实验十八p区非金属元素二硅硼.pptx

实验十八 p区非金属元素(二)(硅、硼)
[实验目的]
1、掌握硅酸盐，硼酸及硼砂的主要性质。
2、练习硼砂珠的有关实验操作。[实验用品]见教材。
[实验内容]
一、硅酸与硅酸盐
1、硅酸水凝胶的生成
往2mL20%硅酸钠溶液中滴加6mol·L-1盐酸，观察反应物的颜色、状态。
现象：该反应生成H2SiO3为胶体，为半凝固状态，是软而透明且具有弹性的硅酸凝胶。
总结：
H2SiO3称为偏硅酸，是正硅酸（H4SiO4）脱水产物，单个H2SiO3分子溶于水，通常情况下，H2SiO3经缩合形成溶胶，将硅酸凝胶洗涤，干燥胶水后，即成为多孔性固体，称为硅胶。
2、微溶性硅酸盐的生成
在100mL的小烧杯中加入约50mL20%的硅酸钠溶液，然后把氯化钙、硝酸钴、硫酸铜、硫酸镍、硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、三氯化铁固体各一小粒投入杯内（注意各固体之间保持一定间隔），放置一段时间后观察有何现象发生。
反应方程式如下所示：
CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3+2NaCl(白色微溶物)
Co(NO3)2+Na2SiO3=CoSiO3+2NaNO3 (紫色微溶物)
NiSO4+Na2SiO3=NiSiO3+NaSO4 (翠绿)
ZnSO4+Na2SiO3=ZnSiO3+NaSO4 (白色)
MnSO4+Na2SiO3=MnSiO3+NaSO4 (肉红)
FeSO4+Na2SiO3=FeSiO3+NaSO4 (淡绿)
Fe2(SO4)3+Na2SiO3=Fe2(SiO3)3+NaSO4 (棕褐色)
现象：
在Na2SiO3溶液中，生成五颜六色的向上生长的化学树，俗称水中花园。
总结：
硅酸盐除碱金属以外，其它金属的硅酸盐都不溶于水。形成水中花园的原因是（以CoCl2为例）：将CoCl2固体投入Na2SiO3溶液时，CoCl2晶体表面稍微有些溶解，整个CoCl2晶体被盐溶液包围，此时，Co2+与SiO32-根反应，在晶体周围形成硅酸钴的薄膜，这些金属的硅酸盐薄膜是难溶于水的，而且具有半透性。
在半透膜内是溶解度大的金属盐，外面是Na2SiO3溶液，因此，膜内易形成盐的浓溶液，由于存在渗透现象，薄膜外的水不断地透过膜而进入到膜内，内部产生极大的压力，此种压力，在半透膜的任何点都是一样的，但由于外液的水压在膜的上部就比较小，所以水压小的上部半透膜破裂，在破裂的地方金属盐溶液逸出，与薄膜外的Na2SiO3溶液作用，在上部又形成新的难溶硅酸钴半透膜，如此反复破裂，反复形成，则不断向上生长，直至Na2SiO3液面，最后各晶体形成水中花园。
影响水中花园的因素：
①温度，温度高，生长快。
②浓度，Na2SiO3的浓度大，生长速度快，晶体上芽数目少。
③阴离子，同种盐，其阴离子不同，生长速度，芽的形状和数目不同。
④溶解度，溶解度过小的盐不长芽，过大的不产生的美丽的芽。