实验十八p区非金属元素(二)(硅,硼).ppt

实验十八实验十八 p p 区非金属元区非金属元素素( (二二)( )(硅、硼硅、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+2NaN O3 ( 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+N aSO4 ( 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。