化学实验平台 - 实验十

实验目的

理解沉淀溶解平衡和溶度积（K_sp）规则
通过 AgCl → AgI → Ag₂S 的转化实验，观察沉淀转化的现象
掌握沉淀转化的条件和方向判断方法

实验器材

0.1 mol/L AgNO₃ 溶液
0.1 mol/L NaCl 溶液
0.1 mol/L KI 溶液
0.1 mol/L Na₂S 溶液
试管（若干支）

实验原理

沉淀转化的本质是沉淀溶解平衡的移动。当向一种难溶电解质的饱和溶液中加入另一种能形成更难溶电解质的离子时，沉淀会向溶度积更小的方向转化。本实验从 AgCl（白色，K_sp = 1.77×10^-10）出发，逐步转化为 AgI（黄色，K_sp = 8.52×10^-17），最后转化为 Ag₂S（黑色，K_sp = 6.30×10^-50），沉淀颜色变化明显。

① AgCl 的生成（白色沉淀）
Ag⁺ + Cl^- = AgCl↓（白色）

② AgCl → AgI 的转化（白色→黄色）
AgCl（s）+ I^- = AgI↓（黄色）+ Cl^-

③ AgI → Ag₂S 的转化（黄色→黑色）
2AgI（s）+ S^2- = Ag₂S↓（黑色）+ 2I^-

溶度积大小比较
K_sp（AgCl）> K_sp（AgI）> K_sp（Ag₂S）
→ 沉淀向着 K_sp 更小的方向转化

实验步骤

沉淀转化操作

取 2 mL 0.1 mol/L AgNO₃ 溶液于试管中，逐滴加入 0.1 mol/L NaCl 溶液，观察生成白色沉淀（AgCl）。
向上一步的试管中逐滴加入 0.1 mol/L KI 溶液，轻轻振荡，观察白色沉淀逐渐转化为黄色沉淀（AgI）。
继续向上一步的试管中逐滴加入 0.1 mol/L Na₂S 溶液，轻轻振荡，观察黄色沉淀逐渐转化为黑色沉淀（Ag₂S）。
记录每一步的颜色变化和转化现象。

数据记录

步骤	加入试剂	沉淀颜色	沉淀化学式	离子方程式
1	AgNO₃ + NaCl
2	上一步 + KI
3	上一步 + Na₂S

交流与评价

为什么 AgCl 能转化为 AgI，而 AgI 不能转化为 AgCl？结合 K_sp 大小进行分析。
沉淀转化的条件是什么？什么样的沉淀可以转化为另一种沉淀？
如果向 AgNO₃ 溶液中直接加入 Na₂S，会生成什么沉淀？沉淀颜色如何？
沉淀转化在工业生产和环境治理中有哪些应用？
本实验中，三次沉淀的颜色各不相同，这对于实际鉴别有什么意义？

注意事项

试剂要少量逐滴加入，观察沉淀颜色的逐步变化，不宜一次加入过多。
注意区分沉淀颜色的变化：AgCl 为白色胶状沉淀，AgI 为淡黄色沉淀，Ag₂S 为黑色沉淀。
振荡要轻缓，使沉淀与溶液充分接触，促进转化。
Na₂S 溶液有臭味，操作时注意通风。
含银废液应回收处理，不可随意排放。

安全警示

AgNO₃ 溶液对皮肤有腐蚀性，接触后皮肤会变黑（银被还原），操作时应戴手套。
Na₂S 溶液有腐蚀性和刺激性气味，避免接触皮肤和吸入蒸气。
含银化合物属于重金属，实验废液必须收集到指定的废液瓶中统一处理。