21实验二十一 s区主要元素的性质（课件）- 《无机化学实验》同步教学（华中科技大学版）

s区主要元素的性质 1 2.熟悉 熟悉镁、钙和钡难溶盐的溶解性。 3.了解 了解焰色反应鉴定碱金属与碱土金属离子。 掌握金属钠、镁等单质的性质；镁、钙和钡难溶盐的生成及性质。 1.掌握 一、实验目的 二、实验原理 s区元素包括碱金属和碱土金属，都是很活泼的主族金属元素。碱金属和碱土金属中的Ca、Cs、Ba以及它们的挥发性化合物由于它们的原子或离子受热时，电子容易被激发，当电子从较高能级跃迁到较低能级时，相应的能量以光的形式释放出来，所以，火焰具有特征颜色，称为焰色反应。 Na Li K Rb Ca Sr Cu Ba Co 黄色 紫红 浅紫 紫 砖红色 洋红 绿 黄绿 淡蓝色 表21-1 金属焰色反应的颜色 二、实验原理 碱金属具有密度小、硬度小、熔点低、导电性强等特点。钠、钾在空气中燃烧分别生成过氧化钠和超氧化钾，与水剧烈作用生成氢氧化物并放出氢气。 碱土金属单质的熔点、沸点和密度都要比碱金属高。镁的表面能形成一层致密的保护膜，因此几乎不与冷H2O反应。碱土金属的碳酸盐均难溶于水。 三、仪器与试剂 1．仪器：镊子，瓷坩埚，表面皿，移液管（1 mL），量筒（50 mL）， 烧杯（250 mL），试管13支。 2．试剂：金属钾、钠、镁、钙，镍丝，饱和(NH4)2C2O4， MgCl2（0.5 mol·L-1 ），CaCl2（0.5 mol·L-1），BaCl2（0.5 mol·L-1）， Na2SO4（0.5 mol·L-1）， HNO3（6 mol·L-1）， Na2CO3（0.5 mol·L-1）， K2CrO4（0.5 mol·L-1）， HAc（2 mol·L-1）， HCl（2 mol·L-1 ）， LiCl（0.5 mol·L-1 ）， NaCl（0.5 mol·L-1 ）， KCl（ 0.5 mol·L-1 ）。 四、实验步骤 1. 钠和镁在空气中的燃烧反应 （1）金属钠和氧的反应：用镊子从煤油中取一小块金属钠，用滤纸吸干其表面的煤油，切去其表面的氧化膜，放入干燥的坩埚中加热。当钠刚开始燃烧时，停止加热，观察反应现象和产物的颜色与状态。将产物转移到试管中，加入少量蒸馏水摇匀，检验是否有氧气产生。 （2）金属镁与氧的反应：取一小段镁条，用砂纸除去其表面的氧化膜，点燃并观察燃烧现象和产物的颜色与状态。 四、实验步骤 2. 金属钠、镁与水的反应 （1）金属钠与水的反应：取一小块金属钠和钾，用滤纸吸干表面的煤油，各放入盛有60 mL水的250 mL烧杯中，观察反应情况。反应结束后检验水溶液的酸碱性。 （2）金属镁与水的反应：取一小段镁条，用砂纸除去表面的氧化膜，放入盛有蒸馏水的试管中，观察现象。用水浴加热，观察反应现象有何变化并检验水溶液的酸碱性。 四、实验步骤 3. 镁、钙、钡的难溶盐 （1）硫酸盐；（2）碳酸盐；（3）铬酸盐；（4）草酸盐。 4. 焰色反应 取一根镍丝，蘸取浓HCl溶液，在氧化焰中灼烧至无色，分别蘸取0.5 mol·L-1 LiCl、NaCl、KCl、CaCl2和BaCl2溶液在氧化焰中燃烧，观察并比较火焰颜色有何不同。注意对于钾离子的焰色反应，应通过钴玻璃片观察。 五、实验数据记录与处理 表21-2 单质Na与Mg的性质 实验内容 反应方程式 反应现象 钠和氧的反应 镁和氧的反应 钠和水的反应 镁和冷水的反应 镁和热水的反应 五、实验数据记录与处理 表21-3 镁、钙、钡的难溶盐的性质 实验内容 反应方程式 反应现象 MgCl2与Na2SO4的反应 CaCl2与Na2SO4的反应 BaCl2与Na2SO4的反应 MgCl2与Na2CO3的反应 CaCl2与Na2CO3的反应 BaCl2与Na2CO3的反应 五、实验数据记录与处理 表21-4 沉淀溶解度比较 实验内容 反应方程式 反应现象 MgSO4、CaSO4和BaSO4 MgCO3、CaCO3和BaCO3 MgCrO4、CaCrO4和BaCrO4 MgC2O4、CaC2O4和BaC2O4 六、注意事项 1. 从煤油中取出金属钠，在切割前要用滤纸将煤油吸干，切勿与皮肤直接接触。未用完的钠可放回原瓶，切勿乱丢弃。 2. 观察K+的焰色反应时，微量的Na+产生的黄色火焰会遮蔽K+显示的浅紫色火焰，因此要通过能吸收黄色光的蓝色的钴玻璃片观察K+的火焰。 谢谢观看 $$