大学无机化学实验

《普通化学实验》指导书

（Experiments in General Chemistry ）

湖北民族学院化环学院

一、课程实验的地位、作用和目的

普通化学实验是普通化学的重要组成部分，是培养学生独立操作、发现问题、分析问题、开拓创新、撰写报告等各方面能力的重要环节。通过实验，使学生更好地理解化学中的基本理论知识，另外，通过实验，使学生掌握实验数据的处理和实验结果分析与归纳的方法。可以培养学生的实际动手能力和严谨求实的科研态度。 通过实验进行基本操作的训练和仪器的正确使用。如加热方法、沉淀的分离和洗涤。容量瓶、移液管和滴定管、蒸发皿、分析天平、pH计、分光光度计等的正确使用，能掌握一些数据测定方法并会数据处理，不仅能进行一些理论验证实验，还能进行综合应用和设计性实验。

二、课程实验成绩评定

1．考核方式：考查；

2．实验成绩占课程总成绩比例：20%；

3．实验成绩的构成与评分标准：考勤、实验态度、纪律占20%，预习占20%，实验报告记录占60%，每次实验按评分标准按优、良、中、及格和不及格五级记分；

4．实习课无故缺席一次，扣除其全部实验成绩，缺席两次取消其考试资格。

三、课程实验要求（如表）

序项目 号 名称 实验课时 内容提要 教学要求 实实验方（了解观察、熟悉、掌握、验 式 熟练掌握及运用等） 类别 适用 专业 备注 用简易量热计装臵测量双氧化学反水在二氧化锰应摩尔2 的催化作用下1 焓变的产生的热，温测定 度用温度计测量 以过二硫酸铵化学反和碘化钾作为应速率反应对象，单与活化2 一改变一种反2 能—数应物浓度；浓据表达度不变改变温与处理 度。 醋酸电在一定温度，离度和用pH计测定电离常不同浓度的醋3 数的测2 酸的pH，计算定—pH电离度和电离计的使常数。 用 同离子效应。缓冲溶液的配制及缓冲作电离平2 用。盐类的水4 衡 解及其影响水解平衡的因素。 溶解平5 衡 氧化还原反应6 和氧化还原平衡 应用化了解反应热测量的一般原验学生独学、化工理、学习温度计的使用、简证 立完成 工艺、环单的数据处理方法 境科学 了解浓度、温度、催化剂对验学生独速率的影响，培养科学处理同上 证 立完成 数据的习惯 学会pH计的使用。了解电离验学生独同上 平衡常数的测定方法 证 立完成 了解电解质溶液的酸碱性，弱电解质的电离平衡及其移验学生独同上 动。缓冲溶液的性质，盐类证 立完成 的水解，同离子效应。 选作4个实验，学时不超过8学时 沉淀的生成和深入理解难溶电解质的多溶解，分步沉验学生独2 同上 相离子平衡，熟练溶度积规淀、沉淀的转证 立完成 化。 则，学习离心分离的方法。 通过一系列的氧化还原反2 应，比较不同氧化剂的氧化能力 了解铜锌原电池的结构，加深能斯特方程的理解，熟悉验学生独同上 氧化还原反应与电极电势的证 立完成 关系 分子结构和晶7 体结构模型 2 教师多碘盐的综媒体演合示，学同上 8 制备与4 检验 性 生独立完成 教师多含铬废综媒体演合示，学同上 9 水的处4 理 性 生独立完成 教师多综媒体演1日常食品的质4 合示，学同上 0 量检测 性 生独立完成 常见教师多掌握常见阳离子、阴离子的分离、鉴定阳综媒体演1阴、阳基本性质，了解阳离子、阴离子的4 离子。鉴定阴合示，学同上 离子的分离方法和鉴定方1 分离和离子。 性 生独立法。 鉴定 完成 设计由氧化铜矿制备CuSO4〃5H2O的合理方案。设了解硫酸铜的生产，巩固学氧化铜设1计粗晶和产品生实验操作技能、方法和知学生独矿制备4 计同上 2+中Cu的测定识，培养学生独立设计和操立完成 2 硫酸铜 性 方法和微量铁作的能力 的检定方法。根据设计方案实施实验。 在CAI室完成杂化类型的辨掌握部分无机化合物（无机识，以及观看离子）的杂化方式及空间构部分晶体的空型，了解部分晶体的空间构间构型和金属型和金属晶体的密堆积构晶体的密堆积型。 构型 粗盐提纯。食盐加碘和碘盐掌握重结晶的操作，了解食与粗盐成分比盐的成分及生产步骤。 较。含碘浓度的测定。 含铬废水中Cr了解化学还原法处理含铬工（Ⅵ）的测定业废水的原理和方法。学习和含铬废水的用分光光度法测定和检验废处理。处理后水中铬的含量。 水质的检验。 测定葡萄糖含量，鉴别掺假了解葡萄糖含量的测定和掺奶和掺假蜂假牛奶、蜂蜜的鉴别方法。蜜。区分亚硝区分亚硝酸钠与食盐。 酸钠与食盐。 教师多媒体演验示，学同上 证 生独立完成 选作2个实验，学时不超过8学时 选作1个实验，学时不超过4学时 设计从海带内设计从分离和鉴定碘巩固学生实验操作技能、方设1海带中学生独4 的实验方案。法和知识，培养学生独立设计同上 分离和立完成 3 根据设计方案计和操作的能力。 性 鉴定碘 实施实验。 用金属铁屑和硫酸在一定温设度条件下反应，熟悉无机化合物的制备方学生独4 计同上 用结晶的方法法，了解物质检验的方法 立完成 性 制定一定纯度的硫酸亚铁铵 1硫酸亚铁铵的4 制备

实验一、化学反应摩尔焓变的测定

——温度计与秒表的使用

【实验目的】

测定过氧化氢稀溶液的分解热，了解测定反应热效应的一般原理和方法。学习温度计、秒表的使用和简单的作图方法。

过氧化氢浓溶液在温度高于150℃或混入具有催化活性的Fe2+、Cr3+、…等一些多变价的金属离子时，就会发生爆炸性分解：

1H2O2(1)==H2O(1)+O2(g)

2但在常温和无催化活性杂质存在情况下，过氧化氢相当稳定。对于过氧化氢稀溶液来说，升高温度或加入催化剂，均不会引起爆炸性分解。本实验以二氧化锰为催化剂，用保温杯式简易量热计测定其稀溶液的催化分解反应热效应。

保温杯式简易量热计由量热计装臵（普通保温杯，分刻度为0.1℃的温度计）及杯内所盛的溶液或溶剂（通常是水溶液或水）组成，如图1-1所示。

在一般的测定实验中，溶液的浓度很稀，因此溶液的比热容（Caq）近似地等于溶剂的比热容（Csolv），并且溶液的质量maq近似地等于溶剂的质量msolv。量热计的热容C可由下式表示：

图1-1 保温杯式简易量热计装置 C = Caq〃maq+Cp ≈Csolv〃msolv+Cp

其中Cp：量热计装臵（包括保温杯，温度计等部件）的热容。

化学反应产生的热量，使量热计的温度升高。要测量量热计吸收的热量必须先测定量热计的热容（C）。在本实验中采用稀的过氧化氢水溶液，因此

C = CH2O?mH2O?Cp

其中cH2O为水的质量热容，等于4.184J〃g－1〃K－1；

－1

mH2O为水的质量；在室温附近，水的密度约等于1.00kg〃L，因此

mH2O?VH2O，其中VH2O表示水的体积。而量热计装臵的热容可用下述方法测得：

往盛有质量为m的水（温度为T1）的量热计装臵中，迅速加入相同质量的热水（温度为T2），测得混合后的水温为T3，则

热水失热 = cH2O?mH2O(T2?T3) 冷水得热 = cH2O?mH2O(T3?T1) 量热计装臵得热 =（T3－T1）Cp 根据热量平衡得到

cH2O?mH2O(T2?T3)?cH2O?mH2O(T3?T1)?Cp(T3?T1)

Cp?cH2O?mH2O(T2?T1?2T3)T3?T1

严格地说，简易量热计并非绝热体系。因此，在测量温度变化时会碰到下述问题，即当冷水温度正在上升时，体系和环境已发生了热量交换，这就使人们不能观测到最大的温度变化。这一误差，可用外推作图法予以消除，即根据实验所测得的数据，以温度对时间作图，在所得各点间作一最

图1-2 温度－时间曲线 佳直线AB，延长BA与纵轴相交于C，C点所表示的温度就是体系上升的最高温度（如图1-2所示）。如果量热计的隔热性能好，在温度升高到最高点时，数分钟内温度并不下降，那么可不用外推作图法。

应当指出的是，由于过氧化氢分解时，有氧气放出，所以本实验的反应热?H，不仅包括体系内能的变化，还应包括体系对环境所作的膨胀功，但因后者所占的比例很小，在近似测量中，通常可忽略不计。

【实验用品】

仪器：温度计两支（0~50℃、分刻度0.1℃和量程100℃普通温度计），保温杯、量筒、烧杯、研钵、秒表

固体药品：二氧化锰 液体药品：H2O2（0.3%） 材料：泡沫塑料塞、吸水纸 【实验内容】

一、测定量热计装臵热容Cp

按图1-1装配好保温杯式简易量热计装臵。保温杯盖可用泡沫塑料或软木塞。杯盖上的小孔要稍比温度计直径大一些，为了不使温度计接触杯底，在温度计底端套一橡皮圈。

用量筒量取50mL的蒸馏水，把它倒入干净的保温杯中，盖好塞子，用双手握住保温杯进行摇动（注意尽可能不使液体溅到塞子上），几分钟后用精密温度计观测温度，若连续3min温度不变，记下温度T1。再量取50mL蒸馏水，倒入100mL烧杯中，把此烧杯臵于温度高于室温20℃的热水溶中，放臵10~15min后，用精密温度计准确读出热水温度T2（为了节省时间，在其它准备工作之前就把蒸馏水臵于热水浴中，用100℃温度计测量，热水温度绝不能高于50℃），迅速将此热水倒入保温杯中，盖好塞子，以上述同样的方法摇动保温杯。在倒热水的同时，按动秒表，每10s记录一次温度。记录三次后，隔20s记录一次，直到体系温度不再变化或等速下降为止。记录混合后的最高温度T3，倒尽保温杯中的水，把保温杯洗净并用吸水纸擦干待用。

二、测定过氧化氢稀溶液的分解热

取100mL已知准确浓度的过氧化氢溶液，把它倒入保温杯中，塞好塞子，缓缓摇动保温杯，用精密温度计观测温度3min，当溶液温度不变时，记下温度

T?1。迅速加入0.5g研细过的二氧化锰粉末，塞好塞子后，立即摇动保温杯，以使二氧化锰粉末悬浮在过氧化氢溶液中。在加入二氧化锰的同时，按动秒表，

每隔10s记录一次温度。当温度升高到最高点时，记下此时的温度T?2，以后每隔20s钟记录一次温度。在相当一段时间（例如3min）内若温度保持不变，T?2即可视为该反应达到的最高温度，否则就需用外推法求出反应的最高温度。

应当指出的是，由于过氧化氢的不稳定性，因此其溶液浓度的标定，应在本实验前不久进行。此外，无论在量热计热溶的测定中，还是在过氧化氢分解热的测定中，保温杯摇动的节奏要始终保持一致。

三、数据记录和处理

1．量热计装臵热容Cp的计算

冷水温度T1/K 热水温度T2/K 冷热水混合后温度T3/K 冷（热）水的质量m/g 水的质量热容cH2O/J?g?K 量热计装臵热容Cp/J〃K －1 ?1?1

2．分解热的计算

Q?Cp(T2??T1?)?cH2O2?mH2O2(T2??T1?)

由于H2O2稀水溶液的密度和比热容近似地与水的相等，因此

cH2O2(aq)?cH2O?4.184J?g?1?K?1

mH2O2(aq)?VH2O2(aq) Q?Cp?T?4.184?VH2O2(aq)?T

?(Cp?4.184VH2O2(aq))?T?1000?Q ?H??cH2O2(aq)?V/1000cH2O2(aq)VH2O2(aq)过氧化氢分解热实验值与理论值的相对百分误差应该在〒10%以内。

反应前温度T?1/K 反应后温度T?2/K ?T/K H2O2溶液体积V/mL 量热计吸收的总热量Q/J 分解热?H/kJ〃mol 与理论值比较百分误差/% －1

【实验注意事项】

1．测定前，应对分刻度为0.1℃的精密温度计进行读数练习，要求在尽量短的时间内准确估读至0.01℃。

2．用精密温度计与保温杯安装量热计时，温度计水银球应接近保温杯底，但不能接触保温杯底，从而保证实验中摇动保温杯时，水银球浸没在液体中。

3．为防止过氧化氢催化分解时二氧化锰沉入杯底，使二氧化锰与过氧化氢溶液不能充分接触，反应速率慢而造成热量散失，必须对反应液体进行适当的摇动以使二氧化锰悬浮在过氧化氢溶液中。同时，为了防止摇动过猛造成液体外溢，可在实验测定前将100mL水倒入保温杯中，不加盖进行摇动试验，观察摇动时水在保温杯中能较好的转动同时又不会外溢，记住该摇动的节奏，在后面实验中保持这种节奏。

4．为保证二氧化锰悬浮在过氧化氢溶液中，使二者充分接触，以提高反应速度，尽量缩短达到最高温度的时间，以减少热量损失，因此要取用二氧化锰细粉。

5．量热计、烧杯、量筒、温度计等在使用前应清洗干净并用滤纸擦干待用。 6．100mL过氧化氢溶液加入保温杯后，摇动保温杯并观察温度3分钟，当温度不变时，记下读数作为起始温度T?1。加入二氧化锰时，即按动秒表，按要求测温。

7．作t－T图时，适当选择坐标原点和单位，以提高作图的准确性。

本实验的改进：

实验二、化学反应速率与活化能

——数据表达与处理

[实验目的]

了解浓度、温度和催化剂对反应速率的影响。测定过二硫酸铵与碘化钾的反应速率，并计算反应级数、反应速率常数和反应的活化能。

在水溶液中过二硫酸铵和碘化钾发生如下反应：

(NH4)2S2O8+3KI===(NH4)2SO4+K2SO4+KI3

S2O82－+3I－===2SO42－+I－3 （1）

其反应的微分速率方程可表示为

nv?kcsm2?c? I2o8式中v是在此条件下反应的瞬时速率。若cs2O2?、cI?是起始浓度，则v表示初速

8率（v0）。k是反应速率常数，m与n之和是反应级数。

实验能测定的速率是在一段时间间隔（?t）内反应的平均速率v。如果在

2??t时间内S2O82?浓度的改变为?cs2o8，则平均速率

2???cs2o8v?

?t近似地用平均速率代替初速率：

2???cs2o8v0?kcsoc?

?tm2?n28I?为了能够测出反应在?t时间内S2O82?浓度的改变值，需要在混合(NH4)2S2O8

和KI溶液的同时，加入一定体积已知浓度的Na2S2O3溶液和淀粉溶液，这样在反应（1）进行的同时还进行下面的反应：

2--2-2S2O3+I3=S4O6+3I- （2）

这个反应进行得非常快，几乎瞬间完成，而反应（1）比反应（2）慢得多。因

2-2--此，由反应（1）生成的I3立即与S2O3反应，生成无色的S4O6和I－。所以在反

应的开始阶段看不到碘与淀粉反应而显示的特有蓝色。但是一当Na2S2O3耗尽，

-反应（1）继续生成的I3就与淀粉反应而呈现出特有的蓝色。

2-由于从反应开始到蓝色出现标志着S2O3全部耗尽，所以从反应开始到出现

2-2?蓝色这段时间?t里，S2O3浓度的改变?cs2o3实际上就是Na2S2O3的起始浓度。

2-2-再从反应式（1）和（2）可以看出，S2O8减少的量为S2O3减少量的一半，2-所以S2O8在?t时间内减少的量可以从下式求得

2?cs2o3?

2?cso2?28实验中，通过改变反应物S2O82?和I－的初始浓度，测定消耗等量的S2O82?的

2?物质的量浓度?cs2o8所需要的不同的时间间隔（?t），计算得到反应物不同初

始浓度的初速率，进而确定该反应的微分速率方程和反应速率常数。

[实验用品]

仪器：烧杯、大试管、量筒、秒表、温度计

液体药品：(NH4)2S2O8(0.20mol·L－1)、KI（0.20mol·L－1）、Na2S2O（L30.010mol·

－1

）、KNO3(0.20mol·L－1)、(NH4)2SO4(0.20mol·L－1)、Cu(NO3)2(0.02mol·L－1)、淀

粉溶液（0.2%）

材料：冰 [实验内容]

一、浓度对化学反应速率的影响

在室温条件下进行表2-1中编号Ⅰ的实验。用量筒分别量取20.0mL 0.20mol〃L－1KI溶液、80mL 0.010mol〃L－1Na2S2O3溶液和2.0mL0.2%淀粉溶液，全部加入烧杯中，混合均匀。然后用另一量筒取20.0mL 0.20mol〃L－1(NH4)2S2O8溶液，迅速倒入上述混合液中，同时启动秒表，并不断搅动，仔细观察。当溶液刚出现蓝色时，立即按停秒表，记录反应时间和室温。

用同样方法按照表2-1的用量进行编号Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ。

表2-1 浓度对反应速率的影响 室温

实 验 编 号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 0.20mol〃L－1(NH4)2S2O8 0.20mol〃LKI 试剂用量 mL 0.010mol〃LNa2S2O3 0.4%淀粉溶液 0.20mol〃LKNO3 0.20mol〃L(NH4)2SO4 混合液中反应物的起始浓度 mol〃L 反应时间?t/s S2O8的浓度变化?cs2O8/mol〃L 反应速率v/mol〃L〃s

－1－12-2-－1－1－1－1－1－120.0 10.0 5.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 10.0 5.0 8.0 2.0 0 0 8.0 2.0 0 8.0 2.0 0 8.0 2.0 8.0 2.0 10.0 15.0 0 0 10.0 15.0 (NH4)2S2O8 KI Na2S2O3 二、温度对化学反应速率的影响

按表2-1实验Ⅳ中的药品用量，将装有碘化钾、硫代硫酸钠、硝酸钾和淀粉混合溶液的烧杯和装有过二硫酸铵溶液的小烧杯，放入冰水浴中冷却，待它们温度冷却到低于室温10℃时，将过二硫酸铵溶液迅速加到碘化钾等混合溶液中，同时计时并不断搅动，当溶液刚出现蓝色时，记录反应时间。此实验编号记为Ⅵ。

同样方法在热水浴中进行高于室温10℃的实验。此实验编号记为Ⅶ。 将此两次实验数据Ⅵ、Ⅶ和实验Ⅳ的数据记入表2-2中进行比较。

表2-2 温度对化学反应速率的影响

实 验 编 号 Ⅵ Ⅳ Ⅶ 反应温度t/℃ 反应时间?t/s 反应速率v/mol〃L〃s －1－1 三、催化剂对化学反应速率的影响

按表2-1实验Ⅳ的用量，把碘化钾、硫代硫酸钠、硝酸钾和淀粉溶液加到150mL烧杯中，再加入2滴0.02mol〃L－1Cu(NO3)2溶液，搅匀，然后迅速加入过二硫酸铵溶液，搅动、记时。将此实验的反应速率与表2-1中实验Ⅳ的反应速率定性地进行比较可得到什么结论。

四、数据处理

1．反应级数和反应速率常数的计算

将反应速率表示式v?kcms2o2?cIn?两边取对数：

8lgv?mlgcs2o2??nlgcI??lgk

82?当cI?不变时（即实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ），以lgv对lgcs2o8作图，可得一直线，2?斜率即为m。同理，当cs2o8不变时（即实验Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ），以lgv对lgcI?作图，

可求得n，此反应的级数则为m+n。

2?n将求得的m和n代入v?kcms2o8cI?即可求得反应速率常数k。将数据填入

下表。

实 验 编 号 lgv 2? lgcs2o8Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ lgcI? m n 反应速率常数k/mol〃〃L〃s －1－1 2．反应活化能的计算

反应速率常数k与反应温度T一般有以下关系：

lgk?A?Ea

2.30RT 式中Ea为反应的活化能，R为摩尔气体常数，T为热力学温度。测出不同温度时的k值，以lgk对

1Ea??作图，可得一直线，由直线斜率?等于?可求?T2.30R??得反应的活化能Ea。将数据填入下表。

实 验 编 号 反应速率常数k/mol〃L〃s lgk 1KT反应活化能Ea/kJ〃mol －1－1－1室温的平均反应速率常数k mol〃L〃s －1－1Ⅶ Ⅳ

本实验活化能测定值的误差不超过10%（文献值：51.8kJ〃mol－1）。 [实验注意事项]

1．本实验为两人一组进行实验，两人要分工明确，密切配合。对溶液的量取、混合、搅拌、观察现象、计时都要仔细。

2．取用KI、Na2S2O3、淀粉溶液、KNO3、(NH4)2SO4溶液的量筒与取用(NH4)2S2O8

的量筒一定要分开，以避免溶液在混合前就已发生反应。

3．搅拌用玻棒在每次测定前应清洗干净，并用滤纸擦干备用。

4．反应后溶液刚出现蓝色时，应立即停表。于对第Ⅲ组和第Ⅴ组实验，因S2O82－或I－浓度小，刚出现蓝色时颜色很浅，更应仔细观察。

5．进行温度对反应速率的影响实验时，若用一支温度计进行测温，在测定KI、Na2S2O3、淀粉溶液、KNO3等混合溶液后，温度计必须清洗干净，用滤纸擦干后，才能测定装(NH4)2S2O8溶液的小烧杯的温度。

6．在KI、Na2S2O3、淀粉等混合溶液中加入(NH4)2S2O8时，应迅速全部加入。

7．本实验中, 反应的溶液因S2O32－消耗完毕立即变蓝，而实验所用S2O32－的量又特别小，因此取用Na2S2O3溶液时一定要特别准确，最好用吸量管进行取液。

8．取用KI溶液时，应观察溶液为无色透明溶液。若溶液出现浅黄色，则有I2析出，该溶液不能使用。

实验三、醋酸电离度和电离常数的测定

——pH计的使用

【实验目的】

测定醋酸的电离度和电离常数。进一步掌握滴定原理，滴定操作及正确判断滴定终点。学习使用pH计。

醋酸（CH3COOH或HAc）是弱电解质，在水溶液中存在以下电离平衡：

HAc[H?][Ac?]其平衡关系式为 Ki?

[HAc]H+ + Ac-

c为HAc的起始浓度，[H+]、[Ac－]、[HAc]分别为H+、Ac－、HAc的平衡浓度，?为电离度，Ki为电离平衡常数。

在纯的HAc溶液中，[H+] = [Ac－] = ca

[H+]?100% 则a?c+

[HAc] = c(1－a)，

[H?][Ac?][H?]2 Ki???[HAc]c?[H][H+]2当a<5%时，c－[H]≈c，故Ki?

c根据以上关系，通过测定已知浓度的HAc溶液的pH，就知道其[H+]，从而可以计算该HAc溶液的电离度和平衡常数。

【实验用品】

仪器：碱式滴定管、吸量管（10mL）、移液管（25mL）、锥形瓶（50mL）、烧杯（50mL）、pH计

液体药品：HAc(0.20mol〃L－1)、0.2mol〃L－1、NaOH标准溶液、酚酞指示剂 【实验内容】

一、醋酸溶液浓度的测定

以酚酞为指示剂，用已知浓度的NaOH标准溶液标定HAc的准确浓度，把结果填入下表。

滴 定 序 号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ NaOH溶液的浓度/mol〃L HAc溶液的用量/mL NaOH溶液的用量/mL HAc溶液的浓度 －1mol〃L 测定值 平均值 －1 二、配制不同浓度的HAc溶液

用移液管和吸量管分别取25.00mL、5.00mL、2.50mL已测得准确浓度的HAc溶液，把它们分别加入三个50mL容量瓶中，再用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，并计算出这三个容量瓶中HAc溶液的准确浓度。

三、测定醋酸溶液的pH，计算醋酸的电离度和电离平衡常数

把以上四种不同浓度的HAc溶液分别加入四只洁净干燥的50mL烧杯中，按由稀到浓的次序在pH计上分别测定它们的pH，并记录数据和室温。计算电离度和电离平衡常数，并将有关数据填入下表中。

温度 ℃

溶液编号 1 2 3 4 c mol?L?1 pH [H?] ?1mol?L 电离平衡常数K ? 测定值 平均值 本实验测定的K在1.0〓10－5~2.0〓10－5范围内合格（25℃的文献值为1.76〓10－5）

【实验注意事项】

1．在对酸度计的定位完成后，不能再动定位调节旋纽，否则应重新定位。 2．在对标准醋酸溶液进行取液前，应看清移液管或吸量管上是否有“B”

的标记，有“B”的，则应将移液管尖嘴的液体吹入容量瓶，无“B”的则不可用外力使尖嘴处的液体流出，因为移液管的容积不包括尖嘴处残留的液体。

3．盛装不同浓度的四只小烧杯应清洗洁净并用滤纸擦干待用。

4．测定醋酸溶液前应将复合电极用蒸馏水清洗并用滤纸将玻璃表面水分吸干。

5．测定醋酸溶液的pH时应按由稀到浓的顺序进行测定，以避免可能残留在电极上的浓酸对稀酸pH产生影响造成误差。

注：pH计（Delta 320-S pH计）使用方法：

1、

模式显示屏及控制键

选择pH、mV或温度方式。

校准 在pH方式下启动校准程序；在温度方式下启动

温度输入程序。

开/关? 接通/关闭显示器，关闭时将pH计设臵在备用状态。

读数 在pH方式和mV方式下启动样品测定过程，再按一次该键时锁定当前值。在温度方式下，读数键作为输入温度值时各位间的切换键。

2、使用方法： 1）温度的输入

每次测定溶液的pH前先看一下温度，如果温度设定值与样品温度不同的话，务必输入新的溶液的温度值。

2）温度的读数和输入：

按一次（模式）进入温度方式，显示屏即有“℃”图样显示，同时显示屏将显示最近一次输入的温度值，小数点闪烁。如果要输入新的温度值，则按一下（标准），此时首先是温度值的十位数从0开始闪烁，每隔一段时间加“1”。当十位数到达所要的数值时，按一下（读数），这时十位数固定不变，个位数开始闪烁，并且累加。当个位数到达所要的数值时，按一下（读数），十位数和个位数均保持不变，小数点后十分位开始在“0”和“5”之间变化。当到达需要数值时按（读数），温度值将固定，且小数点停止闪烁，此时温度值已被读入pH计。完成温度输入后，按（模式）回到pH或mV方式。

注意：在温度输入后，但在未退出温度方式前想改变温度设定值，只需按一下（读数）使小数点闪烁，然后按（校准），照上述步骤重新输入温度值。在温度输入过程中，若想重新输入温度，按（校准），然后按上述步骤重新输入温度值。

320-S pH计在关机后将仍保留此温度值。

3）测定pH值

在样品测定前进行常规校准，并检查当前温度值，确定是否要输入新的温度值。

测定pH值：

将电极放入样品中并按（读数），启动测定过程，小数点会闪烁。 显示屏同时显示数字式及模拟式pH值。模拟式尺度从1~7或7~14.超出或不足显示范围的数值由箭头表示。

将显示静止在终点数值上，按（读数），小数点停闪。 启动一个新的测定过程，再按（读数）。

4）设臵校准溶液组：

要获得最精确的pH值，你必须周期性的校准电极。有3组校准缓冲液供选择（每组有3种不同pH值的校准液）：

组1（b＝1）：pH4.00 7.00 10.00 组2（b＝2）：pH4.01 7.00 9.21 组3（b＝3）：pH4.01 6.86 9.18 按下列步骤选择缓冲液： （1）按（开/关）关闭显示器。

（2）按（模式）并保持，再按（开/关）。松开（模式）显示屏显示b＝3(或当前的设定值)

（3）按（校准）显示b=1，或b＝2

（4）按（读数）选择合适的组别，即使遇上断电320-S pH计也仍保留此设臵。

注意：

1. 所选择组别必须与所使用的缓冲液相一致；

2. 当你进入设臵校准溶液组菜单后，你以前的电极校正数据及所选择的校正溶液组已改为出厂设臵，因此在进行样品测量前，须重新进行校准溶液组的设臵及电极校正。

5）校准pH电极：

首先测出缓冲液的温度，并进入温度方式输入当前缓冲液的温度。

一点校准：

将电极放入第一个缓冲液并按（校准）；

320-S pH计在校准时自动判定终点，当到达终点时相应的缓冲液指示器显示，要人工定义终点，按（读数）；

要回到样品测定方式，按（读数）。 两点校准：

继续第二点校准操作，按（校准）；

将电极放入第二种缓冲液并按上述步骤操作，当显示静止后电极斜率值简要显示。

要回到样品测定方式，按（读数）。

6）测定mV值

按下列步骤测定某一样品的mV绝对值。

将电极放入样品并按（读数）启动测定过程；（显示屏显示该样品的mV绝对值。）

要将显示静止在终点值上，按（读数）；要启动一个新的测定过程，按（读数）。

7）图表记录仪

pH－输出值同显示值，并且每pH单位大约相当于60mV。此数值随电极斜率的变化而变化；

mV－输出值同显示值，即当显示在－1999～1999mV间变化，输出值也随之在此范围内变化。

实验四、电离平衡

【实验目的】

加强对电离平衡、同离子效应理论的理解；掌握缓冲溶液的原理与其配制方法；掌握盐类水解反应并会用平衡移动的原理解释实验现象；复习指示剂及pH试纸的使用方法。 【实验原理】

(1)、弱电解质的电离平衡

弱酸或弱碱在水中部分电离，AB＝A＋+B－。温度、弱电解质浓度c(AB)及水溶液中的A+、B－离子浓度等因素可以影响其电离平衡的移动。电离反应是吸热反应，所以升高温度可以使平衡向离解方向移动；而增大A＋、B－离子浓度则使平衡向生成AB的方向移动，这种影响被称为同离子效应。利用同离子效应可以使弱电解质电离度减小，也能使难溶电解质的溶解度减小。 (2)、缓冲溶液

弱酸、弱碱及其盐可以组成缓冲溶液，缓冲溶液的特点是能抵御少量外来酸碱而保持pH值不变。其对应的计算公式为：

pH＝pKa＋lg(c盐/c酸) pOH＝pKb＋lg(c盐/c碱)

当C盐/C酸或者C盐/C碱的比例为0.1～10之间时，溶液才具有比较大的缓冲作用，所以在配臵缓冲溶液时，选择的弱电解质K值和缓冲溶液的pH值的关系要控制在：

pH＝pKa?1 pOH＝pKb?1

缓冲溶液的缓冲能力是有限的，大量的外来酸碱会破环其缓冲能力。 (3)、盐类水解

盐类会因为水解而显出酸碱性，强碱弱酸盐呈碱性，强酸弱碱盐呈酸性，弱酸弱碱盐的酸碱性则由其正负离子各自所对应的弱碱、弱酸的Kb、Ka值的相对大小决定，例如NH4Ac呈中性（Ka?Kb），而(NH4)2S则呈碱性（Ka

水解反应是吸热反应，所以温度升高可以使平衡向水解方向移动。在水解平衡中增加或减少反应物或生成物的量也能使平衡移动，如：

BiCl3＋H2O＝BiOCl↓（白色）＋2HCl

为了防止盐类水解，可以在系统中加入酸，使c (H+)增大，从而使平衡左移，抑制水解。而当强酸弱碱盐和强碱弱酸盐相遇，可以相互加剧水解，如：

2Al3＋＋3CO32－＋6H2O＝2Al(OH)3↓＋3CO2＋3H2O

反应进行地十分彻底。 【仪器与试剂】

仪器：试管、试管夹、量筒（10mL）、烧杯、酒精灯、点滴板、药匙、玻棒 试剂：0.1mol〃L－1氨水、2mol〃L－1氨水、0.1mol〃L－1NaOH、6mol〃L－1NaOH、0.1mol〃L－1HCl、2 mol〃L－1HCl、6 mol〃L－1HCl、0.1 mol〃L－1HAc、2 mol〃L－1

HAc、0.1 mol〃L－1NaAc、2 mol〃L－1NaAc、0.1 mol〃L－1Al2(SO4)3、0.5mol〃L－1

NaHCO3、NH4Ac固体、酚酞、甲基橙 【实验内容】

一、弱电解质的电离平衡

d. 沉淀量少，需要定量测定；

e. 母液量很少，分离时应减少损失； f. 沉淀和母液必须迅速分离开； g. 母液粘稠；

h. 一般胶体溶液；

离心机是利用离心力对混合物溶液进行分离和沉淀的一种专用仪器。电动离心机通常分为大，中，小3种类型。在此只介绍生物化学实验室使用的小型台式或落地式电动离心机。

1. 使用方法：

1）使用前应先检查变速旋钮是否在“O”处。

2）离心时先将待离心的物质转移到大小合适的离心管内，盛量占管的2/3体积，以免溢出。将此离心管放入外套管内。

3）将一对外套管（连同离心管）放在台秤上平衡，如不平衡，可用小吸管调整离心管内容物的量或向离心管与外套间加入平衡用水。每次离心操作，都必须严格遵守平衡要求，否则将会损坏离心机部件，甚至造成严重事故，应十分警惕。

4）将以上两个平衡好的套管，按对称位臵放到离心机中，盖严离心机盖，并把不用的离心套管取出。

5）开动时，先开电门，然后慢慢拨动变速旋钮，使速度逐渐加快，对落地式离心机，可从转速表上液柱的下降得知转速大小。停止时，先将旋钮拨到“O”，不继续使用时，拔下插头。待离心机自动停止后，才能打开离心机盖并取出样品，绝对不能用手阻止离心机转动。

6）用完后，将套管中的橡皮垫洗净，保管好。冲洗外套管，倒立放臵使其干燥。

2. 注意事项：

1）离心过程中，若听到特殊响声，表明离心管可能破碎，应立即停止离心。如果管已破碎，将玻璃渣冲洗干净（玻璃渣不能倒入下水道），然后换管按上述操作重新离心。若管未破碎，也需要重新平衡后再离心。

2）有机溶剂和酚等会腐蚀金属套管，若有渗漏现象，必须及时擦干净漏出的溶液，并更换套管。

3）避免连续使用时间过长。一般大离心机用40min休息20或30min，台式小离心机使用40min休息10min。

4）电源电压与离心机所需的电压一致。接地后才能通电使用。

5）应不定期检查离心机内电动机的电刷与整流子磨损情况，严重时更换电刷或轴承。

实验六、氧化还原反应和氧化还原平衡

【实验目的】

学会装配原电池。掌握电极的本性、电对的氧化型或还原型物质的浓度、介质的酸度等因素对电极电势、氧化还原反应的方向、产物、速率的影响。通过实验了解化学电池电动势。

【实验用品】

仪器：试管（离心、10mL）、烧杯（100mL、250mL）、伏特计（或酸度计）、表面皿、U形管

固体药品：琼脂、氟化铵

－1－1

液体药品：HCl（浓）、HNO3（2mol〃L、浓）、HAc（6mol〃L）、H2SO4（1mol〃L－1）、NaOH(6mol〃L－1，40%)、NH3〃H2O(浓)、ZnSO4(1mol〃L－1)、CuSO4(0.01mol〃L－1

、1mol〃L－1)、KI(0.1mol〃L－1)、KBr(0.1mol〃L－1)、FeCl3(0.1mol〃L－1)、Fe2(SO4)3(0.1mol〃L－1)、FeSO4(1mol〃L－1)、H2O2（3%）、KIO3(0.1mol〃L－1)、溴

－1

水、碘水（0.1mol〃L）、氯水（饱和）、KCI（饱和）、CCl4、酚酞指示剂、淀粉溶液（0.4%）

材料：电极（锌片，铜片）、回形针，红色石蕊试纸（或酚酞试纸）、导线、砂纸、滤纸

【实验内容】

一、氧化还原反应和电极电势

（1）在试管中加入0.5mL 0.1mol〃L－1KI溶液和2滴0.1mol〃L－1FeCl3溶液，摇匀后加入0.5mL CCl4，充分振荡，观察CCl4层颜色有无变化。

（2）用0.1mol〃L－1KBr溶液代替KI溶液进行同样实验，观察现象。

（3）往两支试管中分别加入3滴碘水、溴水，然后加入约0.5mL 0.1mol〃L-1FeSO4溶液，摇匀后，注入0.5mL CCl4，充分振荡，观察CCl4层有无变化。

根据以上实验结果，定性地比较Br2/Br－、I2/I－和Fe3+/Fe2+三个电对的电极电势。

二、浓度对电极电势的影响

（1）往一只小烧杯中加入约30mL 1mol〃L－1ZnSO4溶液，在其中插入锌片；往另一只小烧杯中加入约30mL 1mol〃L－1CuSO4溶液，在其中插入铜片。用盐桥将二烧杯相连，组成一个原电池。用导线将锌片和铜片分别与伏特计（或酸度计）的负极和正极相接，测量两极之间的电压（图6.1）。

e Zn -- Cl- 沟通回路 盐桥 + e Cu K+ CuSO4 -ZnSO4

图6.1 铜锌原电池组成示意图

在CuSO4溶液中注入浓氨水至生成的沉淀溶解为止，形成深蓝色的溶液：

Cu2+ + 4NH3[Cu(NH3)4]2+

测量电压，观察有何变化。

再于ZnSO4溶液中加入浓氨水至生成的沉淀完全溶液为止：

Zn2+ + 4NH3[Zn(NH3)4]2+

测量电压，观察又有什么变化。利用Nernst方程式来解释实验现象。 （2）自行设计并测定下列浓差电池电动势，将实验值与计算值比较。

Cu|CuSO4(0.01mol〃L－1)||CuSO4(1mol〃L－1)|Cu

在浓差电池的两极各连一个回形针，然后在表面皿上放一小块滤纸，滴加1mol〃L－1Na2SO4溶液，使滤纸完全湿润，再加入酚酞2滴。将两极的回形针压在纸上，使其相距约1mm，稍等片刻，观察所压处，哪一端出现红色。

三、酸度和浓度对氧化还原反应的影响

1．酸度的影响

（1）在3支均盛有0.5mL 0.1mol〃L－1Na2SO3溶液的试管中，分别加入0.5mL 1mol〃L－1H2SO4溶液及0.5mL蒸馏水和0.5mL 6mol〃L－1NaOH溶液，混合均匀后，再各滴入2滴0.01mol〃L－1KMnO4溶液，观察颜色的变化有何不同，写出反应式。

－1－1

（2）在试管中加入0.5mL 0.1mol〃LKI溶液和2滴0.1mol〃LKIO3溶液，再加几滴淀粉溶液，混合后观察溶液颜色有无变化。然后加2~3滴1mol〃L-1H2SO4溶液酸化混合液，观察有什么变化，最后滴加2~3滴6mol〃L－1NaOH使混合液显碱性，又有什么变化。写出有关反应式。

2．浓度的影响

（1）往盛有H2O、CCl4和0.1mol〃L－1Fe2(SO4)3各0.5mL的试管中加入0.5mL 0.1mol〃L－1KI溶液，振荡后观察CCl4层的颜色。

（2）往盛有CCl4、1mol〃L－1FeSO4和0.1mol〃L－1Fe2(SO4)3各0.5mL的试管中，加入0.5mL 0.1mol〃L－1KI溶液，振荡后观察CCl4层的颜色。与上一实验中CCl4层颜色有何区别？

（3）在实验（1）的试管中，加入少许NH4F固体，振荡，观察CCl4层颜色的变化。

说明浓度对氧化还原反应的影响。

四、酸度对氧化还原反应速率的影响

在两支各盛0.5mL 0.1mol〃L－1KBr溶液的试管中，分别加入0.5mL 1mol〃L-1H2SO4和6mol〃L－1HAc溶液，然后各加入2滴0.01mol〃L－1KMnO4溶液，观察2支试管中紫红色褪去的速度。分别写出有关反应方程式。

五、氧化数居中的物质的氧化还原性

（1）在试管中加入0.5mL 0.1mol〃L－1KI和2~3滴1mol〃L－1H2SO4，再加入1~2滴3% H2O2，观察试管中溶液颜色的变化。

（2）在试管中加入2滴0.01mol〃L－1KMNO4溶液，再加入3滴1mol〃L-1H2SO4

溶液，摇匀后滴加2滴3% H2O2，观察溶液颜色的变化。

[实验注意事项]

1．在Fe3+与I－反应生成I2后加入CCl4的实验中，为使I2由水溶液尽快地转移至CCl4中，应充分振荡。

2．上述实验中，CCl4的量不能少加，否则上层水溶液中I2产生的棕黄色映入下层CCl4后溶液呈红色或桃红色，而非I2在CCl4中应显出的紫红色。

3．在进行原电池的电动势的测定前，应将电极锌片、铜片用砂纸擦干净，以免增大电阻。由于是多组同学同用一支盐桥，故应固定盐桥两端，使一端始终插入CuSO4溶液（第二次及以后使用时该端琼脂呈CuSO4的蓝色），另一端插入ZnSO4溶液（该端琼脂仍呈琼脂的乳白色）。在测定浓差电池电动势时，两极俱应使用铜电极，并另用一支新的盐桥进行实验。

4．在进行MnO4－与SO32－的反应时，在中性（或弱酸、弱碱性）溶液中，应仔细观察反应后液体的情况，最好用白纸衬底，因MnO4－紫红色褪去后刚生成的棕黄色的MnO2沉淀，既少又小并悬浮在液体中，不仔细观察则会错认为无沉淀生成。也可在反应试管静臵一段时间后观察试管底部沉降的沉淀。在强碱溶液中，反应生成绿色的MnO42－溶液。

实验七、分子结构和晶体结构模型

【实验目的】

(1)熟悉部分无机化合物(无机离子)的杂化方式及空间构型 (2)了解部分晶体的空间构型； (3)了解金属晶体的密堆积构型。 【实验提要】

本实验通过擦CAI课件教学，加深对分子结构和晶体结构理论的理解及其空间构型的认识。

部分无机化合物(无机离子)的中心原子以某种特定的杂化方式与其他原子成键，得到一固定的空间构型。

晶体依其晶格结点上不同类型的粒子，可分为离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体四种基本类型。

离子晶体的空间构型上要由其正、负离子的半径比(r+／r－)确定。

金属晶体中常见有三种紧密堆积方式。 【实验要求】

在CAI室观看：1）spn、dmspn(或spndm) 杂化与成键，得到一固定的空间构型； 2）部分离子晶体、分子晶体、原子晶体、金属晶体及过渡型晶体的空间构型。 【实验内容】 1、填表

表7.1 分子或离子的杂化及其空间构型

物质 杂化方式 杂化轨道数 杂化轨道间夹角 空间构型 BeCl2 BCl3 CH4 CH3Cl NH3 H2O

2+

[Cu(NH3)4]

3－

[FeF6]

表7.2 晶体的空间构型 晶格结点上

物质 晶体类型 粒子间的作用力 空间构型

的粒子

CsCl NaCl 立方ZnS 石墨 干冰 金刚石

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/qnyx.html