必修一第三章金屬及其化合物拓展實驗

第三章拓展實驗實驗一：銀的回收【原理】根據(jù)廢液中銀的存在形式大致可以用以下幾種方法。（1）對于可溶性銀鹽（如AgNO3溶液），可以利用銀的金屬活動性較弱，加入一些較活潑的金屬，如鋁箔、銅片等，使溶液里的銀離子在這些金屬表面析出。2Ag++Cu=2Ag+Cu2+（2）對于難溶性銀鹽（如AgCl），可以利用一些活潑金屬置換出銀。例如，用鋅片置換出銀。2AgCl+Zn=2Ag+ZnCl2還可以把氯化銀沉淀跟碳酸鈉粉末混合后在高溫下反應，制得單質(zhì)銀。（3）若銀以配離子形態(tài)存在，如定影液中的[Ag（S2O3）2]3-，要先加入硫化鈉溶液，使它產(chǎn)生硫化銀沉淀，然后加強熱得到單質(zhì)銀?！静僮鳌浚?）含硝酸銀或氯化銀的廢液以及鍍銀后殘留的廢液等的處理①向廢液中滴加鹽酸，使它產(chǎn)生白色沉淀（AgCl），一直滴到不再生成新的沉淀為止。②用水充分沖洗氯化銀沉淀，再按操作③或操作⑥繼續(xù)處理。③最后一次洗滌后傾出大部分水，再保留一些水使沉淀剛剛浸沒。放入用砂紙打磨干凈的鋅片，不久有黑色的銀粉在鋅片表面析出。④當部分銀析出后取出鋅片，用小刀把鋅片上的銀粉刮在一只小燒杯中。把鋅片揩凈后再次放入氯化銀中，直到不能再置換出銀為止。⑤往小燒杯中加入少量3m0l／L⑥把上述第②步得到的含氯化銀沉淀的溶液過濾后放在烘箱中加溫到120℃⑦給坩堝加強熱，就得到單質(zhì)銀。這時銀的表面附有一層白色固體，等冷卻后用鹽酸洗去。（2）照相定影廢液（含Na3[Ag（S2O3）2]）的處理。①向定影液中滴加硫化鈉溶液（含有固體雜質(zhì)的定影液事先要過濾），一直加到不再產(chǎn)生新的黑色沉淀為止。②把沉淀物反復洗滌、過濾。待濾紙上的沉淀物干燥后，將它跟5％（質(zhì)量）的硼砂混合，把混合物放在坩堝內(nèi)，把坩堝放在砂浴中強熱。片刻后即可得到單質(zhì)銀。（3）銀鏡的處理把破碎的鏡子、熱水瓶瓶膽等廢棄物小心地收集在水槽中，用蒸餾水洗干凈，再加稀硝酸把銀鏡溶解掉，得到硝酸銀溶液。這溶液稀釋后能用于定性實驗。【說明】（1）銀鹽溶液濺到手上或衣服上，會留下很難洗去的棕黑色斑跡，實驗時最好戴上手套，穿上工作服。（2）坩堝強熱后溫度很高，切忌放在桌面上冷卻（可放在石棉網(wǎng)上），冷卻一段時間后也不能用手去測試溫度，以免燙傷。實驗二：能自燃的金屬【原理】有些金屬處于極細的粉末狀態(tài)時，能在空氣中自燃。這類活性較強的金屬粉末一般要用化學方法制得。例如，能自燃的鐵粉，可以用草酸亞鐵加熱分解制得，反應式是FeC2O4·2H2O=CO↑+CO2↑+2H2O+FeO3FeO=Fe2O3+Fe4FeO=Fe3O4+Fe得到的鐵粉表面積很大，在室溫下遇到空氣會發(fā)生激烈的氧化還原反應，放出大量的熱而燃燒起來，反應式是4Fe+3O2=2Fe2O3【準備】（1）實驗室里如沒有草酸亞鐵，可以自制。配制一定濃度的草酸溶液和亞鐵鹽溶液（如FeCl2、FeSO4），使這兩溶液以等摩爾混合，就能得到黃色的草酸亞鐵沉淀。然后經(jīng)過過濾、洗滌、干燥等處理，得到粉末狀草酸亞鐵，可以裝在瓶里長期保存。（2）為了防止加熱時鐵粉跟空氣接觸而發(fā)生反應，試管口要配一個單孔塞子，孔里插一段細玻管，用來阻止外面的空氣進入反應管?！静僮鳌浚?）在大試管中加入約4藥匙粉狀草酸亞鐵，塞上帶有導管的塞子，再固定在鐵架臺上（見下圖）。（2）用煤氣燈（也可以用酒精燈）較徹底地預熱準備好的試管，然后加熱試管尾部，使草酸亞鐵慢慢地分解。實驗時管口如果出現(xiàn)冷凝水珠，可再次在試管前端加熱，盡量趕去水分。（3）加熱到發(fā)生反應時，試管內(nèi)粉末會出現(xiàn)翻騰現(xiàn)象，隨之黃色粉末慢慢變黑。到試劑呈黑色而不再有翻騰現(xiàn)象時，停止加熱，留在試管里的是自燃鐵粉。（4）趁熱取下帶導管的塞子，重新塞上橡皮塞，讓它自然冷卻。冷卻后再檢查一下塞子是否漏氣，要保證在演示前沒有空氣混入。如果存放時間較長，最好用蠟封住塞子和管口的相接邊。（5）實驗時先把鐵粉堆放在近試管口處，再拔下塞子，立即使鐵粉分批輕輕撒出。鐵粉在空氣中下落時發(fā)生自燃，產(chǎn)生一束束火花?！菊f明】（1）在制取自燃鐵粉時有大量氣體產(chǎn)生，極可能發(fā)生沖料現(xiàn)象，所以試管口應向上傾斜。為了防止凝冷水回落而使試管破裂，所用試劑應充分干燥。此外，還應選用硬質(zhì)試管，同時在反應前對整個試管作較徹底的預熱。（2）撒出的鐵粉在空氣中自燃的時間較長，不能把它撒在地毯或木質(zhì)地板上。（3）做鉛粉的自燃實驗時，取硝酸鉛60g溶于100g水中。再取酒石酸鉀鈉45g，溶于100g水中。這兩種溶液混合后得到酒石酸鉛的沉淀。把沉淀洗滌2～3次，再抽濾、干燥，即得粉末狀酒石酸鉛試劑。用酒石酸鉛制取自燃鉛粉以及表演鉛粉自燃的裝置和方法，與上述用草酸亞鐵加熱制自燃鐵粉的實驗相同。酒石酸鉛受熱分解而得到自燃鉛粉的化學反應式是PbC4H4O6=Pb+2C+2CO2↑+2H2O↑（4）把草酸鎳放在上述裝置的試管內(nèi)，用加熱草酸亞鐵相同的方法操作，能制得自燃鎳粉。自燃鎳粉也能在空氣中迅速自燃。下面是自制草酸鎳的方法。取L硫酸鎳（NiSO4）溶液和L草酸溶液以等體積混合，攪拌后有淡綠色的草酸鎳沉淀生成。再將沉淀洗滌、過濾、干燥（當pH達到7時，放在烘箱內(nèi)在50℃下烘干）即可。由草酸鎳制得自燃鎳粉的反應式是NiC2O4=Ni+2CO2自燃鎳粉封存及表演的方法同上述自燃鐵粉實驗。實驗三：廢酸、廢鐵屑的利用【原理】化學實驗用的有些鐵鹽，可以用廢鐵屑跟相應的廢酸反應制得。例如Fe+2HCl=FeCl2+H2↑Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑【操作】（1）制取氯化亞鐵把廢鐵屑用篩子篩一下。把篩下的細鐵粉放在大燒杯里，加適量水和純堿，加熱后攪拌，去掉鐵屑表面的油污。用水洗法除去堿液。用工業(yè)廢鹽酸浸泡上述洗凈的鐵粉6～7天，到不再產(chǎn)