不溶性盐由两份各提供其一种离子的溶液混合而得,盐立即以沉淀形式生成。过滤、用蒸馏水洗涤并干燥后得到纯净的盐。
有些盐不溶于水,因此不能像可溶性盐那样从溶液中结晶。相反,不溶性盐通过沉淀法制备,也称复分解:把两份可溶性盐混合,使不溶的产物立即从溶液中沉淀出来。
这是一个简短但常考的中四实验。本指南列出制备碘化铅之类盐的方法、应预期的观察,以及实验试卷所看重的试卷三技能。
目的
通过混合两份提供该盐两种离子的溶液(复分解),制备纯净、干燥的不溶性盐晶体,例如碘化铅(II)。
仪器与材料
- 两个烧杯与玻璃搅拌棒
- 过滤漏斗与滤纸
- 装有蒸馏水的洗瓶
- 药匙
- 提供金属离子的溶液,例如硝酸铅(II)溶液
- 提供另一种离子的溶液,例如碘化钾溶液
步骤
- 量取一份体积的硝酸铅(II)溶液入烧杯。
- 量取一份体积的碘化钾溶液入第二个烧杯。
- 把两份溶液倒在一起并用玻璃棒搅拌;不溶性盐的沉淀立即生成。
- 过滤混合物,使沉淀作为残余物收集在滤纸上,可溶产物作为滤液透过。
- 用蒸馏水洗涤滤纸上的残余物,把水浇在固体上,冲去仍黏附其上的可溶性离子。
- 让洗过的残余物晾干,或夹在滤纸之间轻轻干燥。
预期观察
当两份无色(或浅色)溶液混合时,立即生成有色沉淀,混合物变浑浊,碘化铅(II)的沉淀是黄色的。过滤时,有色固体留在滤纸上,无色滤液透过。
用蒸馏水洗涤并干燥后,纯净的不溶性盐以细粉状固体留下。
推断与结论
混合两份溶液使一份溶液中的金属离子与另一份中的非金属离子相遇。由于它们形成的盐不溶,它无法留在溶液中,立即分离出来成为沉淀。
剩下的可溶性离子(这里是钾离子与硝酸根离子)留在滤液中,并从固体上被洗去。结论是:不溶性盐最好用沉淀法制备,而洗涤残余物对除去可溶性离子、留下纯净的盐至关重要。
科学过程技能(试卷三风格)
由溶解度规则预测。 用溶解度资料预测哪种产物不溶、会沉淀,并解释这一预测,例如大多数碘化物可溶,但碘化铅(II)不溶。
辨认变量。 若探究比较改变一份溶液体积时所生成沉淀的量,则操纵变量是那份溶液的体积,反应变量是所得干燥沉淀的质量,固定变量是两份溶液的浓度与另一份溶液的体积。
作出操作性定义。 用操作方式把沉淀定义为:两份溶液一经合并就生成、并使混合物变浑浊的不溶性固体。
沟通。 写出结论,指明所生成的不溶性盐,并说明为何需要洗涤,把纯净产物与可溶性离子的除去联系起来。
安全须知
- 戴安全护目镜,因为盐溶液会刺激眼睛。
- 小心处理铅(II)化合物、实验后洗手,因为铅化合物有毒。
- 不要把含铅废液倒入水槽;按指示收集以便安全处置,避免释放有毒废物。
- 立即擦去洒漏,使有毒或有刺激性的溶液不留在实验台上。
常见错误
- 不洗涤残余物。 残留在固体上的可溶性离子会使干燥后的盐不纯;始终在滤纸上用蒸馏水冲洗残余物。
- 用自来水而非蒸馏水洗涤。 自来水含有溶解的离子,会污染盐;要用蒸馏水。
- 两份溶液的产物都可溶。 若没有产物不溶,就不会生成沉淀;选择反应物,使其中一种产物不溶。
- 过早过滤或搅拌不足。 过滤前先搅拌以确保反应完全,以免损失产量。
- 用强热干燥。 轻轻干燥即可;强热没有必要,还会把细固体吹散。
我们的老师如何使用这个实验
在一对一的 SPM化学课堂里,以英文授课、每小时 RM50 起,我们把这个实验与可溶性盐的方法配对,使学生单凭盐的溶解度就能选对路线。那个决定,不溶性盐用沉淀法,可溶性盐用过量反应物法或滴定法,正是 SPM化学 题目所考的,而制备盐又是经典的试卷三实验(试卷三为实验考试,评估科学过程技能)。
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