实验4 ds区重要化合物的性质

实验目的

1 掌握Cu2+、Ag+、Zn2+、Cd2+、Hg2+、Hg22+与NaOH和NH3·H2O的反应； 2 掌握上述离子的重要配合物及其性质。

3 掌握Cu（Ⅰ）和Cu（Ⅱ）；Hg（Ⅰ）和Hg（Ⅱ）的相互转化条件。 4 掌握Cu2+、Ag+、Zn2+、Hg2+的鉴定反应。

实验原理

ds区重要化合物性质简介

1. Cu2+、Ag+、Zn2+、Cd2+、Hg2+、Hg22+与NaOH、NH3·H2O和KI的反应

表4-1 ds区重要化合物的性质之一 试剂 离子 适量NaOH 过量NaOH 适量NH3·H2O

过量NH3·H2O 适量KI 过量KI Cu 2+Cu(OH)2↓(浅蓝色) Ag2O↓ (暗棕) Zn(OH)2↓(白色) Cd(OH)2↓(白色) HgO↓(黄) HgO+Hg↓(黑) [Cu(OH)4]2- (需浓碱) (亮蓝色) 不变 [Zn(OH)4]2- （无色） 不变 不变 不变 碱式盐↓ （浅蓝） Ag2O↓ Zn(OH)2↓ Cd(OH)2↓ Hg(NH2)Cl↓(白色) Hg(NH2)Cl↓+Hg↓(黑)

[Cu(NH3)4]2+ (深蓝色) [Ag(NH3)2]+ (无色) [Zn(NH3)4]2+ （无色） [Cd(NH3)4]2+ (无色) 不变 不变 CuI↓+I2 (白色) AgI↓ (黄) _ _ HgI2↓(棕红) Hg2I2↓ (浅绿) 不变 Ag Zn Cd Hg Hg2 2+2+2+2++不变 _ _ [HgI4]2-(无色) [HgI4]2- +Hg↓(黑) 2.Cu(I)与Cu(II)的相互转化 铜的电势图：

0.521uCu Cu C2+0.153+?A?/V

（1）Cu+自动歧化成Cu2+和Cu，在溶液中不能存在。Cu(I)只能存在于难溶的化合物（例如Cu2O、Cu2S、CuCl等）或难解离的配合物（例如[Cu(CN)2]等）中。

（2）若使Cu(II)转变成Cu(I)，除加还原剂外，还应使Cu(I)生成难溶物或配合物。 例如在热的浓HCl或NaCl－HCl体系中，用Cu粉还原CuCl2, 可得到[CuCl2]离子，用水稀释就得到难溶性的CuCl：

Cu2+(蓝色)+Cu+4Cl-→2[CuCl2]-(无色) ——加热条件 2[CuCl2]- →2CuCl↓(白色)+2Cl- ——溶液稀释 总反应为：Cu2++Cu+2Cl-→2CuCl↓

反应之所以能够进行，是因为[CuCl2]或CuCl中，Cu+浓度降低，使得?（Cu2+/Cu+） 升

－

－

－

高，?(Cu+/Cu)下降，最终使二者大小的顺序颠倒过来，使反歧化反应得以进行。例如：

0.170.51uCl CCu Cu2+?A?/V

3.Hg(I)和Hg(II)的相互转化 汞的电势图：

0.9200.7973Hg Hg2 Hg

2+2+?A?/V

（2）

Hg22+不会自动歧化，在溶液中能稳定存在，并且可用金属汞直接还原Hg(II)化合物来制备Hg(I)化合物。

（2）使Hg(I)转变成Hg(II)，除可用氧化方法外，还可利用Hg22+的歧化。当Hg2+形成难溶物或难解离的配合物时，Hg2+的浓度就会降低，造成?(Hg2+/Hg22+)数值下降，当它数值低于0.7973V时，Hg22+歧化反应就能发生。例如:

Hg2Cl2+2NH3?H2O→Hg(NH2)Cl↓+Hg↓+NH4Cl+2H2O

2Hg2(NO3)2+4NH3?H2O→HgO?NH2HgNO3↓+2Hg↓+3NH4NO3+3H2O Hg22++S2-→HgS↓+Hg↓

Hg22++2OH-→HgO↓+Hg↓+H2O Hg2I2+2I-→[HgI4]2-+Hg

4. Cu2+、Ag+、Zn2+、Hg2+ 鉴定反应

Cu2+ 加黄血盐，产生红棕色沉淀：

2Cu2++[Fe(CN)6]4-→Cu2[Fe(CN)6]↓

Ag+ 见Cl。

－

Zn2+ 强碱性介质中，加二苯硫腙，水层呈粉红色。 Hg2+ 见Sn2+。

仪器和药品

仪器：试管、离心试管、试管夹、点滴板、滴管、烧杯、酒精灯、离心机等。

药品：CuSO4（0.1mol/L）、AgNO3（0.1mol/L）、CuCl2（0.1mol/L）、ZnSO4（0.1mol/L）、

CdSO4（0.1mol/L）、Hg(NO3)2（0.1mol/L）、Hg2(NO3)2（0.1mol/L）、Na2S2O3（0.1mol/L）、（NH4）2S（0.1mol/L）、NH4Cl（0.1mol/L）、NaCl（0.1mol/L、饱和）、KBr l（0.1mol/L）、KI l（0.1mol/L）、Pb2(NO3) l（0.1mol/L）、HCl（2、6mol/L、浓）、NH3HO2（2、6mol/L）、NaOH（2、6mol/L、40%）、K4[Fe(CN)6]（0.1mol/L）、二苯硫腙、淀粉溶液；

浓度均为0.1mol/L的Zn3+、Cd2+、Hg2+混合溶液；浓度均为0.1mol/L AgNO3、ZnSO4、CdSO4 、Hg(NO3)2、Hg2(NO3)2溶液，分别贴标签为1-5。

实验步骤

1．氢氧化物的生成和性质

（1）制备少量的Cu(OH)2沉淀，观察沉淀的颜色。将沉淀分盛于三支试管中，在一支试管中加入2mol/L的HCl，在一支试管中加6mol/L的NaOH，将另一支试管加热，观察现象。写出离子反应方程式。

（2）制备Zn(OH)2沉淀，通过试验证明他是两性氢氧化物，观察现象，写出离子反应方程式。 （3）在四支试管中分别加入少量的AgNO3、CdSO4、Hg(NO3)2、Hg2(NO3)2溶液，再分别滴加2mol/L的NaOH, 观察每个沉淀的颜色。继续加过量的6mol/L的NaOH溶液，观察沉淀是否溶解。写出离子反应方程式。

根据实验结果对Cu(II)、Ag(I)、Hg(II)氢氧化物的热稳定性作出结论。 2．配合物的生成和性质 （1） 氨合物的生成和性质

1) 在三支试管中分别加入少量的CuSO4、ZnSO4、CdSO4溶液，再分别滴加2mol/L的NH3?H2O(不要过量)，观察沉淀颜色。再继续加入过量的6mol/L的NH3?H2O ，观察现象。保留[Cu(NH3)4]2+作下面实验用。写出离子反应方程式。

2) 在两支试管中分别加入少量Hg(NO3)2、Hg2(NO3)2溶液，分别滴加NH3?H2O至过量，观察现象。写出离子反应方程式。

3) 取所制取的[Cu(NH3)4]2+溶液分盛于3支试管，在一支试管中加入2滴2mol/L的NaOH，另一支试管中加入2滴0.2mol/L 的Na2S, 在第3支试管中逐滴加入2mol/L的HCl，观察现象，写出离子反应方程式。 （2） 银的配合物

1) 制取少量的AgCl沉淀，分盛于两支试管。在一支试管中加入2mol/L的NH3?H2O ，另一支试管中加入0.1mol/L的Na2S2O3溶液，观察AgCl沉淀溶解情况。写出对应离子反应方程式。

2) 制取少量的AgBr和AgI沉淀，按照○1的实验方法试验它们在NH3?H2O和Na2S2O3溶液中的溶解情况。写出对应离子反应方程式。 根据实验结果，对AgX的溶解情况作出结论。 （3） 汞的配合物

1) 取0.1mol/L的Hg(NO3)2溶液2滴（切勿多取），滴加几滴0.1mol/L的KI溶液，观察沉淀的颜色，继续加入过量的KI溶液，观察现象。写出离子反应方程式。 2) 在1)中所得的溶液中，加入数滴40%的NaOH溶液，即制得奈斯勒试剂。

在点滴板上加1滴NH4Cl溶液，再加1~2滴自制的奈斯勒试剂，观察现象，写出离子反应方程式

3) 用0.1mol/L的Hg2(NO3)2作与1)同样的试验。观察现象并写出离子反应方程式。比较1)和3)实验，与KI反应时，Hg(NO3)2和Hg2(NO3)2有何不同？ 3．卤化亚铜的生成 （1） CuCl的生成和性质

取少量的Cu粉，加入1mol/L的CuCl2溶液10滴，饱和NaCl溶液8滴和2滴浓HCl，小火加热至溶液近似无色，停止加热。把溶液全部倒入盛有约50mL水的小烧杯中（注意剩余的铜粉不要倒入烧杯），观察白色沉淀的生成。

在二支试管中分别加入2mol/L的NH3?H2O和浓HCl,用滴管排出空气后插入小烧杯底部吸取少许CuCl沉淀，再插入NH3?H2O或浓HCl底部后放出CuCl，观察CuCl与NH3?H2O和浓HCl的反应。写出对应的离子反应方程式。 （2） CuI的生成

取0.1mol/L的CuSO4溶液0.5mL，滴加0.1mol/L的KI溶液，离心分离。取出1滴清液，用蒸馏水稀释后，加淀粉溶液检验溶液中是否有I2生成。洗涤沉淀，观察沉淀的颜色。写出离子反应方程式。

4．分离并鉴定Zn2+、Cd2+、Hg2+的混合液