无机化学性质实验报告
课程名称：无机化学实验实验名称 ：铜银锌镉汞
一．实验目的。
1. 了解ds 区元素单质及化合物的结构对性质的影响。
2. 掌握ds区元素单质的氧化物或氢化物的性质。
3. 掌握ds区元素单质的金属离子形成配合物的特征。
4. 掌握Cu(Ⅰ)与Cu(Ⅱ)的相互转化条件。
5. 学习ds区元素离子的鉴定。
二．实验原理。
铜银锌镉汞皆是周期系ds区元素。在化合物中，铜银锌镉汞常见的氧化物通常是+2，其中铜和汞也有+1；银的氧化数通常是+1.
1. 蓝色的Cu（OH）2具有两性。Ag+与适量的NaOH反应只能得到Ag2O沉淀，因AgOH极其不稳定，在室温下即可脱水生成Ag2O 。 Ag++2O H -＝＝＝Ag2O＋Ｈ２Ｏ
铜二价与过量的氨水作用可生成深蓝色的四氨合铜配离子，银离子与适量的氨水作用可生成氧化银沉淀，过量时生成无色Ag(NH3)2+配离子。
Hg2+ 、Hg22+与过量氨水反应时，首先生成难溶于水的白色氨基化合物，在没有大量NH4+存在的条件下，氨基化合物不宜形成氨配离子。在有大量NH4+存在的条件下，氨基化合物可溶于氨水形成配离子。
Cu2能在中性或弱碱性环境中与K4[Fe(CN)6] 反应生成红棕色的Cu2【Fe(CN)6】沉淀，可以利用这个反应来鉴定Cu2。
2.锌的氧化物和氢氧化物均显两性。
3镉的氧化物和氢氧化物均显碱性。
4汞一价二价的氧化物和氢氧化物均显碱性。
5．Cu2+ 、Ag+、Zn2+、Cd2+、Hg22+ 、Hg2+溶液中通入H2S都可生成相应的硫化物沉淀，其中ZnS的KSPθ较大，通入H2S是必须控制溶液的pH值。HgS沉淀极难溶，但可溶于过量的Na2S。通常，在实验室中用王水溶解HgS。Hg2S沉淀不稳定，见光即分解为HgS和Hg。
6.在水溶液中 具有一定的氧化性，能氧化I-和SCN-等，白色的Cu2I2 能溶于过量的ＫＩ或ＫＳＣＮ溶液中生成［ＣｕＩ２］－或【Ｃｕ（ＳＣＮ）２】配离子，这两种离子在稀释时由沉淀为 Cu2I2 和 Ｃｕ（ＳＣＮ）２。
在加热的碱性溶液中， Cu2+能氧化醛或糖类，并生成砖红色的Cu2O.
7,在水溶液中银离子有一定的氧化性。在盐溶液中加入过量的氨水，在加热时，能将醛类或某些糖类氧化，本身被还原成银单质，应用这个反应来制备银镜。
8.Zn2+在强碱性溶液中与二苯硫腙反应生成粉红色的螯合物，Cd2+与饱和溶液反应能生成黄色的CdS沉淀。
三．思考题集讨论。
1. 氢氧化铜的性质; ①热稳定性较碱金属的氢氧化物差得多，受热易分解，加热至253k 时脱水转变为CuO;②氢氧化铜溶于氨水可形成铜氨配离子；③氢氧化铜略显两性，即可溶于酸又可溶于浓碱溶液中。
铜主要有+1和+2 两种氧化态，气态时，Cu+的化合物较稳定，在水溶液中中，Cu2+较稳定。
3.银的卤化物的溶解性从氯到碘逐渐减小。氯化银很好溶于氨水中，溴化银很好溶于硫代硫酸钠溶液，碘化银可以溶于KCN溶液中。
4.锌与少量氨水反应生成白色沉淀，与过量氨水生成配合物【Zn(NH3)4】+而显无色。镉与氨水只生成氢氧化镉。
6.在水溶液中，由铜的电势图 EAθ/V Cu2+0.153 Cu+ 0.521 Cu 可知，Eθ右> Eθ左，Cu+转化为Cu2+的趋势很大，经行的很彻底。使Cu2+ 转化为Cu+时，除了还原剂的存在外，还必须有Cu+的沉淀剂或配位剂，以降低溶液中Cu2+的浓度，使之成为难溶物或难解离的化合物，易于转化。
7．用氨水，可由上面实验1、2得到。
第二篇：无机化学实验二十一 ds区元素(铜银锌镉汞)的性质
实验11 ds区元素（铜、银、锌、镉、汞）的性质
一、实验目的
1、掌握铜、锌氢氧化物的酸碱性；
2、掌握铜、银、锌、汞的配合物的生成和性质；
6、掌握铜、银、锌、汞离子的分离与鉴定方法。
二、实验原理
IB IIB
Cu Zn Cu（＋2，＋1） Zn(+2)
Ag Cd Ag（＋1） Cd(+2)
Au Hg Au（＋1，＋3） Hg(+2，＋1)
蓝色的Cu(OH)2呈现两性，在加热时易脱水而分解为黑色的CuO。AgOH在常温下极易脱水而转化为棕色的Ag2O。Zn(OH)2呈两性，Cd(OH)2显碱性，Hg(I, II)的氢氧化物极易脱水而转变为黄色的HgO(II)和黑色的Hg2O(I)。
易形成配合物是这两副族的特性，Cu2+、Ag+、Zn2+、Cd2+与过量的氨水反应时分别生成[Cu(NH3)4]2+、[Ag(NH3)2]+、[Zn(NH3)4]2+、[Cd(NH3)4]2+。但是Hg2+和Hg22+与过量氨水反应时，如果没有大量的NH4+存在，并不生成氨配离子。如：
HgCl2 ＋ 2NH3 ＝ Hg(NH2)Cl↓白＋ 2 NH4Cl
Hg2Cl2 ＋ 2NH3 ＝ Hg(NH2)Cl↓白＋ Hg↓黑＋NH4Cl （观察为灰色）
Cu2+具有氧化性，与I－反应，产物不是CuI2，而是白色的CuI：
Cu2+ ＋ I- ＝ 2CuI↓白 ＋ I2
将CuCl2溶液与铜屑混合，加入浓盐酸，加热可得黄褐色[CuCl2]－的溶液。将溶液稀释，得白色CuCl沉淀：
Cu ＋ Cu2+ ＋ 4Cl－ ＝ 2[CuCl2]－
[CuCl2]－←稀释→CuCl↓白 ＋ Cl－
卤化银难溶于水，但可利用形成配合物而使之溶解。例如：
AgCl ＋ 2NH3 ＝ [Ag(NH3)2]+ ＋ Cl-
红色HgI2难溶于水，但易溶于过量KI中，形成四碘合汞(II)配离子：
HgI2 ＋ 2I- ＝ [HgI4]2－
黄绿色Hg2I2与过量KI反应时，发生歧化反应，生成[HgI4]2－和Hg：
Hg2I2＋ 2I- ＝ [HgI4]2-＋ Hg↓黑
三、实验内容
1、 氧化物的生成和性质
（1） Cu2O的生成和性质
Cu2+ ＋ 2OH- ＝Cu(OH)2↓ 蓝色
Cu(OH)2 ＋ 2OH- = [Cu(OH)4]-2- 蓝色
2[Cu(OH)4]2-＋ C6H12O6 (葡萄糖) ＝Cu2O↓(红) ＋ 4OH-＋C16H12O7＋2H2O
或：2Cu2+ + 5OH- +C6H12O6 = Cu2O↓+ C6H11O7- + 3H2O （须加热）
分析化学上利用此反应测定醛，医学上利用此反应检查糖尿病。由于制备方法和条件的不同，Cu2O晶粒大小各异，而呈现多种颜色黄、橙黄、鲜红或深棕。
红色沉淀Cu2O离心分离后，分为两份：
一份加酸：Cu2O + H2SO4 ＝ Cu2SO4 ＋ H2O＝ CuSO4 ＋ Cu ＋ H2O
一份加氨水：Cu2O＋4NH3?H2O＝2[Cu(NH3)2]+ (无色溶液)＋ 3H2O＋2OH－
2[Cu(NH3)2]+＋4NH3?H2O＋1/2O2 ＝2[Cu(NH3)4]2+ (蓝色溶液)＋2OH-＋3H2O
（2）Ag2O的生成和性质
2Ag+ + 2OH- = Ag2O↓（棕色）+ H2O
Ag2O + 2HNO3 = 2AgNO3 + H2O
Ag2O + 4NH3H2O = 2[Ag(NH3)2]OH + 3H2O
（3）HgO的生成和性质
Hg2+ + 2OH- = HgO↓（黄色） + H2O
HgO + 2HCl = HgCl2 + H2O
HgO + NaOH= 不反应 (HgO碱性)
Hg22++2OH-=Hg↓+HgO↓+H2O （歧化反应）
2、氢氧化物的生成与性质
（1） Cu2+ + 2OH- = Cu(OH)2↓（蓝色絮状）
加热：Cu(OH)2 = CuO↓ (黑色)+ H2O
加酸：Cu(OH)2 + 2H+= Cu2+ + 2 H2O
加浓碱 ：Cu(OH)2 + 2OH- (6M) = [Cu(OH)4]2-
Cu(OH)2两性偏碱，所以需强碱使之生成配离子
（2）Zn2+ + 2OH- = Zn(OH)2↓ (白色)
Zn(OH)2 + 2H+ = Zn2+ + 2 H2O
Zn(OH)2 + 2OH- = Zn(OH)42-
Cd2+＋2OH－＝Cd(OH)2↓白色
Cd(OH)2＋H2SO4 = CdSO4 + H2O (沉淀溶解)
Cd(OH)2 + NaOH (6M)= 不反应 (Cd(OH)2碱性)
3、硫化物的生成与性质
铜、银、锌、镉、汞的硫化物的生成（与饱和硫化氢溶液反应）和溶解性（ZnS白色能溶于稀盐酸，CdS黄色溶于浓盐酸，CuS黑色和Ag2S灰色溶于浓硝酸。HgS黑色溶于王水。
3HgS+12Cl-+2NO3-+8H+=3[HgCl4]2-+3S+2NO+4H2O
4、配合物的生成与性质
（1）Ag的配合物
Ag+ + Cl- →AgCl ↓(白)
Ag++ Br- →AgBr ↓(淡黄)
Ag+ + I- →AgI ↓(黄)
AgCl + NH3 = [Ag(NH3)2]+ + Cl- AgCl+ S2O32- →[Ag(S2O3)2]3- + Cl-
AgBr + S2O32- = [Ag(S2O3)2]3- + Br-
（2）Hg的配合物
① Hg2+ + 2I- = HgI2 （红色沉淀）
HgI2+ 2I- = HgI42- （无色溶液）
②
③ Hg22++ 2I- = Hg2I2 （黄绿色沉淀）
Hg2I2+ 2I- = HgI42- ＋ Hg（黑色粉末）
5、CuX的生成与性质
（1）CuCl的生成与性质
Cu ＋ Cu2+ ＋ 4Cl－ ＝加热＝ 2[CuCl2]- 深棕色
[CuCl2]- ＝稀释＝CuCl↓白 ＋ Cl-
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）。
一份：CuCl ＋ 2NH3＝2[Cu(NH3)2]+ ＋ Cl－
2[Cu(NH3)2]+ ＋ 4NH3?H2O＋1/2O2 ＝ 2[Cu(NH3)4]2+＋2OH-＋3H2O
另一份：CuCl＋ Cl-(浓) ＝ [CuCl2]- 深棕色 若稀释又生成沉淀
（2）CuI的生成与性质
Cu2+ ＋ I- ＝ 2CuI↓白 ＋ I2（棕色）
消除I2干扰：I2 + 2 S2O32- = 2I- + S4O62- (注意应严格控制S2O32-的用量)
CuI ＋ I－(饱和) ＝ [CuI2]－ 刚好使沉淀溶解，加水稀释时反应逆转又析出CuI。
CuI + KSCN === CuSCN↓（白色或灰白色）+ KI
CuSCN + SCN- === [Cu(SCN)2]- 加水稀释时反应逆转又析出CuSCN。
6、Hg（II）和Hg（I）的转化
Hg2+ + Hg=Hg22+ (注意Hg的取用，回收)
Hg22+ ＋ Cl- ＝ Hg2Cl2↓（白色）
Hg2（NO3）2 + 2 NH3H2O = HgNH2NO3↓（白色） + Hg↓（黑色）+ NH4NO3 + 2H2O
Hg2+和Hg22+与过量氨水反应时，如果没有大量的NH4＋存在，并不生成氨配离子
7、离子鉴定
（1）Cu2+离子的鉴定
（弱酸性或中性介质）
2Cu2+ + [Fe（CN）6]4- = Cu2 [Fe(CN)6] ↓ （红棕色沉淀）
Cu2 [Fe(CN)6] +8NH3 = 2[Cu(NH3)4]2++ [Fe(CN)6]4-
（2）Ag+的鉴定
Ag+ + Cl- = AgCl（白色沉淀）
AgCl + 2 NH3H2O = [Ag(NH3)2]Cl + 2H2O
[Ag(NH3)2] Cl + 2HNO3 = AgCl↓+ 2NH4NO3
（3）Zn2＋的鉴定
① 中性或弱酸性介质下
Zn2+ + Hg（SCN）42- = Zn[Hg（SCN）4] （白色沉淀）
②
（4）Hg2+的鉴定
2HgCl2 + SnCl2 = SnCl4 + Hg2Cl2↓（白色沉淀）
Hg2Cl2 + SnCl2 = SnCl4 +2Hg↓（黑色沉淀）
四、注意事项
1、 本实验涉及的化合物的种类和颜色较多，需仔细观察。
2、 涉及汞的实验毒性较大，做好回收工作。
五、思考题：
1．Cu(I)和Cu(II)稳定存在和转化的条件是什么？
Cu(I)在水溶液中不稳定，Cu2+ 0.158 Cu+ 0.522 Cu，易歧化。在有机溶剂和生成沉淀或某些配合物时可以稳定存在。
Cu2+ ＋ I－ ＝ 2CuI↓白 ＋ I2
CuI ＋ I－(饱和) ＝ [CuI2]－
转化：Cu(I)－Cu(II)：水中歧化Cu2O＋4H＋ ＝ Cu2+ ＋ Cu
Cu(II)－Cu(I)：加入沉淀剂或配位剂
Cu ＋ Cu2+ ＋ 4Cl－ ＝ 2[CuCl2]－
Cu2+ ＋ I－ ＝ 2CuI↓白 ＋ I2
2．在AgNO3中加入NaOH为什么得不到AgOH？
AgOH不稳定，易失水变成Ag2O
3．用平衡移动原理说明在Hg2(NO3)2溶液中通入H2S气体会生成什么沉淀？
Hg22＋ ＝ Hg2+＋Hg 歧化反应
加入H2S气体，会发生 Hg2＋ ＋ H2S＝HgS ＋ 2 H＋ Ksp(HgS)=4×10－53 ，会促进歧化反应的进行。