过渡族元素（二）|上海而立环保科技有限公司-凯发k8全球公开

过渡族元素（二） 

实验目的： 

1. 掌握铜、银、锌、镉、汞氧化物和氢氧化物的性质。 

2. 掌握铜() ⅰ与铜()ⅱ之间、汞()ⅰ与汞()ⅱ之间的转化反应及条件。 

3. 了解铜、银、锌、镉、汞硫化物的生成与溶解。 

4. 掌握铜()ⅰ、银、汞卤化物的溶解性。 

5. 掌握铜、银、锌、镉、汞配合物的生成与性质。 

6. 学习cu2+、ag+、zn2+、cd2+、hg2+的鉴定方法。 

实验原理：  

铜和银是周期系第bⅰ族元素，价层电子构型分别为3d104s1和4d105s1。铜的重要氧化值为+1和+2，银主要形成氧化值为+1的化合物。 

锌、镉、汞是周期系第bⅱ族元素，价层电子构型(n-1)d10ns2，它们都形成氧化值为+2的化合物，汞还能形成氧化值为+1的化合物。 

zn(oh)2是两性氢氧化物。cu(oh)2两性偏碱，能溶于较浓的naoh溶液。cu(oh)2的热稳定性差，受热分解为cuo和h2o。cd(oh)2是碱性氢氧化物。agoh，hg(oh)2，hg2(oh)2都很不稳定，极易脱水变成相应的氧化物，而hg2o也不稳定，易歧化为hgo和hg。 

某些cu()ⅱ，ag()ⅰ，hg()ⅱ的化合物具有一定的氧化性。例如，cu2+能与i-反应生成cui和i2；[cu(oh)4]2-和[ag(nh3)2]+都能被醛类或某些糖类还原，分别生成ag和cu2o；hgcl2与sncl2反应用于hg2+或sn2+的鉴定。 

水溶液中的cu+不稳定，易歧化为cu2+和cu。cucl和cui等cu()ⅰ的卤化物难溶于水，通过加合反应可分别生成相应的配离子[cucl2]-和[cui2]-等，它们在水溶液中较稳定。cucl2溶液与铜屑及浓hcl混合后加热可制得[cucl2]-，加水稀释时会析出cucl沉淀。 

cu2+与k4[fe(cn)6]在中性或弱酸性溶液中反应，生成红棕色的cu2[fe(cn)6]沉淀，此反应用于鉴定cu2+。 

ag+与稀hcl反应生成agcl沉淀，agcl溶于nh3·h2o溶液生成[ag(nh3)2]+，再加入稀hno3有agcl沉淀生成，或加入ki溶液，生成 agi沉淀。利用这一系列反应可以鉴定ag+。 

当加入相应的试剂时，还可以实现下列依次的转化： 

  [ag(nh3)2]+→agbr(s)→[ag(s2o3)2]3-→agi(s)→[ag(cn)2]-→ag2s(s) 

agcl，agbr，agi等也能通过加合反应分别生成[agcl2]-，[agbr2]-，[agi2]-等配离子。 

cu2+，ag+，zn2+，cd2+，hg2+与饱和h2s溶液反应都能生成相应的硫化物。zns能溶于稀hcl。cds不溶于稀hcl，但溶于浓hcl。利用黄色cds的生成反应可以鉴定cd2+。cus和ag2s溶于浓hno3。hgs溶于王水。 

cu2+，cu+，ag+，zn2+，cd2+，hg2+都能形成氨合物。[cu(nh3)2]+是无色的，易被空气中的o2氧化为深蓝色的[cu(nh3)4]2+。cu2+，ag+，zn2+，cd2+，hg2+与适量氨水反应生成氢氧化物、氧化物或碱式盐沉淀，而后溶于过量的氨水(有的需要有nh4cl 存在)。 

hg22+在水溶液中较稳定，不易歧化为hg2+和hg。但hg22+与氨水、饱和h2s或ki溶液反应生成的hg()ⅰ化合物都能被歧化为hg()ⅱ的化合物和hg。例如：hg22+与i-反应先生成hg2i2，当i-过量时则生成[hgi4]2-和hg。 

在碱性条件下，zn2+与二苯硫腙反应生成粉红色的螯合物，此反应用于鉴定zn2+。 

仪器、药品及材料 

仪器：点滴板、水浴锅 

药品： 

酸：hno3(2.0mol·l-1，浓)，hcl(2.0mol·l-1，6.0mol·l-1，浓)，hac(2.0mol·l-1)，h2so4(2.0mol·l-1)， h2s(饱和) 

碱：naoh(2.0mol·l-1，6.0mol·l-1，40%)，nh3·h2o(2.0mol·l-1，6.0mol·l-1) 

盐： kncs(0.1mol·l-1，饱和)，fe(no3)3(0.1mol·l-1)，ki(0.1mol·l-1，2mol·l-1)，cu(no3)2(0.1mol·l-1)，co(no3)2(0.1mol·l-1)，ni(no3)2(0.1mol·l-1)， ag(no3)(0.1mol·l-1)，hg2(no3)2(0.1mol·l-1)，ba(no3)2(0.1mol·l-1)，bacl2(0.1mol·l-1)，hg(no3)2(0.1mol·l-1)，cucl2(1mol·l-1)，na2s2o3(0.1mol·l-1)，k4[fe(cn)6](0.1mol·l-1)，zn(no3)2(0.1mol·l-1)，sncl2(0.1mol·l-1)，hgcl2(0.1mol·l-1)，cuso4(0.1mol·l-1)，nh4cl(1mol·l-1)，cd(no3)2 (0.1mol·l-1)，nacl(0.1mol·l-1)，kbr(0.1mol·l-1)  

固体：铜屑 

其它：10%葡萄糖，淀粉溶液，二苯硫腙的ccl4溶液 

材料：pb(ac)2试纸 

实验内容 

1. 铜、银、锌、镉、汞的氢氧化物或氧化物的生成和性质 

在5支试管中分别加几滴0.1mol·l-1的cuso4溶液、agno3溶液、znso4溶液、cdso4溶液及hg(no3)2溶液，然后滴加2.0mol·l-1 naoh溶液，观察现象。将每个试管中的沉淀分为两份，分别检验其酸碱性。写出有关的反应方程式。 

2. cu()ⅰ化合物的生成和性质 

（1）取几滴0.1mol·l-1 cuso4溶液，滴加6.0mol·l-1 naoh溶液至过量，再加入10%葡萄糖溶液，摇匀，加热至沸，观察现象。离心分离，弃去清液，将沉淀洗涤后分为两份，一份加入2.0mol·l-1 h2so4溶液，另一份加入6.0mol·l-1 nh3·h2o溶液，静置片刻，观察现象。写出有关的反应方程式。 

（2）取1.0mol·l-1 cucl2溶液1ml，加1ml浓hcl和少量铜屑，加热至溶液呈泥黄色，将溶液倒入另一支盛有去离子水的试管中(将铜屑水洗后回收)，观察现象。离心分离，将沉淀洗涤后分为两份，一份加入浓hcl，另一份加入2mol·l-1 nh3·h2o溶液，观察现象。写出有关的反应方程式。 

（3）取几滴0.1mol·l-1 cuso4溶液，滴加0.1mol·l-1ki溶液，观察现象。离心分离，在清液中加1滴淀粉溶液，观察现象。将沉淀洗涤两次后，滴加2mol·l-1 ki溶液，观察现象，再将溶液加水稀释，观察有何变化。写出有关的反应方程式。 

3. cu+的鉴定 

在点滴板上加1滴0.1mol·l-1 cuso4溶液，再加1滴2mol·l-1 hac溶液和1滴0.1mol·l-1 k4[fe(cn)6]溶液，观察现象。写出反应方程式。 

4. ag()ⅰ系列实验 

取几滴0.1mol·l-1 agno3溶液，选用适当的试剂从ag+开始，依次经agcl(s)，[ag(nh3)2]+，agbr(s)，[ag(s2o3)2]3-，agi(s)，[agi2]-*后到ag2s的转化。观察现象，写出有关的反应方程式。 

5. 银镜反应 

在一支干净的试管中加入0.1mol·l-1 agno3溶液1ml，滴加2.0mol·l-1 nh3·h2o溶液至生成的沉淀刚好溶解，加10%葡萄糖溶液2ml，放在水浴中加热片刻，观察现象。然后倒掉溶液，加2.0mol·l-1 hno3溶液使银溶解后回收。写出有关的反应方程式。 

6. 铜、银、锌、镉、汞硫化物的生成和性质 

在6支试管中分别加入1滴0.1mol·l-1 的cuso4溶液、agno3溶液、zn(no3)2溶液、cd(no3)2溶液、hg(no3)2溶液和hg2(no3)2溶液，再各滴加饱和h2s溶液，观察现象。离心分离，试验cus和ag2s在浓hno3中，zns在稀hcl中，cds在6mol·l-1 hcl溶液中，hgs在王水中的溶解性。 

7. 铜、银、锌、镉、汞氨合物的生成 

在6支试管中分别加几滴0.1mol·l-1 cuso4溶液、agno3溶液、zn(no3)2溶液、 cd(no3)2溶液、hg(no3)2溶液和hg2(no3)2溶液，然后逐滴加入6mol·l-1 nh3·h2o溶液至过量(如果沉淀不溶解，再加1mol·l-1 nh4cl溶液)，观察现象。写出有关的反应方程式。 

8. 汞盐与ki的反应 

（1）取2滴0.1mol·l-1 hg(no3)2溶液，逐滴加入0.1mol·l-1 ki溶液至过量，观察现象。然后加几滴6.0mol·l-1 naoh溶液和1滴1.0mol·l-1 nh4cl溶液，观察有何现象。写出有关的反应方程式。 

（2）取1滴0.1mol·l-1 hg2(no3)2溶液，逐滴加入0.1mol·l-1 ki溶液，观察现象。写出有关的反应方程式。 

9.  zn2+的鉴定 

取0.1mol·l-1 zn(no3)2溶液2滴，加几滴6.0mol·l-1 naoh溶液，再加0.5ml二苯硫腙的ccl4溶液，摇荡试管，观察水溶液层和ccl4层颜色的变化。写出反应方程式。 

10. 混合离子的分离与鉴定 

试设计方法，分离、鉴定下列混合离子： 

（1）cu2+，ag+，fe3+； 

（2）zn2+，ni2+，ba2+。 

图示分离和鉴定步骤，写出现象和有关的反应方程式。 

思考题 

1. cui能溶于饱和kncs溶液，生成的产物是什么？将溶液稀释后会生成什么沉淀？  

2. ag2o能否溶于2mol·l-1nh3·h2o溶液？ 

3. 用k4[fe(cn)6]鉴定cu2+的反应在中性或酸性溶液中进行，若加入nh3·h2o或naoh溶液会发生什么反应？ 

4. agcl，pbcl2，hg2cl2都不溶于水，如何将它们分离开？