实验十三 硼、碳、氮、磷

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1、实验十三硼、碳、硅、氮、磷姓名班级试验时间第室号位指导教师一、实验目的1．掌握硼酸和硼砂的重要性质，学习硼砂珠试验的方法。2．了解可溶性硅酸盐的水解性和难溶的硅酸盐的生成与颜色3．掌握硝酸、亚硝酸及其盐的重要性质。4．了解磷酸盐的主要性质。5．掌握CO32-、NH4+、NO2-、NO3-、PO43-的鉴定方法.二、实验原理硼酸是一元弱酸，它在水溶液中的解离不同于一般的一元弱酸。硼酸是lewis酸，能与多羟基醇发生加合反应，使溶液的酸性增强。硼砂的水溶液因水解而呈碱性。硼砂溶液与酸反应可析出硼酸。硼砂受强热脱水熔化为玻璃体，与

2、不同的金属的氧化物或盐类熔融生成具有不同特征颜色的偏硼酸复盐，即硼砂珠试验。将碳酸盐溶液与盐酸反应生成的CO2通入Ba（OH）2溶液中，能使Ba（OH）2溶液变浑浊，这一方法用于鉴定CO32-。硅酸钠水解作用明显。大多数硅酸盐难溶于水，过渡金属的硅酸盐呈现不同的颜色。鉴定NH4+的常用的方法有两种，一是NH4+与OH-反应，生成的NH3（g）使红色石蕊试纸变蓝：二是NH4+与奈斯勒（Nessler）试剂（K2[HgI4]的碱性溶液）反应，生成红棕色沉淀。亚硝酸极不稳定。亚硝酸盐溶液与强酸反应生成的亚硝酸分解为N2O3和H2O

3、。N2O3又能分解为NO和NO2。亚硝酸盐中氮的氧化值为+3，它在酸性溶液中作氧化剂，一般被还原为NO；与强氧化剂作用时则生成硝酸盐。硝酸具有强氧化性。它与许多非金属反应，主要还原产物是NO。浓硝酸与金属反应主要生成NO2，稀硝酸与金属反应通常生成NO，活泼金属能将稀硝酸还原为NH4+。NO2-与FeSO4溶液在HAc介质中放映生成棕色的[Fe（NO）（H2O）5]2+（简写为[Fe（NO）]2+：Fe2++NO2-+2HAc→Fe3++NO+H2O+2Ac-Fe2++NO→[Fe（NO）]2+NO3–与FeSO4溶液在浓H

4、2SO4介质中反应生成棕色[Fe（NO）]2+：3Fe2++NO3–+4H+→3Fe3++NO+2H2OFe2++NO→[Fe（NO）]2+在试液与浓H2SO4液层界面处生成的[Fe（NO）]2+呈棕色环状。此方法用于鉴定NO3–，称为“棕色环”法。NO2-的存在干扰NO3–的鉴定，加入尿素并微热，可以除去NO2-：NO2-+CO（NH2）2+2H+→2N2+CO2+3H2O碱金属（锂除外）和铵的磷酸盐、磷酸一氢盐易溶于水，其他磷酸盐难溶于水。大多数磷酸二氢盐易溶于水。焦磷酸盐和三聚磷酸盐都具有配位作用。PO43-与（NH4

5、）2MoO4溶液在硝酸介质中反应，生成黄色的磷钼酸铵沉淀。此反应可用于鉴定PO43-。三、实验步骤1硼砂和硼酸的性质实验步骤实验现象反应方程式、解释和结论　（1）在试管中加入约0.5g的硼酸晶体和3mL的去离子水，观察溶解情况。微热后使其全部溶解，冷至室温，用pH试纸测定溶液的pH。然后在溶液中加入1滴甲基橙指示剂，并将溶液分成两份，在一份中加入10滴甘油，混合均匀，比较两份溶液的颜色。　　　　　（2）在试管中加入约1g硼砂和2mL去离子水，微热使其溶解，用pH试纸测定溶液的pH。然后加入1mL6mol∙L-1H2SO4溶液

6、，将试管放在冷水中冷却，并用玻璃棒不断搅拌，片刻后观察硼酸晶体的析出。　（3）硼砂珠试验用环形镍铬丝沾取浓HCl（盛在试管中），在氧化焰中灼烧然后迅速蘸取少量硼砂，在氧化焰中灼烧至玻璃状。用烧红的硼砂珠蘸取少量Co（NO3）2∙6H2O，在氧化焰中烧至熔融，冷却后对着亮光观察硼砂珠的颜色。　　2碳酸根的鉴定实验步骤实验现象反应方程式、解释和结论在试管中加入1mL0.1mol∙L-1Na2CO3溶液再加入半滴管2mol∙L-1的HCl溶液，立即用带导管的塞子盖紧试管口，将产生的气体通入Ba（OH）2饱和溶液中，观察现象。3硅酸

7、盐的性质实验步骤实验现象反应方程式、解释和结论　（1）在试管中加入1mL0.5mol∙L-1的Na2SiO3溶液，用pH试纸测其pH。然后逐滴加入6mol∙L-1HCl溶液，使溶液的pH在6~9，观察硅酸凝胶的生成（若无凝胶生成可微热）　　　（2）“水中花园”实验在50mL的烧杯中加入约30mL的20％Na2SiO3溶液，然后分散加入CaCl2，CuSO4∙5H2O，ZnSO4∙7H2O，FeSO4，Co（NO3）∙6H2O，NiSO4∙7H2O晶体各一小粒，静止1~2小时后观察“石笋”的生成和颜色。　　4氨根的检验实验步骤

8、实验现象反应方程式、解释和结论　（1）在试管中加入少量0.1mol∙L-1的NH4Cl溶液和2mol∙L-1的NaOH溶液，微热用湿润的红色石蕊试纸在试管口检验逸出的气体。写出有关反应方程式。　　　（2）在滤纸条上加1滴奈斯勒试剂，代替红色的石蕊试纸重复实验（1），观察现象。　　5硝酸的氧