過(guò)渡金屬元素性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的微型化探究

1、過(guò)渡金屬元素性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的微型化探究張珍珍 指導(dǎo)教師 程孟琪（安順學(xué)院化學(xué)系04化生 貴州 561000）摘要：通過(guò)對(duì)過(guò)渡金屬元素及其離子性質(zhì)的分析，對(duì)其化合物、配合物的形成以及物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化進(jìn)行了推導(dǎo)，并運(yùn)用觀察法和對(duì)比實(shí)驗(yàn)法對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了論證。同時(shí)將微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)與常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了比較，對(duì)實(shí)驗(yàn)微型化與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論的影響，以及微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)技能培養(yǎng)和環(huán)境問(wèn)題之間的關(guān)系進(jìn)行了綜合性的論述。關(guān)鍵詞：過(guò)渡金屬元素微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)保 學(xué)生綜合素質(zhì)目前，生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的問(wèn)題，在全球范圍內(nèi)受到廣泛的重視，因此，人們紛紛倡導(dǎo)綠色化學(xué)。而化學(xué)是一門(mén)以實(shí)現(xiàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)在化學(xué)教學(xué)和科研中

2、的地位和作用是不言而喻的?；瘜W(xué)離開(kāi)實(shí)驗(yàn)不能提出理論，化學(xué)離開(kāi)實(shí)驗(yàn)理論得不到證實(shí)，化學(xué)離開(kāi)實(shí)驗(yàn)就不能發(fā)展1。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是綠色化學(xué)新理念、新方法和新技術(shù)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的改革和應(yīng)用，它能有效地提高學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，能有效地從本質(zhì)上解決環(huán)境污染問(wèn)題，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有減少環(huán)境污染、安全、節(jié)約試劑經(jīng)費(fèi)和時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)。因此，開(kāi)展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)方面的研究就顯得更加迫切和必要。1.實(shí)驗(yàn)部分1.儀器與試劑微型試管、微型離心管、離心機(jī)、PH試紙、濾紙條、淀粉kI試紙、醋酸鉛試紙、多用滴管。所用原料均為化學(xué)純?cè)噭?.實(shí)驗(yàn)方法觀察法、分析法、對(duì)比實(shí)驗(yàn)法。1.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）ZnS、CdS的生成和性質(zhì)在、試管中分別加入滴.m

3、oL.L-1的ZnSO4和CdSO4溶液，然后加入0.5 moL.L-1的Na2S，觀察到試管中出現(xiàn)了大量的白色沉淀，試管中出現(xiàn)了大量的黃色沉淀。試管中的沉淀物易溶于moL.L-1的HAC,微溶于moL.L-1的HCl,而試管中的沉淀物則易溶于moL.L-1的HCl, 溶于moL.L-1的HCl,最后將所有的Cd2+化合物全部轉(zhuǎn)化為CdS回收。（2）HgS的生成和 Hg2+的鑒定取A、B兩支試管，并分別加入3滴0.1moL.L-1的Hg(NO3)2溶液，再加入2滴0.5moL.L-1的NaOH溶液，溶液中出現(xiàn)了黃色的沉淀，離心分離棄去清夜，將沉淀物靜置片刻，觀察到沉淀的顏色逐漸變深至深黃色。在

4、A試管中加入1滴2moL.L-1的HNO3 使其沉淀溶解，保留溶液，備用。在B試管中加入1滴2moL.L-1的HCl,沉淀溶解。取溶液滴，加入12滴已用（NH4）2CO3調(diào)節(jié)至堿性的硫代乙酰胺溶液，溶液中出現(xiàn)了大量的黑色沉淀。離心分離，棄去清夜，并洗滌沉淀，再加入一定量的王水使沉淀溶解，得溶液（），待用。另取一試管，加入13滴0.5moL.L-1的SnCl2,再逐滴加入上述溶液（），觀察到溶液中產(chǎn)生了大量的白色沉淀，離心分離并洗滌沉淀至溶液中不再存在Cl-。再加入上述備用溶液，然后用玻棒攪拌研磨，直至沉淀消失。 （3）Cr(OH)3的生成和Cr3+的還原性取4滴0.1moL.L-1的CrCl3

5、溶液于微型離心管中，加入滴moL.L-1的NaOH溶液，生成了大量的灰綠色沉淀，離心分離保留其沉淀，并洗滌沉淀至溶液中不再存在Cl-，將其分為兩份備用。在其中一份沉淀中加入滴moL.L-1的HNO3，沉淀迅速消失，將該溶液分為兩份，備用。取一份溶液，加入2滴0.5 moL.L-1的Na2S，溶液中析出灰綠色沉淀，并伴有刺激性氣體產(chǎn)生，經(jīng)驗(yàn)證為H2S。取另一份溶液。再往溶液中加入少量的K2S2O8固體，并加入滴moL.L-1的HNO3酸化，加入滴0.1moL.L-1的AgNO3，微熱后溶液的顏色發(fā)生了變化，由無(wú)色變成了橘黃色。再加12滴0.1moL.L-1的AgNO3(加滴moL.L-1 NaO

6、H降低溶液酸度)，產(chǎn)生了大量的灰黑色沉淀。離心分離，保留其沉淀，并往沉淀中滴加12滴2moL.L-1 HCl,離心分離保留其清夜。在溶液中加入12滴0.5moL.L-1的Na2S溶液，溶液中出現(xiàn)了大量的黑灰色沉淀。（4）Mn(OH)2、MnO2的生成及其性質(zhì)的鑒定與MnS的生成  取34滴0.05moL.L-1的KMnO4溶液，加入1滴2moL.L-1的H2SO4，再加入12滴0.1moL.L-1的Na2SO3液，溶液迅速褪色，最后變?yōu)闊o(wú)色，備用。取34滴溶液并在溶液中加入3滴6 moL.L-1的NaOH，溶液變渾濁離心分離得少量的乳白色沉淀，靜置空氣中，沉淀顏色逐漸變暗，最終變?yōu)樽?/p>

7、褐色，且該乳白色沉淀經(jīng)實(shí)驗(yàn)鑒定顯堿性。取上述備用的無(wú)色溶液2滴，加入1滴6moL.L-1的NaOH，再加入12滴硫代乙酰胺溶液，離心分離即可觀察到溶液中有微量的沉淀產(chǎn)生。并經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該沉淀不溶于HCl和H2SO4，但微溶于HNO3。2. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)名稱離子方程式實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象ZnS、CdS的生成和性質(zhì)Zn2+ + S2- = ZnS 生成白色沉淀Cd2+ + S2- = CdS 生成黃色沉淀HgS的生成和 Hg2+的鑒定Hg2+ +S2- = HgS 析出了黃色沉淀2 Hg2+ +SnCl22-+4Cl-=Hg2Cl2+ SnCl42-產(chǎn)生了大量的白色沉淀Hg2Cl2 (s) + SnCl42-

8、 = 2Hg + SnCl62-沉淀消失Cr(OH)3的生成和Cr3+的還原性Cr3+3OH- = Cr(OH)3 析出灰綠色沉淀2Cr3+3S2- = Gr2S3 析出墨綠色沉淀Gr2S3 + 6H+ = 2Cr3+ +3H2S產(chǎn)生刺激性氣味的氣體Cr3+ + H+ + S2O82- + Ag+ Cr2O72-溶液顏色由無(wú)色變?yōu)殚冱S色 Mn(OH)2、MnO2的生成及其性質(zhì)鑒定與MnS的生成Mn2+ +2OH- = Mn(OH)2 產(chǎn)生了乳白色沉淀Mn(OH)2 MnO2 （注：條件為氧化）沉淀顏色由乳白色變?yōu)樽睾稚玀nO2 + 4H+ + 2Cl- = Mn2+2H2O +Cl2產(chǎn)生刺激性

9、氣味的氣體Mn2+ +S2- = MnS 產(chǎn)生了少量的肉色沉淀3.討論3.1微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)與常規(guī)實(shí)驗(yàn)之間的聯(lián)系微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)不是常規(guī)實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)單微縮，也不是對(duì)常規(guī)的補(bǔ)充，它是在綠色化學(xué)思想下用預(yù)防化學(xué)污染的新思想，新方法和新技術(shù)對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革和發(fā)展的必然結(jié)果2。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是一種切實(shí)可行的好方法。它是近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外迅速發(fā)展的一種化學(xué)實(shí)驗(yàn)新方法，是在綠色化學(xué)和微型化學(xué)的理論指導(dǎo)下的實(shí)踐創(chuàng)新變革。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)較常規(guī)實(shí)驗(yàn)而言，它具有減少環(huán)境污染、安全、節(jié)約經(jīng)費(fèi)、節(jié)約時(shí)間、縮小儲(chǔ)存儀器和試劑的空間等優(yōu)點(diǎn)。另外，我們能在實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，學(xué)到更多的實(shí)驗(yàn)技能和技巧，能受到更多的科學(xué)方法和思維的訓(xùn)練，還

10、能得到科學(xué)精神和品德的修養(yǎng)3。當(dāng)然，微型實(shí)驗(yàn)與常規(guī)實(shí)驗(yàn)一樣，即有它的長(zhǎng)處，也有它的不足，兩者應(yīng)相互補(bǔ)充，相互促進(jìn)。對(duì)于那些不宜微型化的實(shí)驗(yàn)仍應(yīng)采用常規(guī)的實(shí)驗(yàn)方法。3.2微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)有利于對(duì)青少年環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng)在實(shí)驗(yàn)(3)和實(shí)驗(yàn)(4)的操作過(guò)程中，由于試劑的用量少，實(shí)驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生的H2S氣體和Cl2的量就很少，從一定程度上減少了有毒氣體對(duì)大氣環(huán)境的污染。另外在實(shí)驗(yàn)(1)和實(shí)驗(yàn)(2)中，實(shí)驗(yàn)用到或產(chǎn)生的重金屬離子均以硫化物或單質(zhì)的形式回收，這就大大地減少了重金屬對(duì)周邊環(huán)境的污染和破壞。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)由于盡可能少的用試劑，盡可能的減少了實(shí)驗(yàn)的三廢，把預(yù)防化學(xué)污染的思想貫穿了化學(xué)教育的全過(guò)程中，有利于增強(qiáng)學(xué)

11、生的環(huán)保意識(shí)2。由于化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用到易揮發(fā)易燃或有毒試劑，這對(duì)環(huán)保極其不利，而微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)則有效地解決了減少試劑用量與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯之間的問(wèn)題。3.3微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)有利于對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)微型化后，我們可以在有限的經(jīng)費(fèi)和有限的課時(shí)內(nèi)開(kāi)出更多的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生有更多的動(dòng)手機(jī)會(huì)，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力；由于試劑用量很小，實(shí)驗(yàn)時(shí)學(xué)生必須非常認(rèn)真、仔細(xì)，這就培養(yǎng)了學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和良好習(xí)慣；本實(shí)驗(yàn)用到了微型試管、微型離心管、多用滴管等微型實(shí)驗(yàn)儀器這些實(shí)驗(yàn)儀器小巧玲瓏趣味性強(qiáng)，富有吸引力，它能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性?？傊?，通過(guò)此次實(shí)驗(yàn)可以深深地感受到：微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)苡行У丶ぐl(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于提高學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦能力，觀察能力