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.Cu、Ag、Zn、Cd与过量的氨水反应时分别生成[Cu(NH3)4]、[Ag(NH3)2]、[Zn(NH3)4]、[Cd(NH3)4]。但是Hg和Hg2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）

Cu具有氧化性.与I反应.产物不是CuI2.而是白色的CuI：

. .

2+

－

2+

2+

2+

+

2+

+

2+

2+

+

2+

2+

Cu＋ 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 ＋ Cu＋ 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]

黄绿色Hg2I2与过量KI反应时.发生歧化反应.生成[HgI4]和Hg：

Hg2I2＋ 2I＝ [HgI4]＋ 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

. .

-

2-2－

-

2－

+

-－

－

2+

－

－

－

2+

-

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] (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

. .

+

2+

－

+

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- Cd＋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

. .

2+

－