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鉴定未知无机样品


预备实验的目的是为了让学生熟悉点滴测试，以及使用简单的电解装置。

塑胶袋中有12个未知样品，装在粉红色盖子之小试剂瓶内，各装有单一种溶於水的纯化合物。所有未知样品都以3位数码编号。每个试剂瓶约有1.5 mL。未知溶液的浓度范围为0.05到1.0 M。

未知样品如下:

器材表

试剂表 (塑胶袋中，装在蓝色盖子之小试剂瓶内)

电解碘化钾溶液实验步骤:

1.  用一细长条的滤纸、卫生纸 (0.3 cm x 3 cm)、或细线连接托盘上两个相邻的空格，使之成为一个盐桥。

2.  滴约8滴的KI溶液到长滤纸上。

3.  设置简单的电解装置。将红色夹子上的铂丝作为阳极（”+” 极），而将黑色夹子上的金线作为阴极（”—“ 极）。

4.  用手掌握住电池盒，再用拇指和食指拿住电极，两手各一，轻轻地将两个电极的一小部份放置在的盐桥的两端。

5.  很快就会有黄褐色痕迹出现在正电极附近和气泡出现在负极上。电解几秒钟后，取出电极，将它们放在桌子上。请注意：不要让两个电极接触，以防止短路。

6.  滴1滴酚酞指示剂（PP）到盐桥两端的两个小格中。其中一个小格会变成粉红色。在另一小格中，再滴一滴淀粉溶液。该溶液变成蓝色，甚至是蓝黑色。

由於水分子的还原,使得酚酞显示粉红色。另一边在阳极附近，I‾ 被氧化成碘分子 (或I₃‾)，使淀粉溶液变成蓝色或蓝黑色。

7.  为了简单起见，也可以只用一滴溶液，不用盐桥电解。例如，滴下1滴KI溶液在托盘上，并把两个电极（尽可能靠近，但不接触）到放到电解溶液中。你可以看到I₂ 沉积在阳极，若加入淀粉溶液则可看到蓝色。

实作问题：
1. 利用提供的四种试剂和未知样品相互反应及简易的电解装置鉴定未知样品，并将你的答案 (3位数编号) 写在答案纸的空格中。

2. 在这个实验里，你做了一系列的测验鉴定(或确认)未知物。写出其化学反应式。

    A. 写出能够帮助你确认ZnCl₂未知样品的电解反应式。

    B. 写出一个如何清除电极上Zn沉积物的反应式 (限於使用本实验所提供的材料)。

无机盐类之认识与鉴定

一、  前言

点滴实验是一种化学反应测试，此种测试是简单而有效的技术，只用一滴或几滴化学溶液，即可在任何不吸水的表面上进行，不需使用先进的仪器。点滴实验一般都是利用元素或化合物和试剂的反应，而产生颜色上之变化或生成沉淀物等的特徵加以识别。

   本实验因用到许多不常用之离子，因而先提供纯物质让学生先从实验中学习，再鉴定相同但为混和合离子之未知溶液。

二、实验说明：

本实验有5瓶未知溶液，含以下10个化合物。每个未知溶液有两个盐类 (每种盐类都用到，并且每个盐类只用一次)。

AgNO₃、Al₂(SO₄)₃、Ba(NO₃)₂、Fe(NO₃)₃、KI、

KIO₃、Na₂CO₃、Na₂SO₃、MgCl₂、NH₄NO₃

另提供HNO₃、NaOH溶液和上面10种化合物的个别水溶液。

用已护贝之白、黑色纸卡当成反应容器，只需先滴一滴药品，再滴另一物质一滴，即可观察两物质的反应。滴第二物质时，切忌不要太靠近第一滴药品，以避免污染滴瓶内之药品。

鉴定未知溶液中的盐类，并在答案卷上写出每个未知溶液中，含哪两个盐类。每个盐类都至少要写出二个和其他物质(试剂)反应的平衡离子反应式，其中至少要有一个反应必须可让你判断未知物。

实验全部做完，确定未知溶液后再填写答案卷。

附有四张实验记录表，可用来记录你的实验结果。此记录表不计分，只帮助你做实验。

三、实验器材及药品：

器材及药品均在标为 [无机盐类之认识与鉴定] 之器材箱内。共17瓶滴瓶，白、黑色纸卡各一。

学生必须具有以下的基本概念与技术：

• 估计实验的误差，使用有效数字
  • 原子核，同位素，放射性衰变和核反应（α，β，γ）
  • 类氢原子的量子数(n, l, m)和原子轨域(s, p, d)
  • 洪德规则，包立不相容原理
  • 主族和第一列过渡金属原子及其离子的电子组态
  • 周期表及其性质之趋势(电负度、电子亲和力、游离能、原子和离子的大小、熔点，金属性、反应性)
  • 键结类型（共价键，离子键，金属键），分子间作用力与其物性的关系
  • 分子结构和简单的VSEPR理论（最多四对电子）
  • 平衡反应，实验式，莫耳的概念和亚佛加厥常数，化学计量计算，密度，不同浓度单位之计算
  • 化学平衡，勒沙特列原理，平衡常数：以浓度、压力、莫耳分数的方式表达
  • 阿瑞尼斯，布伦斯特酸硷理论，pH值，水的自身解离，酸硷反应的平衡常数，弱酸性溶液中的pH值，很稀的溶液、简单的缓冲溶液、以及盐类的水解溶液的pH值，
  • 溶解度常数和溶解度
  • 错合反应，配位数的定义，错合物的形成常数

• 电解，法拉第定律
• 基础电化学：电动势，耐恩斯特方程
• 化学反应的速率，基本反应，影响反应速率的因素，均相和非均相反应之反应速率定率式，速率常数，反应级数，反应能量分布，活化能，催化反应，以热力学和动力学上之变化，讨论催化剂的影响
• 能、热和功，焓(enthalpy)和能量(energy)，热含量，赫斯定律，标准生成焓，溶液，水合能(溶合能)，和键能
• 熵(entropy)和吉布斯能量(Gibb’s energy)的定义和概念，热力学第二定律，自发变化的方向
• 理想气体定律，分压
• 直接和间接(反滴定法)滴定法的原理

• 酸硷定量法：酸硷滴定的滴定曲线，指示剂的选择及其颜色变化
• 氧化还原滴定 (KMnO₄和碘滴定）
• 简单的错合和沉淀滴定
• 无机定性分析的基本原理，对指定的离子的认识，焰色试验
• 比尔定律