1、实验二十 主族金属(碱金属、碱土金属、铝、锡、铅、锑、铋)实验摘要:同一主族中，金属活泼型由上至下逐渐增强，同一周期中从左至右金属性逐渐减弱，本实验通过让钠、钾、镁分别和水反应的剧烈程度来验证，发现钾与水反应最剧烈，铝和水的反应在加热条件下才可进行。为比较碱土金属、铝、锡、铅、锑、铋的氢氧化物和盐类的溶解性，分别向氯化镁、氯化钙、氯化钡、氯化铝、二氯化锡、硝酸铅、三氯化锑、硝酸铋的溶液中加入氢氧化钠溶液，观察是否生成沉淀，再向沉淀中分别加入盐酸和氢氧化钠溶液，观察沉淀是否溶解。再向氯化镁和氯化铝溶液中加入氨水和氯化铵溶液，观察沉淀的生成现象，探究氢氧化铝和氢氧化镁的生成条件。碱金属、碱土金属和
2、钙、钡的挥发性盐在氧化焰中灼烧时会发生焰色反应，根据火焰的颜色定性鉴别这些元素的存在。锡、铅、锑、铋都能形成难溶于水的硫化物，硫化锡呈棕色，硫化铅呈黑色，硫化锑呈橘黄色，硫化铋呈棕黑色，二硫化锡呈黄色。铅的+2 氧化态较稳定，向硝酸铅溶液中分别加入稀盐酸、碘化钾、铬酸钾、硫酸钠溶液，观察沉淀特征，并探究沉淀性质。关键词:碱金属 碱金属 金属性 焰色反应 氢氧化物的溶解性实验用品:烧杯 试管 小刀 镊子 坩埚 坩埚钳实验内容:一钠、钾、镁、铝的性质内容操作 现象 解释及原理钠与空气中氧气的作用取一小块（绿豆大小）金属钠，用滤纸吸干其表面的煤油，放在坩埚中加热。当开始燃烧时，停止加热，观察反应情况
3、和产物的颜色、状态。冷却后，往坩埚中加入 2mL 蒸馏水使产物溶解，然后把溶液转移到一支试管中，用 pH 试纸测定溶液的酸碱性。再用 2molL-1H2SO4酸化，滴加 12 滴 0.01molL-1KMnO4溶液。淡黄色粉末。pH 呈碱性。KmnO4溶液褪色。2Na+O2=Na2O2Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O25H2O2+2MnO4-+6H+=2Mn2+8H2O+5O2钠、钾、分别取一小块（绿豆大小）金属钠和钾，用滤纸吸干其表面煤油，把它们分别投入盛有半杯水的烧杯中，观察反应情况。Na 与水反应产生的氢气使钠在水面上不停的浮动，并熔化为金属球。2Na+2H2O=2NaOH+H2
4、镁与水的作用反应完后，滴入 12 滴酚酞，检验溶液的酸碱性。取一小段镁条放入试管中，加入少量冷水观察反应现象，然后加热煮沸，观察现象，用酚酞检验产物酸碱性。K 也熔化为金属球，并引起氢气燃烧，钾球在 H2作用下，在水面上漂移。Mg 与冷水反应，但较缓慢，有气体和白色沉淀生成。所有反应后的溶液加入无色酚酞后，变成红色。2K+2H2O=2KOH+H2Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2二镁、钙、钡、铝、锡、铅、锑、铋的氢氧化物的溶解性MgCl2 CaCl2 BaCl2 AlCl3 SnCl2 Pb(NO3)2 SbCl3 Bi(NO3)30.5 的 2MNaOH 溶液和盐反应白色絮状沉淀白色乳状沉
5、淀白色胶状沉淀白色胶状沉淀白色胶状沉淀白 色絮 状沉 淀白色絮状沉淀白 色絮 状沉 淀6M NaOH 溶液 沉淀不 溶沉淀不 溶沉淀不 溶沉淀溶 解沉淀溶 解沉 淀溶 解沉淀溶 解沉 淀不 溶6M HCL 溶液 沉淀溶 解沉淀溶 解沉淀溶 解沉淀溶 解沉淀溶 解沉 淀溶 解沉淀溶 解沉 淀溶 解解释及原理 Mn+OH-反应式 :Mn+nOH-=M(OH)nPb(OH)2+2NaOH=Na2PbO2+2H2O Sn(OH)2+2NaOH=Na2SnO-2+2H2OAl(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O Sb(OH)3+NaOH=NaSbO2+2H2OM(OH)n +nH+反应式: M(
6、OH) n +nH+= Mn+nH2O氢氧化镁和氢氧化铝的形成条件:操作: 现象 解释及原理分别向等量 MgCl2、AlCl 3溶液中加入等体积0.5 molL-1NH3H2O,观察反应生成物的颜色和状态。往有沉淀的试管中加入饱和 NH4Cl 溶液，观察现象。都生成白色沉淀。氢氧化镁溶解。Mg2+2NH3H2O=Mg(OH)2+2NH4+Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4+NH4+OH-= NH3+H2O三A、A 元素的焰色反应用洁净的镍丝分别蘸取 1 molL-1LiCl、NaCl、KCl、CaCl 2、SrCl 2、BaCl 2溶液在氧化焰中灼烧。观察火焰的颜色。离子 Li+
7、 Na+ K+ Ca2+ Sr2+ Ba2+焰色 紫红 黄色 紫色 砖红色 洋红色 绿色四锡、铅、锑、铋的难溶盐1.硫化物内容 操作 现象 解释及原理硫化亚锡、硫化锡的生成和性质在两支试管中分别注入0.5ml 硫化亚锡和硫化锡水溶液，分别注入少许硫代乙酰胺溶液，观察沉淀颜色。分别向沉淀中加入稀盐酸。装硫化亚锡的试管出现棕褐色沉淀；装硫化锡的试管出现黄色沉淀。棕褐色沉淀溶解，黄色沉淀不溶。Sn2+H2S=SnS+2H+Sn4+2H2S=SnS2+4H+SnS+2H+4Cl-=Sn Cl42-+H2S铅、锑、铋的硫化物在三支试管中分别加入0.5ml 硝酸铅、三氯化锑、硝酸铋溶液，然后各加入少许饱和
8、硫代乙酰胺溶液，观察沉淀颜色。分别试验沉淀与浓盐酸、2M 的氢氧化钠溶液的反应。第一支试管产生黑色沉淀；第二支试管产生深褐色沉淀；第三支试管产生橙红色沉淀。黑色沉淀溶于两者；陈褐色沉淀只溶于浓盐酸；橙红色沉淀溶于两者。Pb(NO3)2+H2S=PbS+HNO3SbCl3+H2S=Sb2S3+HClBi(NO3)2+ H2S =Bi2S3+ HNO 32.铅的难溶盐内容 操作 现象 解释及原理在 0.5ml 蒸馏水中滴入5 滴硝酸铅溶液，再滴入 3 滴稀盐酸生成白色沉淀Pb2+2Cl-=PbCl22040 500100将所得沉淀和溶液一起加热，观察现象，冷却，再观察现象，说明氯化铅溶解度与温度的
9、关系。加热时沉淀溶解，冷却是沉淀又逐渐生成氯化铅的溶解度(g/100g水)0.99 1.45 1.70 3.34氯化铅取以上白色沉淀少许，加入浓盐酸，观察现象。沉淀溶解 PbCl2+2Cl-= PbCl42-热水中可溶碘化铅取 5 滴 0.5M 硝酸铅溶液稀释至 1ml，滴加碘化钾溶液。生成橙黄色沉淀冷水中不溶Pb2+2I-=PbI2铬酸铅取 5 滴硝酸铅溶液加入5 滴铬酸钾溶液，观察现象。试验它在 6M 的硝酸和氢氧化钠中的溶解情况。生成黄色沉淀沉淀溶于硝酸和氢氧化钠Pb2+Cr042-=PbCrO4PbCrO4+3OH-=Pb(OH)3-+ CrO42-2PbCrO4+2H+= Pb2+C
10、r2072-+H2O硫酸铅在 1ml 蒸馏水中滴入 5滴 0.5M 的硝酸铅溶液，再滴入几滴 0.1M 的硫酸钠溶液，观察现象。加入少许醋酸钠固体，微热，不断搅拌，观察现象。生成白色沉淀。沉淀溶解。Pb2+S042-=PbSO4PbSO4 + 2CH3COO- = Pb(CH3COO)2 + S042 结果及讨论:难溶物 颜色 溶解性（水或其他溶剂） 溶度积(Ksp )PbCl2 白色 热水、浓盐酸等 1.610-5PbCl2 橙黄色 热水、浓醋酸钠溶液等 7.110-9PbCrO4 黄色 硝酸、氢氧化钠溶液 2.810-13PbSO4 白色 氢氧化钠、浓醋酸钠溶液等 1.610-8PbS 黑
11、色 浓、稀盐酸等 810-28SnS 棕色 浓盐酸、(NH 4)2Sx 等 110-25SnS2 黄色 浓盐酸、(NH 4)2Sx、(NH 4)2Sx、Na 2S 等 210-27同族中，原子叙述递增，还原性增强；同周期碱金属比同周期碱土金属更活泼。镁、钙、钡、铝、锡、锑、铅、铋氢氧化物在水中溶解度很小，但都溶于酸；镁、钙、钡、铋的氢氧化物不能溶于过量的碱；铝、锡、铅、锑的氢氧化物呈两性，能溶于过量的酸和碱。通常原子处于稳定的状态，当受热汽化时，告诉运动的气态离子、电子相互碰撞获得了能量，使外层电子从基态跃迁到激发态，电子从激发态返回基态时会将多余的能量以光的形式放出，显示不同颜色。所以碱金属及其挥发性盐置于无色火焰中会呈现特征颜色。
