无机化学实验二十一 ds区元素(铜银锌镉汞)的性质.doc

实验11ds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
IBIIB
CuZnCu（＋2，＋1）Zn(+2)
AgCdAg（＋1）Cd(+2)
AuHgAu（＋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＋2NH4Cl
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
氧化物的生成和性质
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++2H2O
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++2H2O
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(S