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<K spө溶液无沉淀析出或沉淀溶解。
（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1mL0.1mol·L-1Al2(SO4)3溶液，先用pH试纸分别测定溶液的pH值，然后将二者混合，观察现象并写出有关反应的离子方程式。
5.溶度积规则的应用（1）沉淀的生成①取一支试管，加入10滴0.1mol·L-1Pb(NO3)2溶液，再缓慢加入10滴0.1mol·L-1KI 溶液，观察沉淀的生成和颜色。
②取另一支试管，加入10滴0.001mol·L-1Pb(NO3)2溶液，再缓慢加入10滴0.001mol·L-1 KI溶液，观察有无沉淀的生成？试以溶度积规则解释上述现象。
③试设计实验，比较ZnS、CuS、MnS几种硫化物难溶盐溶解度的大小。
（2）沉淀的溶解在一支离心试管中，加入5滴0.1mol·L-1AgNO3溶液和2滴0.1mol·L-1NaCl溶液混合，观察现象，离心沉降，弃去上层清液，向沉淀中滴加2mol·L-1NH3·H2O溶液，观察原有沉淀是否溶解？解释上述现象。
（3）分步沉淀在离心试管中，加入5滴0.1mol·L-1NaCl和2滴0.1mol·L-1K2CrO4溶液，用蒸馏水稀释至1mL，摇匀，逐滴加入0.1mol·L-1AgNO3溶液，边加边振摇，当砖红色沉淀转化为白色沉淀转化较慢时，离心沉降，观察生成沉淀的颜色。
再向清液中滴加0.1mol·L-1AgNO3溶液，又有何现象？解释现象，写出相应方程式。
（4）沉淀的转化在一支离心试管中，加入5滴0.1mol·L-1AgNO3溶液和2滴0.1mol·L-1NaCl溶液混合，观察现象，离心沉降，弃去上层清液，向沉淀中滴加0.1mol·L-1KI溶液并搅拌，观察沉淀的颜色变化并写出有关反应方程式。
五、注意事项1.用pH试纸测定溶液的pH值时，不可将pH试纸投入待测溶液中测试。
2.使用离心机时要注意保持平衡，转速调整不要过猛，停止时不要马上打开机盖。
3.实验时要注意试剂用量，否则可能观察不到现象。
4.注意固体、液体取用的正确操作，以免试剂弄混和交叉污染。
5.试管加热时要注意管内液体体积不可过大，试管受热要均匀，试管口不要对人。
六、思考题1.为什么NaH2PO4、Na2HPO4溶液分别呈现弱酸性和弱碱性？2.使用酸度计应注意什么问题？3.如何配制pH = 5.0的缓冲溶液？4.同离子效应对弱电解质的电离度和难溶电解质的溶解度各有何影响？5.试根据所给试剂设计实验：AgCl沉淀的制备和溶解，写出具体步骤及相应方程式。