PDF《有趣的化学实验 神奇的碘化钾》

1 滴饱和 Pb(NO3 )2 溶液即 可. 科学教育月刊 第241 期 中华民国九十年七月 -

70 - 2.蛋花汤: (1)取1只试管倒入

3 mL 饱和 Pb(NO3 )2 溶液. (2)用微量滴管吸取 0.2 mL 饱和 KI 溶液,迅 速滴入试管中即可. 3.黄金雨: (1)量取 0.2 mL 饱和 KI 溶液倒入试管中,另 外量取

4 mL 饱和 Pb(NO3 )2 溶液加入试管 中. (2)将试管放入烧杯中隔水加热至沸腾. (

3 ) 迅速将试管内溶液过滤,滤液倒回试管 中,立即可以看到片片亮晶晶黄色的碘化 铅沉淀.过滤后的滤纸放入烘箱中乾燥备 用. 4.愈磨愈亮: (1)将黄金雨乾燥后的 PbI2 放入研钵中研磨. (2)待有亮片形成时,继续轻轻研磨即可看见 会反光像镜子的结晶. 5.我把碘化铅溶解了: (1)取1只试管装 1mL 饱和 Pb(NO3 )2 溶液,再 利用微量滴管每次加入饱和 K I 溶液

0 . 18mL 直到加入量达 4.32mL ,并轻轻摇晃 试管,让溶液均匀混合,并记录试管中沈 淀物颜色. (2)将上述试管中溶液利用乳头滴管吸取蒸馏 水,然后每次滴入

1 滴至试管中,记录试 管内变化.

(三)实验结果与讨论 1.荷包蛋: (

1 ) 由於使用 K I 晶体,滴入

2 滴稀释的 P b (NO3 )2 溶液使得溶解的 KI 浓度高,所以一 开始产生的黄色 PbI2 和KI 再结合形成白色 的KPbI3 . (2)再滴入的

1 滴饱和 Pb(NO3 )2 溶液和 KI 溶液 又结合成黄色的 PbI2 ,使形成外白内黄的 『荷包蛋』.(见封底图(乙)) 2.蛋花汤: 由於使用饱和 KI 溶液和饱和 Pb(NO3 )2 溶 液作用,使得膜状物在溶液中悬浮,好像妈 妈煮的蛋花汤.(见封底图(丙)) 3.黄金雨: Pb(NO3 )2 和KI 会产生溶解度极低的 PbI2 沈淀,反应式如下: Pb2+ +

2 I- → PbI2(s) (15℃ ksp 7.47 * 10-9 ,

25 ℃ ksp 1.39 * 10-8 ) 由於温度升高,加上使用饱和溶液,离 子浓度很高,使得 PbI2 溶解度增加,当温度 下降时溶解度下降,片状的 PbI2 从溶液中逐 渐析出而沈淀下降,就好像在下『黄金雨 (gooden rain)』一般.(见封底图(丁)) 4.愈磨愈亮: PbI2(s) 在研磨过程中使得结晶粉碎,再经 外力作用又结合成亮晶晶的镜面结晶.(见封 底图(戊)) 5.我把碘化铅溶解了: Pb2+ 和I- 的反应在一般使用浓度较低时只 能见到 PbI2 的沈淀,但是在饱和浓度时,变 化就多采多姿,由KI 的莫耳数主导整个反应 的颜色变化. KI 莫耳数增加时,颜色就会由 黄变白再变全部溶解,依次进行反应机构(1), (2),(3),滴入蒸馏水会降低 KI 的浓度,则又 有回复有黄色或白色沉淀的现象(见表一),反 应式如下: Pb2+ +

2 I- → PbI2(s) ……(黄色)………(1) 有趣的化学实验 神奇的碘化钾 -

71 - PbI2 + I- → PbI3 - (s) … (白色)…………(2) PbI3 - +

3 I- → PbI6 4- (全溶的错离子)… (3) 表一 不同莫耳比例的 KI 溶液和 1mL 饱和 Pb (NO3 )2 溶液反应 结论

(一)本篇实验可以学习到的概念 中性盐类溶於水是吸热反应. 剧烈的氧化还原反应会释放高热. 利用 I- 、 I2 、 I3 - 之间的转换,了解催化剂 参与反应的机制. 高热、酸性溶液和充足氧气会让铁钉迅速 生锈. 利用碘的氧化还原反应所产生的颜色变化 及双氧水释放氧气,制造出『可乐』的假 象. 高温使碘化铅的溶解度上升,降低温度会 使碘化铅晶体的溶解度下降而沉淀. 饱和溶液的化学反应比一般低浓度溶液更 容易形成错离子. 碘化铅晶体虽为化合物,在外力作用下, 结晶的排列方式会改变.

(二)所有实验具有连贯性,而且碘化铅 沉淀可以回收重覆使用,不用害 怕重金属的污染,整个实验流程 需要二小时. 志谢 感谢成功大学化学系卓静哲教授对本实 验理论上的指导. 参考资料 林敬二 编著 (民81) 化学大辞典,高立图 书公司. 邱一峰 (民88) 千面人反应,国际科学展览 香港正选代表作品. 林承远、洪嘉凌、郑媛尹 (民89) 晶变-碘 化铅的结晶,嘉义市科学展览作品. 施佑融 (民90) 变色龙-碘化铅离子的反 应,国际科学展览作品. 国立编译馆编著 (民88) 国中选修理化第三 册. 国立编译馆编著 (民88) 国中选修理化第一 册. 方金祥 (民81) 有趣的理化实验 - 汽水变可 乐,可乐变汽水,本刊,第144 期,