性质实验-d区及ds区元素

.,过渡元素及其化合物性质与检验d区与ds区元素及其化合物,.,一、实验目的试验d区元素及化合物主要性质，掌握常见d区离子的检验方法。2.试验ds区元素及其化合物的主要性质。3.练习性质试验的基本操作。,.,二、实验原理,d区元素的价电子构型：(n-1)d19ns12。由于(n-1)d电子参与成键，d区元素绝大多数具有多种价态、水溶液中离子多数有颜色。d区元素的离子极化能力较强，故其难溶盐也较多，水溶液中的高价离子往往以含氧酸根的形式存在。本实验主要试验Cr、Mn、Fe、Co、Ni的重要化合物的性质。,.,D区五种代表性金属的氢氧化物颜色及酸碱性,.,水溶液中的Cr(VI)有两种存在形式：,2CrO42(黄)+2H+Cr2O72(橙)+H2O,在酸性介质中，Cr2O72与H2O2反应生成蓝色过氧化铬CrO5,可用于Cr(VI)或Cr(III)的鉴定。,在碱性介质中，白色Mn(OH)2易被空气氧化为棕色二氧化锰水合物MnO(OH)2。酸性介质中Mn2+很稳定，只有很强的氧化剂如PbO2、NaBiO3、S2O82才能将其氧化为MnO4。,MnO4具有强的氧化性，它的还原产物与溶液的酸碱性有关。MnO4在酸性、中性、强碱性介质中的还原产物依次是Mn2+、MnO2、MnO42。,.,+2价态的Fe、Co、Ni均具有还原性，且还原性依次减弱。+3价态的Fe、Co、Ni氢氧化物均具有氧化性，且氧化性依次增强，特别是在酸性介质中更为明显，除Fe(OH)3外，Co(OH)3、Ni(OH)3与HCl作用，均能产生Cl2。Fe、Co、Ni能形成多种配合物，常见配体有：NH3、CN、SCN、F等，Fe无论二价或三价均难以形成氨配合物。由于配合物生成，其氧化还原性也发生较大的变化。此外，Fe、Co、Ni的一些配合物稳定且有特征颜色，可用于离子鉴定。,.,ds区元素的价电子构型：(n-1)d10ns12。其离子有较强的氧化性，较强的极化能力，易形成配合物。ds区元素的多数化合物难溶或微溶于水，其中许多可作为该区元素离子的鉴定。同一族、从上至下，氧化物与氢氧化物的碱性上升。,.,三、仪器和试剂,见补充讲义,.,1.氢氧化物生成与性质：,CrCl3MnSO4(NH4)2Fe(SO4)2FeCl3CoCl2NiCl2,过量NaOH,Cr(OH)3灰白溶解Mn(OH)2白棕Fe(OH)2白红棕Fe(OH)3红棕Co(OH)2粉红Ni(OH)2绿,四、实验步骤,.,Mn(OH)2白MnO(OH)2棕,O2,Fe(OH)2白Fe(OH)3红棕,O2、H2O,Cr(OH)3+OHCrO2+H2O绿色溶液,.,Cu2+OH-Cu(OH)2,将沉淀分成3份,加2MH2SO4,溶解,加6MNaOH,溶解,加热,变黑,加2MH2SO4,溶解,Cu(OH)42-,(CuO),.,Ag+OH-AgOHAg2O,Ag2O溶于HNO3,Ag2O溶于氨水Ag(NH3)2+,.,Zn2+OH-Zn(OH)2,Zn(OH)2分别溶于硫酸和氢氧化钠溶液。,Zn(OH)42-,Hg2+OH-HgO(红色或黄色沉淀)HgO溶于HNO3HgO不溶于NaOH,.,2.氧化还原性：,Cr()的还原性：2CrO2-(绿)+2OH-+3H2O22CrO42-(黄)+4H2OCr2O72-+2H+4H2O22CrO5+5H2O其中CrO(O2)2只在乙醚或戊醇中稳定存在显蓝色：CrO(O2)2(C2H5)2O乙醚合物,.,(2,3)Cr()的转化平衡和氧化性,2CrO42-(黄)+2H+Cr2O72-(橙红)+H2O,Cr2O72-(橙红)+8H+3SO32-=2Cr3+(蓝紫)+3SO42-+4H2O,(4)Mn()的还原性,2Mn2+(肉色)+5NaBiO3+14H+=,2MnO4-(紫红色)+5Bi3+5Na+7H2O,.,(5)Mn()的氧化性,2MnO4-+6H+5SO32-2Mn2+5SO42-+3H2O2MnO4-+H2O+3SO32-MnO2+3SO4-+2OH-2MnO4-+2OH-+SO32-2MnO42-+SO42-+H2OMnO4-具有强氧化性，在不同介质中，其氧化产物与还原能力不同,.,(6)在自制的Co(OH)2、Ni(OH)2中滴加滴溴水，分别得到Co(OH)3、Ni(OH)3沉淀，再在两沉淀中分别滴加几滴浓盐酸，用润湿的淀粉碘化钾试纸检验产生氯气。,(7)在CuSO4溶液中滴入KI溶液，立即反应生成CuI沉淀和I2，记录现象。I2的存在会影响CuI颜色的观察，滴加少量Na2S2O3溶液除去I2，观察CuI沉淀的颜色。,(8)Hg2+Sn2+Cl-Hg2Cl2+Sn4+,Hg2Cl2+Sn2+Hg,.,3.配合物的生成与离子鉴定,(1)Fe的配合物：,Fe2+K+Fe(CN)63-KFeFe(CN)6赤血盐(滕氏蓝),Fe3+K+Fe(CN)64-KFeFe(CN)6黄血盐(普鲁士蓝),Fe3+nSCN-Fe(SCN)n3-n(n：16，n增加其血红色变深),.,Fe2+Fe3+,氨水,白灰绿红棕红棕,过量氨水,不溶,.,(2)Co的配合物：,Co2+2NH3H2O=Co(OH)2(粉红)2NH4+Co(OH)26NH3H2O=Co(NH3)62+(黄)2OH-2H2O4Co(NH3)62+(黄)O22H2O=4Co(NH3)63+(橙黄)4OH-,Co2+KSCNCo(SCN)42-(蓝),在乙醚或戊醇中稳定存在，在水中易分解,.,(3)Ni的配合物：,Ni2+2NH3H2O=Ni(OH)2(绿)+2NH4+Ni(OH)2+6NH3H2O=Ni(NH3)62+(蓝)+2OH-+6H2ONi(NH3