化学分析实验台 · AnalytLab

夜间分析实验室:亲手拧活塞控制滴速、半滴、摇瓶,在背光板前找酚酞终点,自己平视读数、填写记录本,平行测定盐酸浓度;pH 滴定曲线与误差分析;任意试剂滴进任意试管做离子检验,焰色反应透过钴玻璃看钾,最后鉴定一种未知的盐。

学科:化学 · 适用学段:高中 · 知识点:酸碱中和滴定、滴定曲线与误差分析、离子的检验、焰色反应

章节内容

认识滴定管与移液管

滴定管上的0 刻度在上,越往下读数越大;最小分度 0.1 mL,读数要估读到 0.01 mL。

使用前:检查活塞是否漏水 → 蒸馏水洗涤 → 用标准液润洗 2—3 次 → 装液到 0 刻度以上 → 快速放液赶出尖嘴的气泡 → 调节液面到 0 或 0 以下。

读数时视线要与弯月面最低处相平。在读数界面拖动“视线高度”,看看仰视、俯视会读出什么。

中和滴定:测定盐酸的浓度

用 0.1000 mol/L 的 NaOH 标准溶液滴定 25.00 mL 未知浓度的盐酸,酚酞作指示剂。

左手控制活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛看着瓶中溶液的颜色。开始可以快一些,落点出现的粉红褪得越来越慢时改成逐滴、半滴。滴入最后半滴,溶液由无色变成浅红色、半分钟内不褪色,就是终点。

先粗测一次,再精测,直到两次相差不超过 0.10 mL。c(HCl) = c(NaOH)·V(NaOH) / V(HCl)。

指示剂与滴定曲线

烧杯放在磁力搅拌器上,插入 pH 计的电极,边滴边记录 pH。

等当点附近,半滴(约 0.02 mL)就能让 pH 从 4 左右跳到 10 左右——这叫pH 突跃。只要指示剂的变色范围落在突跃里,终点误差就很小:酚酞(8.2—10.0)、甲基橙(3.1—4.4)都可以;石蕊变色范围宽、颜色变化不明显,不用作滴定指示剂。

换成 0.0100 mol/L 再做一次,突跃变窄了。

误差分析

所有误差都归结到一个量:读出来的 V(NaOH) 是偏大还是偏小。V 偏大,结果偏高;V 偏小,结果偏低。

在右侧勾选一种或几种错误,再“自动完成一次滴定”,看看结果。想一想:锥形瓶里有蒸馏水,为什么没有影响?

阳离子的检验

架上 8 支试管各装 2 mL 溶液。点一支试管,再点一个滴瓶(或在右侧选试剂),就可以往里滴。

先逐滴加 NaOH 溶液,看沉淀的颜色;再继续加至过量,看沉淀溶不溶解。再用氨水做一遍,比较两者的不同。

Fe²⁺ 的沉淀放一会儿会变色;NH₄⁺ 加 NaOH 后要加热,用湿润的红色石蕊试纸检验放出的气体。Fe³⁺ 还可以用 KSCN 溶液检验。

阴离子的检验

卤素离子:先加稀硝酸酸化,再加 AgNO₃ 溶液——Cl⁻ 白色、Br⁻ 浅黄色、I⁻ 黄色沉淀,都不溶于稀硝酸。

SO₄²⁻:先加稀盐酸酸化,再加 BaCl₂ 溶液,产生白色沉淀。CO₃²⁻:加稀酸冒气泡,气体使石灰水变浑浊。NO₃⁻:加 NaOH 溶液和铝箔,加热,放出的氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

试试不先酸化,直接往 Na₂CO₃ 溶液里加 AgNO₃ 或 BaCl₂——为什么一定要先酸化?

焰色反应

某些金属元素在灼烧时使火焰呈现特殊的颜色。

步骤:铂丝蘸浓盐酸,在外焰上灼烧至与原来火焰颜色相同 → 蘸取样品 → 在外焰上灼烧,观察颜色 → 再用盐酸洗净。铂丝上还残留着上一位同学留下的钠,先把它烧干净。

观察钾的焰色要透过蓝色钴玻璃,滤去钠的黄光。试试那份 NaCl + KCl 混合物。

鉴定一种未知的盐

给你一种未知的盐:两支试管里是它的溶液,焰色反应台上是它的固体。用尽量少的试剂,判断它含有哪种阳离子和哪种阴离子,在右侧记录本里作答。

想清楚顺序再动手:先看颜色,再选能把几种可能一次区分开的试剂。

随堂检测

回顾滴定与离子检验,完成下面的选择题。

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