实验二十一ds区金属

一、实验目的

1、掌握铜、银、锌、镉、汞氧化物或氢氧化物的酸碱性，硫化物的溶解性；

2、掌握Cu (Ⅰ)、 Cu (Ⅱ)重要化合物的性质及相互转化条件；

3、试验铜、银、锌、镉、汞的配位能力以及亚汞离子和汞离子的转化。

二、实验内容

  （一）、铜、银、锌、镉、汞氢氧化物或氧化物的生成和性质：

     1 、 铜、锌、镉氢氧化物的生成和性质

 2 银、汞氧化物的生成和性质

（1） Ag₂O的生成和性质：

       Ag⁺+OH^- ===AgOH↓白色→Ag₂O+H₂O

       Ag₂O+2HNO₃===2AgNO₃+H₂O

      Ag₂O+2NH_3.H₂O==2[Ag（NH₃）₂]⁺+2OH^-+H₂O

      Ag₂O微溶于水，溶液呈微碱性。它的△_fH_m^﹩很小，不稳定，加热易分解，具有氧化性。

 （2）HgO的生成和性质

Hg²⁺+2OH^-==Hg（OH）₂==HgO↓+H₂O

HgO+2HNO₃==Hg（NO₃）₂+H₂O

HgO+NaOH（40℅）-----不溶

HgO 有黄色和红色变体，结构相同，颜色差别完全是由于其颗粒的大小不同所致,黄色HgO晶粒较细小,红色颗粒较大。

 （二）、铜、银、锌、镉、汞硫化物的生成和溶解

说明：

1.生成的CdS中，个别学生得到的沉淀是黄色中夹有白色沉淀，有可能是CdS晶形不一样，或有可能是生成Cd（OH）₂白色沉淀。补充：CdS沉淀颜色变化与溶液的酸度及温度有很大关系。在冷氨性、中性或弱酸性溶液中，其沉淀为淡黄；若H⁺浓度增大，则沉淀将加变为深黄色。

2.在Hg（NO₃）₂中加入Na₂S，开始生成白色沉淀，再加Na₂S后变黑。对白色沉淀再加热也不会再变化。个别学生得到白中带有黄色的沉淀。

在中性或酸性汞盐溶液中加入S^2-，即首先形成一个白色的复合物（HgCl₂·2HgS）：

3Hg²⁺+2Cl^-+2S^2-====HgCl₂·2HgS 

若再加S^2-，则白色沉淀→ 黄色→ 棕色→ 黑色：

2HgCl·2HgS+S^2-====3HgS+2Cl-

此沉淀不溶与其它，只溶于王水、Na₂S。

将HgS与稀HNO₃长时煮沸使之转变为一白色化合物，浓HNO₃也有相同作用。HgS在浓HNO₃中长时煮沸才溶：

5HgS+8NO₃^-+8H⁺=====3Hg(NO₃)₂·2HgS+3S+2NO+4H₂O

（三）、铜、银、锌、汞的配合物

1、氨合物的生成

1)CuSO₄+NH₃?H₂O====Cu₂(OH)₂SO₄(浅蓝色)+(NH₄)₂SO₄

Cu₂(OH)₂SO₄+8NH₃====2[Cu(NH₃)₄]²⁺+SO₄^2-+2OH^-

2）2Ag⁺+2NH₃.H₂O====Ag₂O+2NH₄⁺+H₂O

Ag₂O+2NH₃.H₂O====2Ag(NH₃)₂⁺+2OH^-+H₂O

3）Zn²⁺+NH₃H₂O====Zn（OH）₂+2NH₄⁺

Zn（OH）₂+4NH₃H₂O====[Zn(NH₃)₄]²⁺+2OH^-+4H₂O

2、汞配合物的生成和性质

（1）、Hg（NO₃）₂+2I^-====HgI₂↓（红色）+2NO₃^-

HgI₂+2I^-====[HgI₄]^2-（无色）

奈斯勒试剂-----K₂[HgI₄]+KOH

NH₄⁺+2K₂[HgI₄]+4KOH====Hg₂NI·H₂O↓（红棕色）+7KI+K⁺+3H₂O

(2)、Hg（NO₃）₂+2SCN^-====Hg（SCN）₂↓（白色）+2NO₃^-

Hg（SCN）₂+2SCN^-====[Hg（SCN）₄]^2-（无色）

Zn²⁺+[Hg（SCN）₄]^2-=====Zn[Hg（SCN）₄] ↓（白色，在中性或微酸性溶液中稳定）

（四）、铜、银、汞的氧化还原性

１、Cu₂O的生成和性质：

2[Cu（OH）₄]^2-+CH₂OH(CHOH)₄CHO=====Cu₂O↓+CH₂OH(CHOH)₄COOH+4OH^-+2H₂O

Cu₂O晶粒大小不同而呈现多种颜色，例如黄色、红色、深棕色，Cu₂O为共价化合物，呈弱碱性，对热十分稳定。在实验中大多数学生得到“铜镜”。加稀HCl溶解。

（1）、Cu₂O+H₂SO₄====Cu₂SO₄+H₂O

Cu₂SO₄====CuSO₄+Cu

(2)、Cu₂O+4NH₃·H₂O===2[Cu(NH₃)₂]⁺（无色）+2OH^-+3H₂O

2[Cu(NH₃)₂]⁺+4NH₃·H₂O+1/2 O₂====2[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+3H₂O

2、CuCl的生成和性质

Cu²⁺+Cu+2Cl_-====CuCl↓（白色）

CuCl+HCl====H[CuCl₂]

当Cu作还原剂时，由于难溶的CuCl附着在Cu的表面，影响了反应的继续进行。因此需加入浓HCl使CuCl溶解生成配离子[CuCl₂]^-，使溶液中的Cu²⁺浓度降低到非常小，可使反应进行到完全程度。再者，浓HCl还抑制CuCl的水解。加水后稀释了溶液，[CuCl₂]^-被破坏而析出大量CuCl。

CuCl+2NH₃·H₂O====Cu（NH₃）₂⁺(无色)+Cl^-+2H₂O

                            ↓ →蓝色[Cu（NH₃）₄]²⁺

CuCl+HCl====H[CuCl₂]

3、CuI的生成和性质

2Cu²⁺+4I^-====2CuI+I₂

I^- 即是还原剂又是沉淀剂，因为CuI是沉淀剂，所以在I^-存在时Cu²⁺ 的氧化性大大增强：

Cu²⁺+I^-+e=====CuI                         Φ^?==0.86V

I₂+2e =====2I^-                            Φ^?==0.536V

加Na₂S₂O₃溶液应适量，将I₂还原。若Na₂S₂O₃加过量：

2CuI+2S₂O₃^2- （过量）====[Cu（S₂O₃）₂]^2-+2I^-

有的学生加Na₂S₂O₃后，上部溶液显黄绿色，是因为CuSO₄加过量。

4、Hg（Ⅰ）与Hg（Ⅱ）的相互转化

（1）、Hg²⁺的氧化性

Hg（NO₃）₂+SnCl₂（适量）=====Hg₂Cl₂ ↓（白色）+Sn（NO₃）₄

Hg₂Cl₂+SnCl₂（过量）====2Hg↓（黑色）+H₂SnCl₆

在酸性溶液中Hg（Ⅱ）是一个较强的氧化剂。

（2）、Hg²⁺转化为Hg²⁺₂和Hg²⁺₂的歧化分解

Hg（NO₃）₂+Hg====Hg₂（NO₃）₂

Hg₂(NO₃)₂+2NaCl====Hg₂Cl₂↓（白色）+2NaNO₃

Hg₂(NO3)₂+2NH₃=====HgNH₂NO₃↓（白色）+Hg↓（黑色）+NH₄NO₃

 

第二篇：实验二十一ds区金属

实验二十一ds区金属

一、实验目的

1、掌握铜、银、锌、镉、汞氧化物或氢氧化物的酸碱性，硫化物的溶解性；

2、掌握Cu (Ⅰ)、 Cu (Ⅱ)重要化合物的性质及相互转化条件；

3、试验铜、银、锌、镉、汞的配位能力以及亚汞离子和汞离子的转化。

二、实验内容

  （一）、铜、银、锌、镉、汞氢氧化物或氧化物的生成和性质：

     1 、 铜、锌、镉氢氧化物的生成和性质

 2 银、汞氧化物的生成和性质

（1） Ag₂O的生成和性质：

       Ag⁺+OH^- ===AgOH↓白色→Ag₂O+H₂O

       Ag₂O+2HNO₃===2AgNO₃+H₂O

      Ag₂O+2NH_3.H₂O==2[Ag（NH₃）₂]⁺+2OH^-+H₂O

      Ag₂O微溶于水，溶液呈微碱性。它的△_fH_m^﹩很小，不稳定，加热易分解，具有氧化性。

 （2）HgO的生成和性质

Hg²⁺+2OH^-==Hg（OH）₂==HgO↓+H₂O

HgO+2HNO₃==Hg（NO₃）₂+H₂O

HgO+NaOH（40℅）-----不溶

HgO 有黄色和红色变体，结构相同，颜色差别完全是由于其颗粒的大小不同所致,黄色HgO晶粒较细小,红色颗粒较大。

 （二）、铜、银、锌、镉、汞硫化物的生成和溶解

说明：

1.生成的CdS中，个别学生得到的沉淀是黄色中夹有白色沉淀，有可能是CdS晶形不一样，或有可能是生成Cd（OH）₂白色沉淀。补充：CdS沉淀颜色变化与溶液的酸度及温度有很大关系。在冷氨性、中性或弱酸性溶液中，其沉淀为淡黄；若H⁺浓度增大，则沉淀将加变为深黄色。

2.在Hg（NO₃）₂中加入Na₂S，开始生成白色沉淀，再加Na₂S后变黑。对白色沉淀再加热也不会再变化。个别学生得到白中带有黄色的沉淀。

在中性或酸性汞盐溶液中加入S^2-，即首先形成一个白色的复合物（HgCl₂·2HgS）：

3Hg²⁺+2Cl^-+2S^2-====HgCl₂·2HgS 

若再加S^2-，则白色沉淀→ 黄色→ 棕色→ 黑色：

2HgCl·2HgS+S^2-====3HgS+2Cl-

此沉淀不溶与其它，只溶于王水、Na₂S。

将HgS与稀HNO₃长时煮沸使之转变为一白色化合物，浓HNO₃也有相同作用。HgS在浓HNO₃中长时煮沸才溶：

5HgS+8NO₃^-+8H⁺=====3Hg(NO₃)₂·2HgS+3S+2NO+4H₂O

（三）、铜、银、锌、汞的配合物

1、氨合物的生成

1)CuSO₄+NH₃?H₂O====Cu₂(OH)₂SO₄(浅蓝色)+(NH₄)₂SO₄

Cu₂(OH)₂SO₄+8NH₃====2[Cu(NH₃)₄]²⁺+SO₄^2-+2OH^-

2）2Ag⁺+2NH₃.H₂O====Ag₂O+2NH₄⁺+H₂O

Ag₂O+2NH₃.H₂O====2Ag(NH₃)₂⁺+2OH^-+H₂O

3）Zn²⁺+NH₃H₂O====Zn（OH）₂+2NH₄⁺

Zn（OH）₂+4NH₃H₂O====[Zn(NH₃)₄]²⁺+2OH^-+4H₂O

2、汞配合物的生成和性质

（1）、Hg（NO₃）₂+2I^-====HgI₂↓（红色）+2NO₃^-

HgI₂+2I^-====[HgI₄]^2-（无色）

奈斯勒试剂-----K₂[HgI₄]+KOH

NH₄⁺+2K₂[HgI₄]+4KOH====Hg₂NI·H₂O↓（红棕色）+7KI+K⁺+3H₂O

(2)、Hg（NO₃）₂+2SCN^-====Hg（SCN）₂↓（白色）+2NO₃^-

Hg（SCN）₂+2SCN^-====[Hg（SCN）₄]^2-（无色）

Zn²⁺+[Hg（SCN）₄]^2-=====Zn[Hg（SCN）₄] ↓（白色，在中性或微酸性溶液中稳定）

（四）、铜、银、汞的氧化还原性

１、Cu₂O的生成和性质：

2[Cu（OH）₄]^2-+CH₂OH(CHOH)₄CHO=====Cu₂O↓+CH₂OH(CHOH)₄COOH+4OH^-+2H₂O

Cu₂O晶粒大小不同而呈现多种颜色，例如黄色、红色、深棕色，Cu₂O为共价化合物，呈弱碱性，对热十分稳定。在实验中大多数学生得到“铜镜”。加稀HCl溶解。

（1）、Cu₂O+H₂SO₄====Cu₂SO₄+H₂O

Cu₂SO₄====CuSO₄+Cu

(2)、Cu₂O+4NH₃·H₂O===2[Cu(NH₃)₂]⁺（无色）+2OH^-+3H₂O

2[Cu(NH₃)₂]⁺+4NH₃·H₂O+1/2 O₂====2[Cu（NH₃）₄]²⁺+2OH^-+3H₂O

2、CuCl的生成和性质

Cu²⁺+Cu+2Cl_-====CuCl↓（白色）

CuCl+HCl====H[CuCl₂]

当Cu作还原剂时，由于难溶的CuCl附着在Cu的表面，影响了反应的继续进行。因此需加入浓HCl使CuCl溶解生成配离子[CuCl₂]^-，使溶液中的Cu²⁺浓度降低到非常小，可使反应进行到完全程度。再者，浓HCl还抑制CuCl的水解。加水后稀释了溶液，[CuCl₂]^-被破坏而析出大量CuCl。

CuCl+2NH₃·H₂O====Cu（NH₃）₂⁺(无色)+Cl^-+2H₂O

                            ↓ →蓝色[Cu（NH₃）₄]²⁺

CuCl+HCl====H[CuCl₂]

3、CuI的生成和性质

2Cu²⁺+4I^-====2CuI+I₂

I^- 即是还原剂又是沉淀剂，因为CuI是沉淀剂，所以在I^-存在时Cu²⁺ 的氧化性大大增强：

Cu²⁺+I^-+e=====CuI                         Φ^?==0.86V

I₂+2e =====2I^-                            Φ^?==0.536V

加Na₂S₂O₃溶液应适量，将I₂还原。若Na₂S₂O₃加过量：

2CuI+2S₂O₃^2- （过量）====[Cu（S₂O₃）₂]^2-+2I^-

有的学生加Na₂S₂O₃后，上部溶液显黄绿色，是因为CuSO₄加过量。

4、Hg（Ⅰ）与Hg（Ⅱ）的相互转化

（1）、Hg²⁺的氧化性

Hg（NO₃）₂+SnCl₂（适量）=====Hg₂Cl₂ ↓（白色）+Sn（NO₃）₄

Hg₂Cl₂+SnCl₂（过量）====2Hg↓（黑色）+H₂SnCl₆

在酸性溶液中Hg（Ⅱ）是一个较强的氧化剂。

（2）、Hg²⁺转化为Hg²⁺₂和Hg²⁺₂的歧化分解

Hg（NO₃）₂+Hg====Hg₂（NO₃）₂

Hg₂(NO₃)₂+2NaCl====Hg₂Cl₂↓（白色）+2NaNO₃

Hg₂(NO3)₂+2NH₃=====HgNH₂NO₃↓（白色）+Hg↓（黑色）+NH₄NO₃