无机化学实验——Cu、Ag实验.doc

实验十二ds区区元元素素一、实验目的了解铜、银、锌、镉、汞的氧化物、氢氧化物的生成和性质了解铜、锌、镉、汞的配合物的形成和性质试验并掌握Cu(I)、Cu(II)重要化合物的性质及相互转化的条件二、实验原理1.ds区元素的通性ds区元素包括周期表中的B族(Cu、Ag、Au)和B族(Zn、Cd、Hg)，价电子构型为（n-1）d10ns1-2。由于它们的d亚层刚好排满10个电子，而最外层构型又和s区相同，故称为ds区.ds区元素具有可变的氧化态，可呈现+1、+2氧化态。它们的盐类很多是共价型化合物，由于它们离子的电子层结构中都具有空轨道，所以它们都能与许多配体形成配合物。不溶Cd(NH3)42+Zn(NH3)42+Ag(NH3)2+Cu(NH3)42+NH3H2O(过量)HgI2(红)CdI2ZnI2AgICuII-(适量)HgI42-CdI42-ZnI42-AgI2-AgI43-CuI2-I-(过量)HgNH2NO3（白）Cd(OH)2(白)Zn(OH)2(白色)Ag2O(褐)Cu2(OH)2SO4(浅蓝)NH3H2O(适量)HgS（黑）CdS（黄）ZnS(白）Ag2S(褐)CuS（黑）Na2S不溶不溶Zn(OH)42-不溶Cu(OH)42-NaOH(过量)HgO（黄）Cd(OH)2（白）Zn(OH)2(白色)Ag2O(褐)Cu(OH)2(蓝)NaOH(适量)Hg(NO3)2CdSO4ZnSO4AgNO3CuSO4典型化合物+2,+1+2+2+1,+2+2,+1价态HgCdZnAgCu元素三、实验内容1.ds区元素氢氧化物的制备和性质注意：注意掌握所用碱的浓度和用量(适量或过量)生成的沉淀应离心去除上清液并洗涤后再与酸或碱反应总结ds区元素形成氢氧化物颜色的不同及在酸或碱中的溶解情况（1）氢氧化铜和氧化铜的生成和性质Cu2+2OHCu(OH)2蓝色絮状沉淀Cu(OH)2H2SO4=CuSO4+H2O沉淀溶解，得浅蓝色溶液Cu(OH)22NaOH(浓)=Na2Cu(OH)4沉淀溶解，得深蓝色溶液Cu(OH)2CuO黑色H2O条件：80-90加热小结：Cu(OH)2两性偏碱，所以需强碱使之生成配离子。CuO碱性氧化物2.ds区元素离子与氨水的反应注意：前后两次所用氨水浓度的不同；注意氨水要逐滴加入，同时振荡试管，观察沉淀的生成或溶解；沉淀应先离心去掉上清液后再滴加浓氨水。Cu2+SO422NH32NH4Cu2(OH)2SO4浅蓝色（氨水量少）Cu2(OH)2SO48NH32Cu(NH3)42+SO422OH深蓝色(氨水过量)A：Cu(NH3)42+4HCu2+4NH4B：Cu(NH3)42+2OH4NH3Cu(OH)2蓝色Cu(OH)2CuO黑色H2O加热下3.ds区元素离子与I-的反应注意：严格控制用量为2滴；前后两次所用KI浓度的不同；沉淀应先离心去掉上清液后再滴加饱和KI；注意回收各溶液特别是汞。Cu(II)的氧化性：Cu2+I2CuI白I2（用淀粉溶液检验）Cu(I)的配位性：CuII(饱和)CuI2沉淀溶解，但加水稀释时反应逆转又析出CuI。4.Cu+与Cl-形成的化合物在试管中加入2ml1mol/L的CuCl2溶液，再加入1ml浓HCl和豆粒大的铜粉，用棉花堵住试管口，加热并不断振荡至溶液呈泥黄色或无色，将清液分成两份，分别稀释20倍，试验沉淀与氨水和浓HCl的作用。CuCu2+4Cl2CuCl2深棕色稀释20倍：CuCl2CuCl白ClCuCl2NH32Cu(NH3)2+Cl(无色溶液）2Cu(NH3)2+4NH3H2O1/2O22Cu(NH3)42+2OH3H2O蓝色溶液CuClCl(浓)CuCl2深棕色，稀释又生成沉淀注: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）。5.制作银镜于仔细洗净的试管中加入2ml的0.1mol/L硝酸银，滴加2mol/L氨水至形成的沉淀刚好溶解为止。然后加入数滴10%的葡萄糖溶液，摇匀后静止于水浴中加热（能否加热至沸？），观察银镜的形成。银镜反应是鉴定含醛基物质具有的特征反应。Ag+NH3=Ag(NH3)2+（土伦试剂）2Ag(NH3)2+RCHO=2Ag+RCOONH4+H2O+3NH3oAg+/Ag=0.799VoAg(NH3)2+/Ag=0.373V广泛应用于电镀工业和电镀技术等。为使银镜反应能一次成功，实验中应注意以下问题：（1）试管必须洁净，这是实验成败的关键之一。只有在洁净的试管内壁才能析出均匀、光滑、明亮的银镜。不洁净的试管，只能生成黑色疏松银的沉淀。（2）不能加入过量的氨水，否则不仅试剂会失去灵敏性，而且加入醛后，还容易产生雷酸银（AgOCN），雷酸银受热或撞击能引起爆炸。（3）银氨溶液必须随配随用，不可久置。如果久置析出叠氮化银（AgN3）、氮化银（Ag3N）、亚氨基化银（Ag2NH）等爆炸性的沉淀物质。这些沉淀物质即使用玻璃棒摩擦也会分解而发生猛烈的爆炸。因此，实验结束时，应及时清理掉过剩的银氨溶液，以防止事故发生。（4）硝酸银和氨水的浓度不能高，一般以2为宜，最高不超过5。（5）必须在水浴中加热，不能用酒精灯直接加热，否则也有可能产生容易爆炸的雷酸银。（6）银镜反应必须在微碱性溶液中进行，pH一般应控制在910。但不能呈强碱性，因在强碱性条件下，银氨溶液本身也可得到光亮的银镜，无需含醛基化合物。银氨溶液存在如下平衡：2OH-2Ag(NH3)2+Ag2O+4NH3H2O该平衡在强碱性和加热条件下，都有利于Ag2O的生成，而Ag2O易分解形成银镜。（7）银氨溶液和含醛基物质混合后要立即轻微振荡试管，混合摇匀后再放入水浴里加热。加热时不能摇动试管，否则得不到光亮的银镜，而是产生黑色疏松银的沉淀。（8）实验完毕应立即将试管中的废液倾去，管内壁银镜可加入一些稀硝酸加热即可除去，然后将试管用水冲洗。反应后的废液要及时处理，不可久置。6.设计实验（1）用下述溶液试验“Ag+反应序”，记录现象，求算有关反应平衡常数。（课堂提问）AgNO3、NaCl、NH3H2O、KBr、Na2S2O3、KI、Na2S提示：Ksp：AgClAgBrAgIAg2SK稳：AgCl2-Ag(NH3)2+Ag(S2O3)23-Ag(CN)2-（2）分离并鉴定Cu2+、Ag+、Fe3+(替换Fe2+)、Al3+、Ba2+。（课堂提问）四、汞的贮存和使用（1）贮汞瓶用壁后坚固的瓶，上面用水封，且汞和其上的水总体积不大于瓶总容积的3/4；（2）放在阴凉0以上的地方贮存；（3）取用时盛汞的瓶子放在搪瓷盘中；（4）用带钩的长滴管取用；（5）汞不小心洒落后，先尽可能收集，其次用锌片接触