实验三　酸碱反应与缓冲溶液

【实验目的】

1.加深理解溶液pH值的含义，学会溶液pH值的测试方法。

2.进一步理解酸碱反应的有关概念和原理。

3.理解盐的水解和同离子效应及其影响因素。

4.学会配制缓冲溶液并了解其缓冲性能。

【实验原理】

在一定温度下，弱酸、弱碱在溶液的解离平衡如下：

1.同离子效应　在弱电解质的溶液中加入含有相同离子的另一种电解质，解离平衡向生成弱电解质的方向移动，使弱电解质的解离程度减小的现象。如在HAc溶液中加入NaAc，会引起HAc的解离度减小

2.盐类水解　在水溶液中组成盐的离子与水电离出的H+或OH-生成弱电解质的反应。水解后溶液的酸碱性决定于盐的类型。强酸弱碱盐水解，溶液呈酸性；强碱弱酸盐水解，溶液呈碱性；弱酸弱碱盐水解，溶液的酸碱性取决于相应的弱酸弱碱的相对强弱。如：

3.缓冲溶液　弱酸及其共轭碱或弱碱及其共轭酸所组成的溶液，具有保持溶液pH值相对稳定的性质，这类溶液称为缓冲溶液。缓冲溶液pH值的计算方法如下。

弱酸HA及其共轭碱A-组成的缓冲溶液：

弱碱B及其共轭酸BH+组成的缓冲溶液：

【仪器与试剂】

1.仪器　酸度计、量筒、烧杯、点滴板、试管、试管架、石棉网、酒精灯、pH试纸。

2.试剂　HCl （0.05mol·L-1，0.1mol·L-1，2mol·L-1）、HAc （0.1mol·L-1，1mol·L-1）、NaOH （0.1mol·L-1）、NH3·H2O （0.1mol·L-1，1mol·L-1）、NaCl （0.1mol·L-1）、Na2CO3 （0.1mol·L-1）、NH4Cl （0.1mol·L-1，1mol·L-1）、NaAc （0.1mol·L-1）、NH4Ac（s）、BiCl3 （0.1mol·L-1）、AlCl3（0.1mol·L-1）、Fe（NO3）3（0.5mol·L-1）、酚酞、甲基橙、未知液A、B、C、D。

【实验步骤】

1.同离子效应

（1）取一支试管，加入0.1mol·L-1NH3·H2O溶液1mL，用pH试纸测其pH值，用酚酞试剂检查其酸碱性，再加入少量NH4Ac固体，充分振荡，用同样的方法测定和检查其pH值和酸碱性，观察并解释实验现象。

（2）用0.1mol·L-1 HAc代替0.1mol·L-1NH3·H2O，用甲基橙代替酚酞，重复实验（1）。

2.盐类水解

（1）取一支试管，加入0.5mol·L-1Fe（NO3）3溶液2～3mL，在酒精灯上小心加热片刻，观察并解释现象。写出反应方程式。

（2）取一支试管，加入3mL H2O和1滴0.1mol·L-1BiCl3，观察现象；再滴加2mol·L-1HCl 2～3滴，充分振荡，观察变化情况，写出反应方程式。

（3）在试管中加入2滴0.1mol·L-1AlCl3和3滴Na2CO3（0.1mol·L-1），观察现象，写出反应方程式。

（4）A、B、C、D是四种失去标签的盐溶液，只知它们为0.1mol·L-1 NaCl、NaAc、NH4Cl、Na2CO3溶液，通过测定pH值确定A、B、C、D各为何物。

3.缓冲溶液

（1）按表3-2配制缓冲溶液，根据计算值pH选用合适的精密pH试纸分别测定其pH值，并与计算值作比较。

（2）将1号溶液分成两份，分别加入1滴0.1mol·L-1HCl溶液和1滴0.1mol·L-1NaOH溶液，摇匀，用精密pH试纸测定其pH值，记录并解释pH值的变化情况。

【提示】

本实验pH的测量也可用酸度（pH）计，各种型号酸度计的结构和使用方法见本书2.8.6。

【思考题】

1.影响盐类水解的因素有哪些？实验室如何配制CuSO4和FeCl3溶液？

2.配制pH=4.8的缓冲溶液，选用什么试剂？如使其中盐的浓度控制在1mol·L-1，写出配制100mL缓冲溶液的步骤。