无机化学实验报告-DS区元素

实验11  ds区元素（铜、银、锌、镉、汞）的性质

一、实验目的

1、掌握铜、锌氢氧化物的酸碱性；

2、掌握铜、银、锌、汞的配合物的生成和性质；

6、掌握铜、银、锌、汞离子的分离与鉴定方法。

二、实验原理

IB    IIB

Cu    Zn        Cu（＋2，＋1）  Zn(+2)

Ag    Cd        Ag（＋1）      Cd(+2)

Au    Hg       Au（＋1，＋3）    Hg(+2，＋1)

蓝色的Cu(OH)2呈现两性，在加热时易脱水而分解为黑色的CuO。AgOH在常温下极易脱水而转化为棕色的Ag2O。Zn(OH)2呈两性，Cd(OH)2显碱性，Hg(I, II)的氢氧化物极易脱水而转变为黄色的HgO(II)和黑色的Hg2O(I)。

易形成配合物是这两副族的特性，Cu2+、Ag+、Zn2+、Cd2+与过量的氨水反应时分别生成[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+、[Zn(NH3)4]2+、[Cd(NH3)4]2+。但是Hg2+和Hg22+与过量氨水反应时，如果没有大量的NH4+存在，并不生成氨配离子。如：

HgCl2 ＋ 2NH3 ＝ Hg(NH2)Cl↓白＋ 2 NH4Cl

Hg2Cl2 ＋ 2NH3 ＝ Hg(NH2)Cl↓白＋ Hg↓黑＋NH4Cl （观察为灰色）

Cu2+具有氧化性，与I－反应，产物不是CuI2，而是白色的CuI：

Cu2+ ＋ I- ＝ 2CuI↓白 ＋ I2

将CuCl2溶液与铜屑混合，加入浓盐酸，加热可得黄褐色[CuCl2]－的溶液。将溶液稀释，得白色CuCl沉淀：

Cu ＋ Cu2+ ＋ 4Cl－ ＝ 2[CuCl2]－

[CuCl2]－←稀释→CuCl↓白 ＋ Cl－ 

卤化银难溶于水，但可利用形成配合物而使之溶解。例如：

AgCl ＋ 2NH3 ＝ [Ag(NH3)2]+ ＋ Cl-

红色HgI2难溶于水，但易溶于过量KI中，形成四碘合汞(II)配离子：

HgI2 ＋ 2I- ＝ [HgI4]2－

黄绿色Hg2I2与过量KI反应时，发生歧化反应，生成[HgI4]2－和Hg：

Hg2I2＋ 2I- ＝ [HgI4]2-＋ Hg↓黑

三、实验内容

1、         氧化物的生成和性质

（1）Cu2O的生成和性质

Cu2+ ＋ 2OH- ＝Cu(OH)2↓ 蓝色

Cu(OH)2 ＋ 2OH- = [Cu(OH)4]-2- 蓝色

2[Cu(OH)4]2-＋ C6H12O6 (葡萄糖) ＝Cu2O↓(红) ＋ 4OH-＋C16H12O7＋2H2O

或：2Cu2+ + 5OH- +C6H12O6 = Cu2O↓+ C6H11O7- + 3H2O （须加热）

分析化学上利用此反应测定醛，医学上利用此反应检查糖尿病。由于制备方法和条件的不同，Cu2O晶粒大小各异，而呈现多种颜色黄、橙黄、鲜红或深棕。

红色沉淀Cu2O离心分离后，分为两份：

一份加酸：Cu2O + H2SO4 ＝ Cu2SO4 ＋ H2O＝ CuSO4 ＋ Cu ＋ H2O

一份加氨水：Cu2O＋4NH3?H2O＝2[Cu(NH3)2]+ (无色溶液)＋ 3H2O＋2OH－

2[Cu(NH3)2]+＋4NH3?H2O＋1/2O2 ＝2[Cu(NH3)4]2+ (蓝色溶液)＋2OH-＋3H2O

（2）Ag2O的生成和性质

2Ag+  +  2OH- = Ag2O↓（棕色）+ H2O

         Ag2O + 2HNO3 = 2AgNO3 + H2O

         Ag2O + 4NH3H2O = 2[Ag(NH3)2]OH + 3H2O

（3）HgO的生成和性质

Hg2+ + 2OH- = HgO↓（黄色） + H2O

HgO + 2HCl = HgCl2 + H2O

HgO + NaOH= 不反应 (HgO碱性)

Hg22++2OH-=Hg↓+HgO↓+H2O （歧化反应）

2、氢氧化物的生成与性质

（1） Cu2+ + 2OH-  =  Cu(OH)2↓（蓝色絮状）

加热：Cu(OH)2 = CuO↓ (黑色)+ H2O

加酸：Cu(OH)2 + 2H+= Cu2+ + 2 H2O

加浓碱 ：Cu(OH)2 + 2OH- (6M) = [Cu(OH)4]2-

Cu(OH)2两性偏碱，所以需强碱使之生成配离子

（2）Zn2+ + 2OH-  = Zn(OH)2↓ (白色)

Zn(OH)2 + 2H+ = Zn2+ + 2 H2O

Zn(OH)2 + 2OH- = Zn(OH)42-

Cd2+＋2OH－＝Cd(OH)2↓白色

Cd(OH)2＋H2SO4 = CdSO4 + H2O (沉淀溶解)

Cd(OH)2 + NaOH (6M)= 不反应 (Cd(OH)2碱性)

3、硫化物的生成与性质

铜、银、锌、镉、汞的硫化物的生成（与饱和硫化氢溶液反应）和溶解性（ZnS白色能溶于稀盐酸，CdS黄色溶于浓盐酸，CuS黑色和Ag2S灰色溶于浓硝酸。HgS黑色溶于王水。

3HgS+12Cl-+2NO3-+8H+=3[HgCl4]2-+3S+2NO+4H2O

4、配合物的生成与性质

（1）Ag的配合物

Ag+ + Cl- →AgCl ↓(白)   

Ag++ Br- →AgBr ↓(淡黄)

Ag+ + I- →AgI ↓(黄)

AgCl + NH3 = [Ag(NH3)2]+ + Cl-    AgCl+ S2O32- →[Ag(S2O3)2]3- + Cl-

AgBr + S2O32- = [Ag(S2O3)2]3- + Br-

（2）Hg的配合物

①  Hg2+ + 2I- = HgI2 （红色沉淀）

    HgI2+ 2I- = HgI42- （无色溶液）

②

③   Hg22++ 2I- = Hg2I2 （黄绿色沉淀）

     Hg2I2+ 2I- = HgI42- ＋ Hg（黑色粉末）

5、CuX的生成与性质

（1）CuCl的生成与性质

Cu ＋ Cu2+ ＋ 4Cl－ ＝加热＝ 2[CuCl2]- 深棕色

[CuCl2]- ＝稀释＝CuCl↓白 ＋ Cl-

注：CuCl2在很浓的溶液中显黄绿色（CuCl4-配离子），浓溶液中显绿色，在稀溶液中显蓝色（Cu(H2O)62+配离子）。

一份：CuCl ＋ 2NH3＝2[Cu(NH3)2]+ ＋ Cl－ 

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

另一份：CuCl＋ Cl-(浓) ＝ [CuCl2]- 深棕色 若稀释又生成沉淀

（2）CuI的生成与性质

Cu2+ ＋ I- ＝ 2CuI↓白 ＋ I2（棕色）

消除I2干扰：I2  + 2 S2O32- = 2I- + S4O62-  (注意应严格控制S2O32-的用量)

CuI ＋ I－(饱和) ＝ [CuI2]－ 刚好使沉淀溶解，加水稀释时反应逆转又析出CuI。

CuI + KSCN === CuSCN↓（白色或灰白色）+ KI

CuSCN + SCN- === [Cu(SCN)2]- 加水稀释时反应逆转又析出CuSCN。

6、Hg（II）和Hg（I）的转化

Hg2+ + Hg=Hg22+   (注意Hg的取用，回收)

Hg22+ ＋ Cl- ＝ Hg2Cl2↓（白色）

Hg2（NO3）2 + 2 NH3H2O = HgNH2NO3↓（白色） + Hg↓（黑色）+ NH4NO3 + 2H2O

Hg2+和Hg22+与过量氨水反应时，如果没有大量的NH4＋存在，并不生成氨配离子

7、离子鉴定

（1）Cu2+离子的鉴定

（弱酸性或中性介质）

2Cu2+ + [Fe（CN）6]4-  = Cu2 [Fe(CN)6] ↓ （红棕色沉淀）

Cu2 [Fe(CN)6] +8NH3 = 2[Cu(NH3)4]2++ [Fe(CN)6]4-

（2）Ag+的鉴定

Ag+ + Cl-  = AgCl（白色沉淀）

          AgCl + 2 NH3H2O = [Ag(NH3)2]Cl + 2H2O

[Ag(NH3)2] Cl + 2HNO3 = AgCl↓+ 2NH4NO3

（3）Zn2＋的鉴定

①  中性或弱酸性介质下

          Zn2+ + Hg（SCN）42- = Zn[Hg（SCN）4] （白色沉淀）

②（4）Hg2+的鉴定

2HgCl2 + SnCl2 = SnCl4 + Hg2Cl2↓（白色沉淀）

     Hg2Cl2 + SnCl2 = SnCl4 +2Hg↓（黑色沉淀）

四、注意事项

1、          本实验涉及的化合物的种类和颜色较多，需仔细观察。

2、          涉及汞的实验毒性较大，做好回收工作。

五、思考题：

1．Cu(I)和Cu(II)稳定存在和转化的条件是什么？

Cu(I)在水溶液中不稳定，Cu2+ 0.158 Cu+ 0.522 Cu，易歧化。在有机溶剂和生成沉淀或某些配合物时可以稳定存在。

Cu2+ ＋ I－ ＝ 2CuI↓白 ＋ I2

CuI ＋ I－(饱和) ＝ [CuI2]－ 

转化：Cu(I)－Cu(II)：水中歧化Cu2O＋4H＋ ＝ Cu2+ ＋ Cu

Cu(II)－Cu(I)：加入沉淀剂或配位剂

Cu ＋ Cu2+ ＋ 4Cl－ ＝ 2[CuCl2]－ 

Cu2+ ＋ I－ ＝ 2CuI↓白 ＋ I2

2．在AgNO3中加入NaOH为什么得不到AgOH？

AgOH不稳定，易失水变成Ag2O

3．用平衡移动原理说明在Hg2(NO3)2溶液中通入H2S气体会生成什么沉淀？

Hg22＋ ＝ Hg2+＋Hg 歧化反应

加入H2S气体，会发生 Hg2＋ ＋ H2S＝HgS ＋ 2 H＋ Ksp(HgS)=4×10－53 ，会促进歧化反应的进行。

 

第二篇：ds区元素实验报告

ds区元素实验报告

一、实验目的

二、实验内容

1、氢氧化物和氧化物的生成和性质

2、配合物的生成和性质

（1）氨配合物

（2）其他配合物

3、Cu(Ⅰ)与Cu(Ⅱ)的相互转换

4、Hg(Ⅰ)与Hg(Ⅱ)的相互转换

5、离子的鉴定

(1) Cu2+、Zn2+、Cd2+ 、Hg2+的鉴定

（2）Zn2+、Cd2+ 、Hg2+混合液的分离鉴定

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