過(guò)渡族元素（二）

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/span> 

1. 掌握銅、銀、鋅、鎘、汞氧化物和氫氧化物的性質(zhì)。 

2. 掌握銅() Ⅰ與銅()Ⅱ之間、汞()Ⅰ與汞()Ⅱ之間的轉(zhuǎn)化反應(yīng)及條件。 

3. 了解銅、銀、鋅、鎘、汞硫化物的生成與溶解。 

4. 掌握銅()Ⅰ、銀、汞鹵化物的溶解性。 

5. 掌握銅、銀、鋅、鎘、汞配合物的生成與性質(zhì)。 

6. 學(xué)習(xí)Cu2+、Ag+、Zn2+、Cd2+、Hg2+的鑒定方法。 

實(shí)驗(yàn)原理：  

銅和銀是周期系第BⅠ族元素，價(jià)層電子構(gòu)型分別為3d104s1和4d105s1。銅的重要氧化值為+1和+2，銀主要形成氧化值為+1的化合物。 

鋅、鎘、汞是周期系第BⅡ族元素，價(jià)層電子構(gòu)型(n-1)d10ns2，它們都形成氧化值為+2的化合物，汞還能形成氧化值為+1的化合物。 

Zn(OH)2是兩性氫氧化物。Cu(OH)2兩性偏堿，能溶于較濃的NaOH溶液。Cu(OH)2的熱穩(wěn)定性差，受熱分解為CuO和H2O。Cd(OH)2是堿性氫氧化物。AgOH，Hg(OH)2，Hg2(OH)2都很不穩(wěn)定，極易脫水變成相應(yīng)的氧化物，而Hg2O也不穩(wěn)定，易歧化為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+能與I-反應(yīng)生成CuI和I2；[Cu(OH)4]2-和[Ag(NH3)2]+都能被醛類(lèi)或某些糖類(lèi)還原，分別生成Ag和Cu2O；HgCl2與SnCl2反應(yīng)用于Hg2+或Sn2+的鑒定。 

水溶液中的Cu+不穩(wěn)定，易歧化為Cu2+和Cu。CuCl和CuI等Cu()Ⅰ的鹵化物難溶于水，通過(guò)加合反應(yīng)可分別生成相應(yīng)的配離子[CuCl2]-和[CuI2]-等，它們?cè)谒芤褐休^穩(wěn)定。CuCl2溶液與銅屑及濃HCl混合后加熱可制得[CuCl2]-，加水稀釋時(shí)會(huì)析出CuCl沉淀。 

Cu2+與K4[Fe(CN)6]在中性或弱酸性溶液中反應(yīng)，生成紅棕色的Cu2[Fe(CN)6]沉淀，此反應(yīng)用于鑒定Cu2+。 

Ag+與稀HCl反應(yīng)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。利用這一系列反應(yīng)可以鑒定Ag+。 

當(dāng)加入相應(yīng)的試劑時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)下列依次的轉(zhuǎn)化： 

  [Ag(NH3)2]+→AgBr(s)→[Ag(S2O3)2]3-→AgI(s)→[Ag(CN)2]-→Ag2S(s) 

AgCl，AgBr，AgI等也能通過(guò)加合反應(yīng)分別生成[AgCl2]-，[AgBr2]-，[AgI2]-等配離子。 

Cu2+，Ag+，Zn2+，Cd2+，Hg2+與飽和H2S溶液反應(yīng)都能生成相應(yīng)的硫化物。ZnS能溶于稀HCl。CdS不溶于稀HCl，但溶于濃HCl。利用黃色CdS的生成反應(yīng)可以鑒定Cd2+。CuS和Ag2S溶于濃HNO3。HgS溶于王水。 

Cu2+，Cu+，Ag+，Zn2+，Cd2+，Hg2+都能形成氨合物。[Cu(NH3)2]+是無(wú)色的，易被空氣中的O2氧化為深藍(lán)色的[Cu(NH3)4]2+。Cu2+，Ag+，Zn2+，Cd2+，Hg2+與適量氨水反應(yīng)生成氫氧化物、氧化物或堿式鹽沉淀，而后溶于過(guò)量的氨水(有的需要有NH4Cl 存在)。 

Hg22+在水溶液中較穩(wěn)定，不易歧化為Hg2+和Hg。但Hg22+與氨水、飽和H2S或KI溶液反應(yīng)生成的Hg()Ⅰ化合物都能被歧化為Hg()Ⅱ的化合物和Hg。例如：Hg22+與I-反應(yīng)成Hg2I2，當(dāng)I-過(guò)量時(shí)則生成[HgI4]2-和Hg。 

在堿性條件下，Zn2+與二苯硫腙反應(yīng)生成粉紅色的螯合物，此反應(yīng)用于鑒定Zn2+。 

儀器、藥品及材料 

儀器：點(diǎn)滴板、水浴鍋 

藥品： 

酸：HNO3(2.0mol·L-1，濃)，HCl(2.0mol·L-1，6.0mol·L-1，濃)，HAc(2.0mol·L-1)，H2SO4(2.0mol·L-1)， H2S(飽和) 

堿：NaOH(2.0mol·L-1，6.0mol·L-1，40%)，NH3·H2O(2.0mol·L-1，6.0mol·L-1) 

鹽： KNCS(0.1mol·L-1，飽和)，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)  

固體：銅屑 

其它：10%葡萄糖，淀粉溶液，二苯硫腙的CCl4溶液 

材料：Pb(Ac)2試紙 

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 

1. 銅、銀、鋅、鎘、汞的氫氧化物或氧化物的生成和性質(zhì) 

在5支試管中分別加幾滴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，觀察現(xiàn)象。將每個(gè)試管中的沉淀分為兩份，分別檢驗(yàn)其酸堿性。寫(xiě)出有關(guān)的反應(yīng)方程式。 

2. Cu()Ⅰ化合物的生成和性質(zhì) 

（1）取幾滴0.1mol·L-1 CuSO4溶液，滴加6.0mol·L-1 NaOH溶液至過(guò)量，再加入10%葡萄糖溶液，搖勻，加熱至沸，觀察現(xiàn)象。離心分離，棄去清液，將沉淀洗滌后分為兩份，一份加入2.0mol·L-1 H2SO4溶液，另一份加入6.0mol·L-1 NH3·H2O溶液，靜置片刻，觀察現(xiàn)象。寫(xiě)出有關(guān)的反應(yīng)方程式。 

（2）取1.0mol·L-1 CuCl2溶液1mL，加1mL濃HCl和少量銅屑，加熱至溶液呈泥黃色，將溶液倒入另一支盛有去離子水的試管中(將銅屑水洗后回收)，觀察現(xiàn)象。離心分離，將沉淀洗滌后分為兩份，一份加入濃HCl，另一份加入2mol·L-1 NH3·H2O溶液，觀察現(xiàn)象。寫(xiě)出有關(guān)的反應(yīng)方程式。 

（3）取幾滴0.1mol·L-1 CuSO4溶液，滴加0.1mol·L-1KI溶液，觀察現(xiàn)象。離心分離，在清液中加1滴淀粉溶液，觀察現(xiàn)象。將沉淀洗滌兩次后，滴加2mol·L-1 KI溶液，觀察現(xiàn)象，再將溶液加水稀釋?zhuān)^察有何變化。寫(xiě)出有關(guān)的反應(yīng)方程式。 

3. Cu+的鑒定 

在點(diǎn)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，觀察現(xiàn)象。寫(xiě)出反應(yīng)方程式。 

4. Ag()Ⅰ系列實(shí)驗(yàn) 

取幾滴0.1mol·L-1 AgNO3溶液，選用適當(dāng)?shù)脑噭?/span>Ag+開(kāi)始，依次經(jīng)AgCl(s)，[Ag(NH3)2]+，AgBr(s)，[Ag(S2O3)2]3-，AgI(s)，[AgI2]-后到Ag2S的轉(zhuǎn)化。觀察現(xiàn)象，寫(xiě)出有關(guān)的反應(yīng)方程式。 

5. 銀鏡反應(yīng) 

在一支干凈的試管中加入0.1mol·L-1 AgNO3溶液1mL，滴加2.0mol·L-1 NH3·H2O溶液至生成的沉淀剛好溶解，加10%葡萄糖溶液2mL，放在水浴中加熱片刻，觀察現(xiàn)象。然后倒掉溶液，加2.0mol·L-1 HNO3溶液使銀溶解后回收。寫(xiě)出有關(guān)的反應(yīng)方程式。 

6. 銅、銀、鋅、鎘、汞硫化物的生成和性質(zhì) 

在6支試管中分別加入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，再各滴加飽和H2S溶液，觀察現(xiàn)象。離心分離，試驗(yàn)CuS和Ag2S在濃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. 銅、銀、鋅、鎘、汞氨合物的生成 

在6支試管中分別加幾滴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溶液至過(guò)量(如果沉淀不溶解，再加1mol·L-1 NH4Cl溶液)，觀察現(xiàn)象。寫(xiě)出有關(guān)的反應(yīng)方程式。 

8. 汞鹽與KI的反應(yīng) 

（1）取2滴0.1mol·L-1 Hg(NO3)2溶液，逐滴加入0.1mol·L-1 KI溶液至過(guò)量，觀察現(xiàn)象。然后加幾滴6.0mol·L-1 NaOH溶液和1滴1.0mol·L-1 NH4Cl溶液，觀察有何現(xiàn)象。寫(xiě)出有關(guān)的反應(yīng)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，觀察現(xiàn)象。寫(xiě)出有關(guān)的反應(yīng)方程式。 

9.  Zn2+的鑒定 

取0.1mol·L-1 Zn(NO3)2溶液2滴，加幾滴6.0mol·L-1 NaOH溶液，再加0.5mL二苯硫腙的CCl4溶液，搖蕩試管，觀察水溶液層和CCl4層顏色的變化。寫(xiě)出反應(yīng)方程式。 

10. 混合離子的分離與鑒定 

試設(shè)計(jì)方法，分離、鑒定下列混合離子： 

（1）Cu2+，Ag+，Fe3+； 

（2）Zn2+，Ni2+，Ba2+。 

圖示分離和鑒定步驟，寫(xiě)出現(xiàn)象和有關(guān)的反應(yīng)方程式。 

思考題 

1. CuI能溶于飽和KNCS溶液，生成的產(chǎn)物是什么？將溶液稀釋后會(huì)生成什么沉淀？  

2. Ag2O能否溶于2mol·L-1NH3·H2O溶液？ 

3. 用K4[Fe(CN)6]鑒定Cu2+的反應(yīng)在中性或酸性溶液中進(jìn)行，若加入NH3·H2O或NaOH溶液會(huì)發(fā)生什么反應(yīng)？ 

4. AgCl，PbCl2，Hg2Cl2都不溶于水，如何將它們分離開(kāi)？