實驗四 利用化學變化提取純物質.

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1 實驗四 利用化學變化提取純物質

2 目的 利用化學反應分離銀和銅，並測定銀與銅離子的一般性質。

3 二. 原理 • 分離方法 利用物質特有的性質，例如： 1. 溶解度－溶解和再結晶 如：從海水分離氯化鈉(NaCl) 2. 沸點－蒸餾法
• 分離方法 利用物質特有的性質，例如： 1. 溶解度－溶解和再結晶 如：從海水分離氯化鈉(NaCl) 2. 沸點－蒸餾法 如：甲醇與水的混合溶液 甲醇沸點 64.5℃ 水 沸點 100℃

4 3. 利用化學變化 HNO3(aq) Ag H2SO4(aq) Ag2SO4(aq) Ag/Cu(s) 微加熱 Cu D CuSO4(aq) Cu(s) Ag(s) Zn(s) Cu2+(aq) Cu(s) + ZnSO4(aq)

5 • 定性分析 Ag+(aq) + Cl-(aq) AgCl(s) (白色沉澱) Cu2+(aq) + 2OH-(aq) Cu(OH)2(s) (淺藍膠狀沉澱) Cu(OH)2(s) + 4NH3(aq) Cu(NH3)42+(aq) + 2OH-(aq) (深藍色)

6 三. 儀器與材料 • 燒杯 (100 mL) • 玻棒 • 量筒 (10, 100 mL) • 蒸發皿 • 洗瓶 • 試管
• 洗瓶 • 試管 • 電磁加熱攪拌器 • 漏斗 • 紅色石蕊試紙 • 砂紙 • 濾紙

7 四. 藥品 銅銀粉混合物 銅線 鋅粉 6 M 鹽酸(HCl) 0.1 M 硝酸銀[AgNO3] 6 M 硝酸(HNO3)
銅銀粉混合物 銅線 鋅粉 6 M 鹽酸(HCl) 0.1 M 硝酸銀[AgNO3] 6 M 硝酸(HNO3) 0.1 M 硝酸銅[Cu(NO3)2] 6 M 硫酸(H2SO4) 0.1 M 硝酸鋅[Zn(NO3)2] 6 M 氨水(NH3(aq))

8 五. 實驗注意事項 (一) 銅銀粉混合物之分離： 步驟3 加入6 M的HNO3(aq)時，會產生 NO2(g)，請將實驗裝置移至實驗桌內側，
(一) 銅銀粉混合物之分離： 步驟3 加入6 M的HNO3(aq)時，會產生 NO2(g)，請將實驗裝置移至實驗桌內側， 排煙效果較佳。加熱時，請勿使溶液沸 騰。

9 步驟4 加入6M的H2SO4(aq)時，會形成濃白煙，請在排煙櫃內進行。
步驟6 將銅線以砂紙磨光，捲 成如右圖所示的形狀。 步驟7 傾出的溶液置於乾淨的 燒杯中，進行下一步的實驗。 步驟8 傾出的溶液請倒入另一燒杯，切勿與步驟7.的溶液混合。 步驟13 由於Cu(s)會懸浮於溶液中，傾出溶液時請小心。

10 (二)銀、銅與鋅離子的定性分析： 步驟17 如下圖，取三支試管分別加入1 mL 的AgNO3、Cu(NO3)2和Zn(NO3)2， 逐滴加入6M的HCl(aq)觀察並紀錄顏 色變化以及沉澱情形。

11 Ag(s) + NO3- + 2H+ Ag+(aq) + NO2(g) + H2O Cu(s) + 2NO3- + 4H+ Cu2+(aq) + 2NO2(g) + 2H2O Cu(s) + 2Ag+(aq) Cu2+(aq) + 2Ag(s) Ag+(aq) + e Ag(s) E = 0.80 V Cu(s) Cu2+(aq) + 2e E = V Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq) + Cu(s) Cu2+(aq) + 2e Cu(s) E = 0.34 V Zn(s) Zn2+(aq) + 2e E = 0.76 V

12 平均每公斤海水中含有35公克的鹽類，含量分別為－
Cl- ：19.10 g/kg Na+：10.62 g/kg SO42-：2.66 g/kg Mg2+：1.28 g/kg Ca2+ ：0.40 g/kg K+：0.38 g/kg 在25 ℃時，氯化鈉的溶解度為36.7 g /100 mL水。