无机化学实验同名7992

无机化学实验（第三版）实验习题答案

P区非金属元素（氮族、硅、硼）

1、设计三种区别硝酸钠和亚硝酸钠的方案。

方案一：测定相同浓度的硝酸钠和亚硝酸钠溶液的PH，呈中性的是硝酸钠，呈

碱性的是亚硝酸钠。

方案二：取等量的少量亚硝酸钠和硝酸钠的溶液，使它们分别与酸性高锰酸钾溶液反应，使高锰酸钾由紫色褪为无色的是亚硝酸钠，不能使高锰酸钾褪色的是硝酸钠。

方案三：将硝酸钠和亚硝酸钠溶液均酸化，然后分别与碘水反应，能使碘水褪为无色的是硝酸钠，不能使碘水褪色的是亚硝酸钠。

2、用酸溶解磷酸银沉淀，在盐酸、硫酸、硝酸中选用哪一种最合适？为什么？答：应选用硝酸，因为硝酸银是可溶性的，而盐酸和硫酸与磷酸银反应后，又会生成氯化银沉淀和硫酸银沉淀，使得溶解现象不明显。

3、通过实验可以用几种方法将无标签的试剂磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠一一鉴别出来？

答：①可以分别测定其PH，呈强碱性的是磷酸钠，成弱碱性的是磷酸氢钠，成

酸性的是磷酸二氢钠。

②加热三种固体，其中分解的是磷酸钠，分解后产生无色玻璃状固体的是磷酸氢钠。加热分解成硬而透明的玻璃状物质的是磷酸二氢钠。

4、为什么装有水玻璃的试剂瓶长期敞开瓶口后水玻璃会变浑浊？反应

Na2CO3+SiO2＝Na2SiO3+CO2↑能否正向进行？说明理由。

答：水玻璃是硅酸盐，长期放置，硅酸盐可与空气中的二氧化碳反应生成原硅酸，而原硅酸的溶解度很小，所以水玻璃会变浑浊。即Na2SiO3+CO2+H2O＝

Na2CO3+H2SiO3↓。Na2CO3+SiO2＝Na2SiO3+CO2↑不能正向进行，因为碳酸的酸性比硅酸的酸性强。

5、现有一瓶白色粉末状固体，它可能是碳酸钠、硝酸钠、硫酸钠、氯化钠、溴化钠、磷酸钠中的任意一种。试设计鉴别方案。

答：取少量固体制成它的稀溶液，向溶液中加入氯化钡溶液，再加入盐酸，若有白色沉淀生成，加入盐酸后沉淀消失，则固体为碳酸钠；若有白色沉淀生成，加入盐酸后沉淀不消失，则固体为硫酸钠；若无明显现象则继续检验。再取少量稀溶液，加入少量氯化钙溶液，若有白色沉淀生成，则固体为磷酸钠；若无明显现象，则再取少量稀溶液，向溶液中加入硝酸银溶液，若有白色沉淀生成，则固体为氯化钠，若有淡黄色沉淀生成，则固体为溴化钠，若无明显现象，则固体为硝酸钠。

6、硼酸为一元弱酸，其呈酸性是因为硼原子为缺电子原子，加合来自水分子的氢氧根而释出氢离子，加入多羟基化合物，可使硼酸的酸性大为增强。

7、为什么一般情况下不用硝酸作为酸性反应介质？硝酸与金属反应和稀硫酸或稀盐酸与金属反应有何不同？

答：硝酸有强氧化性，所以一般不用硝酸作为酸性反应介质。硝酸与金属反应是氮元素被还原，而稀硫酸或稀盐酸与金属反应是氢元素被还原。

常见非金属阴离子的分别与鉴定

1、取下列盐中之两种混合，加水溶解时有沉淀生成。将沉淀分成两分，一分溶于盐酸，另一份溶于硝酸溶液。试指出下列哪两种盐混合时可能有此现象？KCl

、(NH4)2CO3、Na2SO4、AgNO3、BaCl2

答：BaCl2和(NH4)2CO3混合时可能有此现象。

Ba2+＋CO32-＝BaCO3↓ BaCO3＋2H+＝Ba2+＋H2O＋CO2↑

2．一个能溶于水的混合物，已检出含Ag+和Ba2+。下列阴离子中哪几个可不必鉴定？SO32-、Cl- 、NO3-、SO42-、CO32- 、I-

答：SO32-、Cl- 、SO42-、CO32- 、I-不必鉴定。因为它们与Ag+或Ba2+均可生成沉淀，不溶于水。SO32-＋Ba2+＝BaSO3↓ Cl-＋Ag+＝AgCl↓ SO42-＋Ba2+＝BaSO4↓ CO32-＋Ba2+＝BaCO3↓ I-＋Ag+＝AgI↓

3、某阴离子未知液经初步实验结果如下：

⑴试液呈酸性时无气体产生；

⑵酸性溶液中加BaCL2溶液无沉淀产生；

⑶加入席硝酸溶液和AgNO3溶液产生沉淀；

⑷酸性溶液中加入KMnO4，紫色褪去，加I2—淀粉溶液，蓝色不褪去；

⑸与KI无反应。

由以上初步实验结果，推测哪些阴离子可能存在。说明理由，拟出进一步验证的步骤简表。

答：可能存在I-。

验证：取未知液少量，向其中加入淀粉溶液，然后滴入几滴氯水，若溶液变蓝，则证明存在I-。

4、加稀H2SO4或稀HCl溶液于固体式样中，如观察到有气泡产生，则该固体式样中可能存在哪些阴离子？

答：可能存在CO32-、SO32-、S2O32-、S2-、NO2-等离子。

5、有一阴离子未知溶液，用稀硝酸调节其酸性后，加入硝酸试剂，发现并无沉淀生成，则可确定哪几种阴离子不存在？

答：Cl-、SO42-、Br-、I-、SO32-、S2O32-不存在。

6、在酸性溶液中能使I2—淀粉溶液褪色的阴离子是哪些？

答：SO32-、S2O32-、S2-等。

主族金属

1、实验中如何配制氯化亚锡溶液？

答：称取22.6克氯化亚锡（含结晶水）固体，用160mL浓盐酸溶解，然后加入蒸馏水稀释至1L，再加入数粒纯锡以防氧化。若制备其它浓度的溶液，方法也如上。

1、预测二氧化碳和浓盐酸反应的产物是什么？写出其反应方程式。

答：二氧化碳和浓盐酸反应生成PbCl2、Cl2和水。

反应方程式为PbO2＋4HCl＝PbCl2＋Cl2↑＋2H2O

3、今有未贴标签无色透明的氯化亚锡，四氯化锡溶液各一瓶，试设法鉴别。答：各取少量SnCl2和SnCl4的溶液分别置于两支试管中，然后分别注入少量饱和硫化氢水溶液，生成棕色沉淀的是SnCl2溶液，生成黄色沉淀的是SnCl4溶液。

4、若实验室中发生镁燃烧的事故，可否用水或二氧化碳灭火器扑灭？应用何种方法灭火？

答：不能用水或二氧化碳灭火器扑灭。因为镁与热水和二氧化碳都反应。 Mg＋CO2＝MgO＋CO Mg＋2H2O＝Mg(OH)2＋H2↑可用泡沫灭火器来灭火。

常见阳离子的分离与鉴定（一）

KCl Cd(NO3)2 AgNO3 ZnSO4

选用一种试剂区别下列四种溶液：1.

答：用硫化氢试剂。硫化氢与KCl不反应，与Cd(NO3)2反应生成CdS黄色沉淀，与AgNO3反应生成Ag2S黑色沉淀，与ZnSO4反应生成ZnS白色沉淀。

反应方程式：Cd2+＋H2S＝CdS↓＋2H+ 2Ag+＋H2S＝Ag2S↓＋2H+ Zn2+＋H2S＝ZnS ↓＋2H+

2.选用一种试剂区别下列四种离子：Cu2+ Zn2+ Hg2+ Cd2+

答：用H2S试剂。CuS沉淀为黑色，ZnS沉淀为白色,Hg沉淀为红色，CdS沉淀为黄色。

3.用一种试剂分离下列各组离子。

⑴Zn2+和Cd2+

答：用NaOH溶液。①加过量NaOH溶液，②过滤或离心分离

Zn2+＋4OH-＝[Zn(OH)4]2- Cd2+＋2OH-＝Cd(OH)2↓

⑵ Zn2+和Al3+

答：用氨水。在溶液中加入过量氨水至沉淀完全，然后离心分离，Al3+生成

Al(OH)3沉淀被分离出来，而Zn2+则生成[Zn(NH3)4]2+配离子留在溶液中。

Zn2+＋4NH3?H2O＝[Zn(NH3)4]2+＋4H2O Al3+＋3NH3?H2O＝Al(OH)3↓＋3NH4+ ⑶Cu2+和Hg2+

答：用(NH4)2S溶液，加(NH4)2S溶液至过量，然后离心分离，Cu2+生成 CuS沉淀被分离出来，而Hg2+则生成[HgS2]2-配离子留在溶液中。

Cu2+＋(NH4)2S＝CuS↓＋2NH4+ Hg2+＋2(NH4)2S＝[HgS2]2-＋4NH4+

⑷Zn2+和Cu2+

答：用硫化氢溶液。加硫化氢至沉淀完全。然后离心分离。Zn2+与H2S溶液不反应，而Cu2+与H2S溶液反应生成CuS沉淀。

⑸Zn2+和Sb3+

答：可用氨水或硫化氢溶液。首先加试剂至沉淀完全，然后离心分离。

① Sb3+＋3NH3?H2O＝Sb(OH)3↓(白) ＋3NH4+

Zn2+＋4NH3?H2O＝[Zn(NH3)4]2-＋4H2O

② 2Sb3+＋3H2S＝Sb2S3↓(橙红) ＋6H+

Zn2+与H2S不反应。

4．如何把BaSO4转化为BaCO3?与Ag2CrO4转化为AgCl相比，哪种转化更容易？答：把固体BaSO4与浓Na2CO3溶液共同煮沸，则可使BaSO4转化为BaCO3。 BaSO4＋Na2CO3＝BaCO3↓＋Na2SO4把Ag2CrO4转化为AgCl更容易些。

第一过渡系元素（二）（铁、钴、镍）

1．制取Co(OH)3、Ni(OH)3时，为什么要以Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)为原料在碱性溶液中进行氧化，而不用Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)直接制取？

答：因为钴和镍的+Ⅲ价氧化态在一般简单化合物中是不稳定的，会生成其它氧化态，所以由Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)直接制得的Ni(OH)3和Co(OH)3也不纯净，存在其它氧化态。

2．今有一瓶含有Fe3+、Cr3+和Ni2+离子的混合液，如何将它们分离出来，请设计分离示意图。

3.有一浅绿色晶体A，可溶于水得到溶液B-于B中加入不含氧气的6mol/LNaOH 溶液，有白色沉淀C和气体D生成。C在空气中渐渐变成棕色，气体D使红色石蕊试纸变蓝。若将溶液B加以酸化再滴加一紫红色溶液E，则得到浅黄色溶液F，

溶液，BaCl2中加入B若溶液。G立即产生深蓝色的沉淀中加入黄血盐溶液，F 于

有白色沉淀H析出，此沉淀不溶于强酸，问A、B、C、D、E、F、G、H是什么物质，写出分子式和有关的反应式。

解：根据题意，A为(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O B为(NH4)2Fe(SO4)2

C为Fe(OH)2 D为NH3 E为KMnO4 F为Fe2(SO4)2

G为Fe4[Fe(CN)6]3 H为BaSO4

化学反应方程式：(NH4)2Fe(SO4)2＋4NaOH＝2NH3↑＋Fe(OH)2↓＋2Na2SO4＋

4H2O

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3

10FeSO4＋2KMnO4＋8H2SO4＝5Fe2(SO4)3＋2MnSO4＋K2SO4＋8H2O

4Fe3+＋3[Fe(CN)6]4-＝Fe4[Fe(CN)6]3↓(深蓝色)

Ba2+＋SO42-＝BaSO4↓

常见阳离子的分离与鉴定（二）

1．每次洗涤沉淀所用洗涤剂都有所不同，例如洗涤AgCl、PbCl2沉淀用HCl溶液（2mol/L）,洗涤PbS、HgS、CuS沉淀用NH4Cl溶液（饱和），洗涤HgS用蒸馏水，为什么？

答：这是由沉淀和洗涤剂和性质决定的。沉淀必须在所选洗涤剂中难溶，而且洗涤剂要容易将杂质离子洗掉，且不能带来新的杂质离子。所以不同的沉淀在洗涤时要选用不同的洗涤剂。

一种钴（Ⅲ）配合物的制备

1．要使本实验制备的产品的产率高，你认为哪些步骤是比较关键的？为什么？答：①控制好量的关系，这样才能使反应进行充分；

②加入2.0g氯化钴粉末时要分数次加入，边加边摇动，这样使CoCl2反应完全，不至于有剩余；

①当固体完全溶解，溶液中停止起泡时再加入浓盐酸，这是反应进行完全的标志；

②加热时温度不能超过85℃，因为温度直接影响配合物的稳定性。

2．试总结制备Co(Ⅲ)配合物的化学原理及制备的几个步骤。

答：原理：由Co(Ⅱ)和配体进行快速反应首先生成Co(Ⅱ)的配合物，然后用氧化剂将Co(Ⅱ)配合物氧化成相应的Co(Ⅲ)配合物。

制备步骤：

①称量药品，使药品的量有利于反应的充分进行，配制溶液；

②向溶液中加入Co(Ⅱ),使Co(Ⅱ)充分溶解；

③向混合液中加入氧化剂，边加边摇动，使反应充分进行；

④加入其它有利于反应进行的试剂或进行有利配合物形成的操作（如加热、调PH等）。

思考题：1、将氯化钴加入到氯化铵和浓氨水的混合溶液中，可发生什么反应？产物是什么？

2+。]) [Co(NH 解：取代反应，最终产物是63 2、实验中加HO的作用是什么？可用哪些物质代替？有什么不好？22的氧气代替，反应速度慢。解：氧化作用。可用空气中

2+

3+

- ]+ 4OHO → 4[Co(NH 4[Co(NH)])+ O+ 2 H636232

3、实验中加浓盐酸的作用是什么？

解：提供较多的氯离子；中和过量的氨水。

4、制备过程中，在水浴上加热20分钟的目的是什么？能否加热至沸腾？

2+是外轨型配)]解：维持20min是提高反应速率，保证反应完全。[Co(NH633+是内

轨型配合物，要把外轨向内轨转型，导致速度比较慢，[Co(NH)]要持合物63续较长时间。不能加热至沸腾，因为温度不同，产物不同。

5、制备过程中为什么要加入7ml浓盐酸？

3+-+3Cl[Co(NH)]解：因为存在反应：Co(NH)]Cl＝66333加入7ml的浓盐酸，使平衡向左移动，进而提高产率。

6、要使[Co(NH)]Cl合成产率高，你认为哪些步骤是比较关键的？为什336么？解：（1）煮沸20min，因为要反应完全

（2）整个过程温度的控制，因为温度不同，产物不同。

（3）最后加入的7mL浓盐酸，因为借助同离子效应使产品析出。

三草酸合铁酸钾

1、能否用HNO代替HO作氧化剂，若行，写出用HNO作氧化剂的主要反应3232式。你认为用哪个作氧化剂较好？为什么？

答：能。

FeCO·2HO + HNO + KCO + HCO K[Fe(CO)]·3HO+NO↑+KNO 3232432244223242HO作氧化剂好，因为还原产物为HO，不会引入杂质。2222、根据三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的合成过程，你认为该化合物应如何保存？

答：保存于棕色瓶中，置于阴凉干燥处。

3、写出以上实验过程中的实验现象和方程式，并计算理论产量。

（一）实验现象

1、浅绿色，

2、棕色，

3、棕色沉淀，

4、无色，

5、翠绿色。

（二）方程式

2+

+3+O

= 2Fe 2Fe + 2H+ HO + 2H 1、2223+ + +NH↓HO = Fe(OH) 2 、Fe + 3 NH·4233 3 、KOH + HCO = KH CO + HO

242422 4、 Fe(OH) + 3 KH CO = K[Fe (CO)]·3HO 24332432 (三) 理论产量：～5克。