元素及化合物性质.ppt

1、实验化学原理课（二）,元素及化合物的基本性质,基本性质包括:,状态、颜色 酸碱性 氧化还原性 稳定性 配合性 溶解性,一、酸碱性,盐类溶液 不溶性氢氧化物,盐类盐类所组成溶液呈酸性还是碱性,判断方法: A.水解度小 制成热饱和溶液 B.水解度大,可采用pH法测得。也可由其组成结构确定。 例: NaAc 强碱弱酸盐 呈碱性,难溶于水的氢氧化物(碱性或两性),A.方法: 氢氧化物 强酸 强碱 酸碱性 A 溶 溶 两性 B 溶 不溶 碱性,B.选择酸碱试剂的原则,(1)强酸:H2SO4(稀),HCl(稀),HNO3(稀). 强碱:NaOH. (2)不与待测氢氧化物发生氧化还原反应. (3)不能与氢氧

2、化物生成另一种无颜色变化的难溶物质.,如：Pb(OH)2(白)+HClPbCl2白+H2O +H2SO4PbSO4白+H2O +HNO3Pb(NO3)2+H2O 只能用HNO3,二.氧化-还原性,氧化剂:高氧化值化合物 还原剂:低氧化值化合物 氧化还原能力的强弱 用E(电对的电极电位)来衡量,常用还原剂及氧化产物 SnCl2Na2S2O3 MnSO4 FeSO4 Sn4+ SO42- MnO4-，MnO2 Fe3+,常用氧化剂及还原剂:既可作氧化剂又可作还原剂 H2O2 NaNO2 NaSO3 O2, OH-/H2O NO3-, NO SO42-, S,常用氧化剂及还原产物 NaBiO3 Pb

3、O2 K2Cr2O7 KMnO4 FeCl3 Bi3+ Pb2+ Cr3+ Mn2+ Fe2+,介质的影响,当含氧酸盐作氧化剂或还原剂时,介质能改变含氧酸盐的E , 即H+ ,含氧酸盐的氧化性,选择介质原则:,(1)稀酸HCl、H2SO4；碱NaOH (2)无氧化还原反应,不产生难溶物 (3)介质酸度和量的选择以现象明显为主,例:KMnO4+H2S 弱酸性MnO2(棕)+S 掩盖S(黄) 强酸性Mn2+S 现象明显 酸度过大,SSO42- 观察不到S,氧化剂，还原剂的选择,E氧E还 ,还需考虑反应速度 2Mn2+5S2O82-+8H2O2MnO4-+10SO42- +16H+ 慢，催化剂(Ag

4、)， 现象明显 2FeCl3+2KI2FeCl2+2KCl+I2 淀粉变蓝 2FeCl3+SnCl22FeCl2+SnCl4 无明显现象,K2Cr2O7+14HCl2CrCl3+3Cl2+2KCl+7H2O 条件： *K2Cr2O7少（橙）, Cr3+（蓝） 掩盖 *HCl 浓，提高Cl-,H+,提高氧化性 *加热，有利于Cl2逸出,浓度及用量,三、稳定性,1.热稳定性 2.介质中的稳定性 3.空气中的稳定性 4.配（络）合物稳定性,盐类-分解温度的高低 M(OH)n-脱水性的温度,1.热稳定性,例1：盐类 MgCO3CaCO3SrCO3 BaCO3 540 900 1290 1360,例2：

5、Cu(OH)2CuO+H2O 2Ag(OH)Ag2O+H2O HgO无氢氧化物,2介质中的稳定性,例1. MnO4-在不同介质中的分解倾向 4MnO4-+4H+4MnO2+3O2+2H2O 4MnO4-+4OH-4MnO4 2 - +O2+2H2O 光催化该反应 MnO4-应保存在棕色瓶中,溶液呈中性,例2.硫代硫酸盐、硫代酸盐在酸介质中的分解倾向: S2O32-+2H+S+SO2+H2O 2SbS33-+6H+Sb2S3+3H2S 只能存在于中性或碱性溶液中,3空气中的稳定性,例1 Fe(OH)2 白色 放置 绿色棕色Fe(OH)3 Co(OH)2粉红 久置, 褐色 Co(OH)3 Ni(O

6、H)2浅绿 + Br2 黑色 Ni(OH)3 配制方法： 盐类与NaOH 分别煮沸赶O2,迅速混合,例2 Sn2+,Fe2+易被O2氧化， 实验室配制分别加Sn粒，Fe粉 Sn4+Sn Sn2+ Fe3+Fe Fe2+,Ag(NH3)2 +S2O32-Ag(S2O3)23- +I-AgI+CN-Ag(CN)2-,A.加沉淀剂,C.形成条件,B.加另一种配合物,AgCl+NH3Ag(NH3)2+I- AgI,Fe3+0.1mol.L-1KSCNFe(SCN)63-血红(稳定) Co2+饱和KSCN，丙酮Co(SCN)42- 蓝色 加水稀释,溶液呈浅红色（Co3+）,4.配（络）合物稳定性,5几种

7、不稳定酸的稳定性,*易被空气氧化 H2S+O2S H2SO3+O2H2SO4 *自身分解的酸 H2S2O3S+SO2+H2O HNO2NO2+NO+H2O 硫代酸H2S+MS,四配合性,1.氨配合物,(1)Co2+,Ni2+,Cu2+,Ag+,Zn2+,Cd2+ A.少量NH3H2O M(OH)n Ag, Zn, Cd 碱式盐 Co2+, Ni2+, Cu2+ B.大量NH3H2O 氨配合物,例：CuCl2 + NH3H2O(少) Cu(OH)Cl +NH4Cl + NH3H2O(多) Cu(NH3)4Cl2,(2) Cr3+,Mn2+ +NH4Cl+浓氨水 NH4Cl用于抑止水解, NH3H

8、2ONH4+OH-，否则形成氢氧化物,(4) Hg2+, Hg22+的特殊性: NH3H2ONH4+ + OH- 2NH3NH2- + NH4+ 氧化汞合硝酸氨基汞 Hg2+ +NH3H2OHgOHgNH2NO3 + NH4NO3 Hg22+NH3H2OHgOHgNH2NO3+Hg+NH4NO3,(3) Fe2+, Fe3+极易水解。Fe(OH)n Ksp小。 Fe2+, Fe3+（无水铁盐）+液氨氨合物 Fe(NH3)62+,Fe(NH3)63+,不稳定,遇水分解,HgI42-, FeF63-稳定，其余都不稳定。,2.含卤配合物,Pb2+, Hg2+, Hg22+, Cu2+ 例：Pb(NO

9、3)2 +HCl PbCl2+浓HCl PbCl42- + H2O PbCl2 + Cl- 例：CuCl2 + 2KI CuI + I- CuI2 - + H2O CuI+I-,采用降低离子浓度的方法使离子浓度乘积小于Ksp。,(1)单元溶解 (2)多元溶解,例：AgCl + 2NH3 Ag(NH3)2+ + Cl- AgCl溶解，Ag(NH3)2+稳定，电离的Ag+，从而使Ag+Cl-Ksp , 沉淀溶解。,五溶解性,(1)单元溶解,A.酸溶解 MS+2H+M2+H2S M(OH)n+nH+Mn+nH2O B.氧化还原溶解 3Bi2S3+24HNO3(浓)6Bi(NO3)3+6NO +9S+

10、12H2O C.配合溶解 AgCl+2NH3Ag(NH3)2+Cl-,(2)多元溶解,A.配合氧化溶解 3HgS+12HCl+2HNO33H2HgCl4+3S+2NO+4H2O B.配合酸溶解 PbS+4HCl(浓)H2PbCl4+H2S C.间接溶解 BaSO4(S)+Na2CO3BaCO3(S)+Na2SO4 BaCO3+2HClBaCl2+CO2+H2O,一、常见阳离子分离鉴定原理 二、常见阳离子分离鉴定步骤 三、注意事项,II、常见阳离子的分离和鉴定,见实验原理和方法P119140,一、常见阳离子分离鉴定原理 阳离子种类很多，二十二种，个别检出时，容易发生干扰。 如：Fe3+K4Fe(

11、CN)6蓝色 Cu2+K4Fe(CN)6红棕色 必须先分离后鉴定.,常见的阳离子包括：Ag+、Hg2+、Hg22+、Cu2+、Pb2+、 Bi3+、 Cd2+、As3+、As5+、Sb3+、Sb5+、Sn2+、Sn4+、Al3+、Cr3+、Fe3+、Fe2+、Co2+、Ni2+、Mn2+、Zn2+、Ca2+、Sr2+、Ba2、Mg2+、K+、Na+、NH4+等20多种离子。,离子的分离,离子的分离方法有：沉淀分离法 萃取法 离子交换法等,沉淀分离法的理论依据：物质溶解度的不同。,分离的要求：简捷、迅速、能分清 分类：系统分离分析 个别分离分析 阳离子系统分离分析 阴离子系统分离分析,凡能使一组

12、阳离子在适当的反应条件下生成沉淀而与其它阳离子分离的试剂称为组试剂. 利用不同的组试剂把阳离子逐组分离,再进行检出的方法叫阳离子的系统分离分析,常见的阳离子的分组分离系统 A硫化氢系统分组分析法 B两酸三碱系统分组分析法,阳离子的分组分离：,A硫化氢系统分析法: 理论依据：阳离子硫化物的溶解度不同。 组试剂：HCl、H2S、(NH4)2S、(NH4)2CO3常见的阳离子被分为5组。 B两酸三碱系统分组分析法理论依据：各阳离子氯化物、硫酸盐溶解度不同，氢氧化物两性及生成氨配合物性质差异等。组试剂：HCl、H2SO4、NaOH、NH3H2O (NH4)2S 常见的阳离子被分为6组。,A硫化氢系统分

13、析法 理论依据：阳离子硫化物的溶解度不同。,二酸三碱法 二酸：HCl, H2SO4 三碱：NaOH, NH3.H2O, (NH4)2S,B两酸三碱系统分组分析法,将22种阳离子分成六组： 第一组：盐酸组 Ag+,Hg2+,Pb2+ 第二组：硫酸组 Ba2+,Ca2+,Pb2+ 第三组：氨合物组 Cu2+,Cd2+,Zn2+,Co2+,Ni2+ 第四组：易溶组 Na+,NH4+,Mg2+,K+ 第五组：两性组 Al3+,Cr3+,Sb3+,5+,Sn2+,4+ 第六组：氢氧化物组 Fe2+,Fe3+,Bi3+,Mn2+,Hg2+,以未知液分析鉴定为例： 十一种阳离子分析，4学时内完成。 Ag+、

14、Pb2+、Cr3+、Mn2+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Cd2+、Mg2+、Al3+,二、各组阳离子分离鉴定原理,1. 掌握用两酸三碱系统分析法对常见阳离子进行分组分离的原理和方法。 2. 掌握分离、鉴定的基本操作与实验技能。,要求： 1）写好实验预习报告。 2）按实验中提及的11种离子画分离表格，参考P4452，写清楚所加试剂量及浓度，当场交实验报告。 3）目的、简单原理、分离表格，实验现象、结果当场填入分离表（每人样品编号，几号样品、所包含离子）。 4）规定时间(4学时)内完成实验。,实验中阳离子未知液包括：Ag+、Pb2+、Cr3+、Mn2+、Fe3+、Co2+、Ni2+、

15、Cu2+、Cd2+、Mg2+、Al3+等11种离子。 分组情况 第一组：盐酸组 Ag+，Pb2+ 第二组：硫酸组 Pb2+ 第三组：氨合物组 Cu2+，Cd2+，Co2+，Ni2+ 第四组：易溶组 Mg2+ 第五组：两性组 Al3+，Cr3+ 第六组：氢氧化物组 Fe2+，Fe3+， Mn2+,CH3CSNH2(TAA)代替(NH4)2S,两酸三碱系统分组分析法,离子鉴定：采用特征反应,3 molL1 NH4Cl 2d 3% H2O2 3-4d ， 浓NH3.H2O(pH=9-10)， 水浴加热，搅拌，,阳离子试液20滴,6molL1 HCl至沉淀完全，水浴，搅拌,沉淀(盐酸组) AgCl,1

16、molL1 H2SO4 至沉淀完全,溶液,沉淀 PbSO4,溶液,沉淀,溶液 Mg2 + Cd(NH3)42+、Cu(NH3)42+ Ni(NH3)62+、Co(NH3)63+,鉴定Pb,鉴定Ag,Pb2+进入溶液,浓NH3.H2O 过量4-5d，再加热，离心分离,二、常见阳离子分离鉴定步骤,沉淀CdS、CuS、NiS、CoS,溶液Mg2 +,直接鉴定Cu2+、Co2+、Ni2+,沉淀 CuS NiS、CoS （弃去）,溶液Cd2 +,鉴定Mg,鉴定Cd,溶液：Mg2 +、Cd(NH3)42+、Cu(NH3)42+、Ni(NH3)62+、Co(NH3)63+,沸水浴中加热 TAA 5-6滴 搅

17、拌 加热3-5min 离心分离,0.1 molL1 NH4Cl 洗涤沉淀2次 2 molL1 HCl 4-5d（不能过量） 充分搅拌，离心分离,二乙酰二肟 = 丁二酮肟,3% H2O2 3-4d 6 molL1 NaOH15滴 沸水中加热搅拌3-5min 离心分离,沉淀 Fe (OH)3、MnO(OH)2,溶液 AlO2、 CrO42,鉴定Al 、Cr,鉴定Fe 、Mn,沉淀: Al(OH)3 Cr(OH)3 Fe(OH)3 MnO(OH)2,3 molL1 H2SO4 10滴 3% H2O22-3滴 搅拌 加热3-5min 离心分离,沉淀(AgCl),白色沉淀，溶解后又沉淀 证明有Ag,6

18、molL1 NH3.H2O 5-6滴， HNO3酸化,AgCl + 2NH3 = Ag(NH3) + + Cl-,Ag(NH3) + + Cl- + 2H+ = AgCl + 2NH4+,BACK,鉴定Ag,沉淀(PbSO4 ),3 molL1 NH4Ac 5滴，趁热离心分离,溶液 PbAc+,0.1 molL1 K2CrO4 2-3滴,黄色沉淀(PbCrO4)并溶于6molL-1NaOH 溶液,PbAcCrO42- = PbCrO4,BACK,PbSO4+Ac- =PbAc+,鉴定Pb,BACK,试液2-3d HAc酸化 K4Fe(CN)6 1-2d,红棕色沉 淀有Cu2+,试液2-3d HCl酸化 SnCl2 2-3d 丙酮 5-6d 饱和NH4SCN 2-3d,有机层显蓝色有Co2+,试液2-3d 6 molL1 NH3.H2O碱化 (PH=5-10) 丁二酮肟,鲜红色沉淀 有Ni2+,溶液：Cu(NH3)42+、Ni(NH3)62+、Co(NH3)63+,鉴定Cu2+、Co2+、Ni2+,BACK,溶液Mg2 +,溶液Cd2 +,试液数滴 镁试剂 6molL1NaOH至强碱性，搅拌,天蓝色沉淀 有Mg2+,试液数滴 硫代乙酰胺(TAA