=NiSiO3+NaSO4 (翠綠)ZnSO4+Na2SiO3=ZnSiO3+NaSO4 (白色)MnSO4+Na2SiO3=MnSiO3+NaSO4 (肉紅)FeSO4+Na2SiO3=FeSiO3+NaSO4 (淡綠)Fe2(SO4)3+

3、Na2SiO3=Fe2(SiO3)3+NaSO4 (棕褐色)7現(xiàn)象：在Na2SiO3溶液中，生成五顏六色的向上生長的化學樹，俗稱水中花園。總結：硅酸鹽除堿金屬以外，其它金屬的硅酸鹽都不溶于水。形成水中花園的原因是（以CoCl2為例）：將CoCl2固體投入Na2SiO3溶液時，CoCl2晶體表面稍微有些溶解，整個CoCl2晶體被鹽溶液包圍，此時，Co2+與SiO32-根反應，在晶體周圍形成硅酸鈷的薄膜，這些金屬的硅酸鹽薄膜是難溶于水的，而且具有半透性。 8在半透膜內是溶解度大的金屬鹽，外面是Na2SiO3溶液，因此，膜內易形成鹽的濃溶液，由于存在滲透現(xiàn)象，薄膜外的水不斷地透過膜而進入到膜內，內部

4、產生極大的壓力，此種壓力，在半透膜的任何點都是一樣的，但由于外液的水壓在膜的上部就比較小，所以水壓小的上部半透膜破裂，在破裂的地方金屬鹽溶液逸出，與薄膜外的Na2SiO3溶液作用，在上部又形成新的難溶硅酸鈷半透膜，如此反復破裂，反復形成，則不斷向上生長，直至Na2SiO3液面，最后各晶體形成水中花園。9影響水中花園的因素：溫度，溫度高，生長快。濃度，Na2SiO3的濃度大，生長速度快，晶體上芽數(shù)目少。陰離子，同種鹽，其陰離子不同，生長速度，芽的形狀和數(shù)目不同。溶解度，溶解度過小的鹽不長芽，過大的不產生的美麗的芽。10二、硼 酸 及 硼 酸 的 焰 色鑒定反應111、硼酸的性質取1mL飽和硼酸溶

5、液，用pH試紙測其pH。在硼酸溶液中滴入34滴甘油，再測溶液的pH?，F(xiàn)象：硼酸飽和溶液，其pH7，呈酸性，Ka為610-10，加入3到4洋甘油后，其pH值降低，酸性增強，Ka為7.0810-6。該實驗說明硼酸具有什么性質？總結：硼酸為一元弱酸，其呈酸性是因為硼原子為缺電子原子，加合來自水分子的氫氧根而釋出氫離子，加入多羥基化合物，可使硼酸的酸性大為增強。12思考題為什么說硼酸是一元酸？在硼酸溶液中加入多羥基化合物后，溶液的酸度會怎樣變化？為什么？132、硼酸的鑒定反應在蒸發(fā)皿中放入少量硼酸晶體，1mL乙醇和幾滴和幾滴濃硫酸。混合后點燃，觀察火焰的顏色有何特征。14反應如下：H3BO3+CH3C

6、H2OH=BOCH2CH3+H2O現(xiàn)象：點燃，BOC2H5酯放出特殊綠色火焰?？偨Y: B（OH）3與醇在濃硫酸作用下，生成硼酸酯。燃燒放出特殊綠色火焰，該焰色用于硼酸或硼酸根的鑒別。15三、硼砂珠試驗161、硼砂珠的制備用6molL-1鹽酸清洗鉑絲，然后將其置于氧化焰中灼燒片刻，取出再浸入酸中，如此重復數(shù)次直至鉑絲在氧化焰中灼燒不產生離子特征的顏色，表示鉑絲已經洗干凈了。將這樣處理過的鉑絲蘸上一些硼砂珠固體，在氧化焰中灼燒并熔融成圓珠，觀察硼砂的顏色、狀態(tài)。硼砂為亮白色球體。172、用硼酸珠鑒定鈷鹽和鉻鹽用燒熱的硼砂珠分別沾上少量硝酸鈷和三氯化鉻固體，熔融之。冷卻后觀察硼砂珠的顏色，寫出相應的反應方程式。18反應方程式如下：Na2B4O7+Co(NO3)2=CoB4O7+2NaNO33 Na2B4O7+2CrCl3=Cr2(B4O7)3+6NaCl19實驗習題1、設計三種區(qū)別硝酸鈉和亞硝酸鈉的方案。2、用酸溶解磷酸銀沉淀，在鹽酸、硫酸、硝酸中選用哪一種最適宜？為什么？3、通過實驗可以用幾種方法將無標簽的試劑磷酸鈉、磷酸氫鈉、磷酸二氫鈉一一鑒別出來？204、為什么裝有水玻璃的試劑瓶長期敞開