无机化学实验二十二-碱金属和碱土金属.doc

实验二十二 碱金属和碱土金属
[实验目的]
比较碱金属、碱土金属的活泼性。试验并比较碱土金属氢氧化物和盐类的溶解性。练习焰色反应并熟悉使用金属钾、钠的安全措施。
[实验用品]
仪器：烧杯、试管、小刀、镊子、坩埚、坩埚钳、离心机
固体药品：钠、钾、镁条、醋酸钠
液体药品：汞、NaCl(1mol·L-1)、KCl(lmol·L-1)、MgC12(0.5mol·L-1)、CaC12(0.5mol·L-1)、BaC12(0.5mol·L-1)、新配制的NaOH(2mol·L-1)、氨水(6mol·L-1)、NH4Cl(饱和)、Na2CO3(0.5mol·L-1、饱和)、HCl(2mol·L-1)、HAc(2mol·L-1、6mol·L-1)、HNO3(浓)、Na2SO4(0.5mol·L-1)、CaSO4(饱和)、K2CrO4(0.5mol·L-1)、KSb(OH)6(饱和)、(NH4)2C2O4(饱和)、NaHC4H4O6(饱和)、AlCl3(0.5mol·L-1)
材料：铂丝(或镍铬丝)、pH试纸、钴玻璃、滤纸
[实验内容]
一、钠、钾、镁的性质
1．钠与空气中氧的作用
用镊子取一小块金属钠（绿豆大），用滤纸吸干其表面的煤油，切去表面的氧化膜，立即置于坩埚中加热。当钠开始燃烧时，停止加热。观察反应情况和产物的颜色、状态。冷却后，往坩埚中加入2ml蒸馏水使产物溶解，然后把溶液转移到一支试管中，用pH试纸测定溶液的酸碱性。再用2mol·L-1H2SO4酸化，滴加1～２滴0.01mol·L-1KMnO4溶液。观察紫色是否褪去。由此说明水溶液是有H2O2，从而推知钠在空气中燃烧是否有Na2O2生成。写出以上有关反应方程式。
现象和解释
2Na + O2 Na2O2黄色粉末
Na2O2 + 2H2O == H2O2++ 2NaOH
5H2O2 + 2MnO4- + 6H+ == 2Mn2+ + 8H2O + 5O2
2、钠、钾、镁与水的作用
用镊子取一小块金属钾和金属钠，用滤纸吸干其表面的煤油，切去表面的氧化膜，立即将它们分别放入盛水的烧杯中。可将事先准备好的合适漏斗倒扣在烧杯上，以确保安全。观察两者与水反应的情况，并进行比较。反应终止后，滴入1～2滴酚酞试剂，检验溶液的酸碱性。根据反应进行的剧烈程度，说明钠、钾的金属活泼性。写出反应式。
现象和解释
Na燃烧为黄光，有气体生成，K燃烧为红光，有气体生成。溶液呈碱性。
2Na + 2H2O === 2NaOH + H2↑
2K + 2H2O === 2KOH + H2↑
取一小段镁条，用砂纸擦去表面的氧化物，放入一支试管中，加入少量冷水。观察有无反应。然后将试管加热，观察反应情况。加入几滴酚酞检验水溶液的酸碱性，写出反应式。
现象和解释
Mg + 2H2O === Mg(OH)2 + H2↑有气体放出
二、镁、钙、钡的氢氧化物的溶解性
（1）在三支试管中，分别加入0.5ml 0.5mol·L-1MgCl2、CaCl2、BaCl2氯化镁溶液，再各加入0.5ml 2mol·L-1新配制的NaOH溶液。观察沉淀的生成。然后把沉淀分成两份，分别加入6mol·L-1盐酸溶液和6mol·L-1氢氧化钠溶液,观察沉淀是否溶解，写出反应方程式。
现象和解释
Mg2+ + 2HO- === Mg(OH)2↓
Ca2+ + 2OH- === Ca(OH)2↓
Ba2+ + 2OH- === Ba(OH)2↓都有白色沉淀生成
Mg(OH)2 + 2H+ === Mg2+ + 2H2O
Mg(OH)2↓、Ca(OH)2↓、Ba(OH)2↓在HCl中可溶，在NaOH中不溶。
（2）在试管中加入0.5ml 0.5mol·L-1氯化镁溶液，再加入等体积0.5mol·L-1NH3.H2O，观察沉淀的颜色和状态。往有沉淀的度管中加入饱和NH4Cl溶液，又有何现象？为什么？写出反应方程式。
现象和解释
Mg2+ + 2NH3.H2O == Mg(OH)2↓+ 2NH4+
Mg(OH)2 + 2H+ == Mg2+ + 2H2O
Mg(OH)2↓在NH4Cl中可溶，在NaOH中不溶。
三、碱金属、碱士金属元素的焰色反应
取一支铂丝(或镍铬丝)，铂丝的尖端弯成小环状，蘸以6mol·L-1盐酸溶液在氧化焰中烧片刻，再浸入盐酸中，再灼烧，如此重复直至火焰无色。依照此法，分别蘸取1mol·L-1氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化锶、氯化钡溶液在氧化焰中灼烧，观察火焰的颜色。每进行完一种溶液的焰色反应后，均需蘸浓盐酸溶液灼烧铂丝(或镍铬丝)，烧至火焰无色后，再进行新的溶液的焰色反应。观察钾盐的焰色时，为消除钠对钾焰色的干扰，一般需用蓝色钴玻璃片滤光后观察。
现象和解释
NaCl(黄)、KCl(浅紫)、CaCl2(洋红)、SrCL2(红)、BaCl2(黄绿)
[实验习题]
1．若实验室中发生镁燃烧的事故，可否用水或二氧化碳来灭火，应用何种方法灭火？
答:不能，因为镁能和它们发生反应。应该用砂灭火。