實驗十二ds區區元元素素一、實驗目的了解銅、銀、鋅、鎘、汞的氧化物、氫氧化物的生成和性質了解銅、鋅、鎘、汞的配合物的形成和性質試驗并掌握Cu(I)、Cu(II)重要化合物的性質及相互轉化的條件二、實驗原理1.ds區元素的通性ds區元素包括周期表中的B族(Cu、Ag、Au)和B族(Zn、Cd、Hg)，價電子構型為（n-1）d10ns1-2。由于它們的d亞層剛好排滿10個電子，而最外層構型又和s區相同，故稱為ds區.ds區元素具有可變的氧化態，可呈現+1、+2氧化態。它們的鹽類很多是共價型化合物，由于它們離子的電子層結構中都具有空軌道，所以它們都能與許多配體形成配合物。不溶Cd(NH3)42+Zn(NH3)42+Ag(NH3)2+Cu(NH3)42+NH3H2O(過量)HgI2(紅)CdI2ZnI2AgICuII-(適量)HgI42-CdI42-ZnI42-AgI2-AgI43-CuI2-I-(過量)HgNH2NO3（白）Cd(OH)2(白)Zn(OH)2(白色)Ag2O(褐)Cu2(OH)2SO4(淺藍)NH3H2O(適量)HgS（黑）CdS（黃）ZnS(白）Ag2S(褐)CuS（黑）Na2S不溶不溶Zn(OH)42-不溶Cu(OH)42-NaOH(過量)HgO（黃）Cd(OH)2（白）Zn(OH)2(白色)Ag2O(褐)Cu(OH)2(藍)NaOH(適量)Hg(NO3)2CdSO4ZnSO4AgNO3CuSO4典型化合物+2,+1+2+2+1,+2+2,+1價態HgCdZnAgCu元素三、實驗內容1.ds區元素氫氧化物的制備和性質注意：注意掌握所用堿的濃度和用量(適量或過量)生成的沉淀應離心去除上清液并洗滌后再與酸或堿反應總結ds區元素形成氫氧化物顏色的不同及在酸或堿中的溶解情況（1）氫氧化銅和氧化銅的生成和性質Cu2+2OHCu(OH)2藍色絮狀沉淀Cu(OH)2H2SO4=CuSO4+H2O沉淀溶解，得淺藍色溶液Cu(OH)22NaOH(濃)=Na2Cu(OH)4沉淀溶解，得深藍色溶液Cu(OH)2CuO黑色H2O條件：80-90加熱小結：Cu(OH)2兩性偏堿，所以需強堿使之生成配離子。CuO堿性氧化物2.ds區元素離子與氨水的反應注意：前后兩次所用氨水濃度的不同；注意氨水要逐滴加入，同時振蕩試管，觀察沉淀的生成或溶解；沉淀應先離心去掉上清液后再滴加濃氨水。Cu2+SO422NH32NH4Cu2(OH)2SO4淺藍色（氨水量少）Cu2(OH)2SO48NH32Cu(NH3)42+SO422OH深藍色(氨水過量)A：Cu(NH3)42+4HCu2+4NH4B：Cu(NH3)42+2OH4NH3Cu(OH)2藍色Cu(OH)2CuO黑色H2O加熱下3.ds區元素離子與I-的反應注意：嚴格控制用量為2滴；前后兩次所用KI濃度的不同；沉淀應先離心去掉上清液后再滴加飽和KI；注意回收各溶液特別是汞。Cu(II)的氧化性：Cu2+I2CuI白I2（用淀粉溶液檢驗）Cu(I)的配位性：CuII(飽和)CuI2沉淀溶解，但加水稀釋時反應逆轉又析出CuI。4.Cu+與Cl-形成的化合物在試管中加入2ml1mol/L的CuCl2溶液，再加入1ml濃HCl和豆粒大的銅粉，用棉花堵住試管口，加熱并不斷振蕩至溶液呈泥黃色或無色，將清液分成兩份，分別稀釋20倍，試驗沉淀與氨水和濃HCl的作用。CuCu2+4Cl2CuCl2深棕色稀釋20倍：CuCl2CuCl白ClCuCl2NH32Cu(NH3)2+Cl(無色溶液）2Cu(NH3)2+4NH3H2O1/2O22Cu(NH3)42+2OH3H2O藍色溶液CuClCl(濃)CuCl2深棕色，稀釋又生成沉淀注:CuCl2在很濃的溶液中顯黃綠色（CuCl4配離子），濃溶液中顯綠色，在稀溶液中顯藍色（Cu(H2O)62配離子）。5.制作銀鏡于仔細洗凈的試管中加入2ml的0.1mol/L硝酸銀，滴加2mol/L氨水至形成的沉淀剛好溶解為止。然后加入數滴10%的葡萄糖溶液，搖勻后靜止于水浴中加熱（能否加熱至沸？），觀察銀鏡的形成。銀鏡反應是鑒定含醛基物質具有的特征反應。Ag+NH3=Ag(NH3)2+（土倫試劑）2Ag(NH3)2+RCHO=2Ag+RCOONH4+H2O+3NH3oAg+/Ag=0.799VoAg(NH3)2+/Ag=0.373V廣泛應用于電鍍工業和電鍍技術等。為使銀鏡反應能一次成功，實驗中應注意以下問題：（1）試管必須潔凈，這是實驗成敗的關鍵之一。只有在潔凈的試管內壁才能析出均勻、光滑、明亮的銀鏡。不潔凈的試管，只能生成黑色疏松銀的沉淀。（2）不能加入過量的氨水，否則不僅試劑會失去靈敏性，而且加入醛后，還容易產生雷酸銀（AgOCN），雷酸銀受熱或撞擊能引起爆炸。（3）銀氨溶液必須隨配隨用，不可久置。如果久置析出疊氮化銀（AgN3）、氮化銀（Ag3N）、亞氨基化銀（Ag2NH）等爆炸性的沉淀物質。這些沉淀物質即使用玻璃棒摩擦也會分解而發生猛烈的爆炸。因此，實驗結束時，應及時清理掉過剩的銀氨溶液，以防止事故發生。（4）硝酸銀和氨水的濃度不能高，一般以2為宜，最高不超過5。（5）必須在水浴中加熱，不能用酒精燈直接加熱，否則也有可能產生容易爆炸的雷酸銀。（6）銀鏡反應必須在微堿性溶液中進行，pH一般應控制在910。但不能呈強堿性，因在強堿性條件下，銀氨溶液本身也可得到光亮的銀鏡，無需含醛基化合物。銀氨溶液存在如下平衡：2OH-2Ag(NH3)2+Ag2O+4NH3H2O該平衡在強堿性和加熱條件下，都有利于Ag2O的生成，而Ag2O易分解形成銀鏡。（7）銀氨溶液和含醛基物質混合后要立即輕微振蕩試管，混合搖勻后再放入水浴里加熱。加熱時不能搖動試管，否則得不到光亮的銀鏡，而是產生黑色疏松銀的沉淀。（8）實驗完畢應立即將試管中的廢液傾去，管內壁銀鏡可加入一些稀硝酸加熱即可除去，然后將試管用水沖洗。反應后的廢液要及時處理，不可久置。6.設計實驗（1）用下述溶液試驗“Ag+反應序”，記錄現象，求算有關反應平衡常數。（課堂提問）AgNO3、NaCl、NH3H2O、KBr、Na2S2O3、KI、Na2S提示：Ksp：AgClAgBrAgIAg2SK穩：AgCl2-Ag(NH3)2+Ag(S2O3)23-Ag(CN)2-（2）分離并鑒定Cu2+、Ag+、Fe3+(替換Fe2+)、Al3+、Ba2+。（課堂提問）四、汞的貯存和使用（1）貯汞瓶用壁后堅固的瓶，上面用水封，且汞和其上的水總體積不大于瓶總容積的3/4；（2）放在陰涼0以上的地方貯存；（3）取用時盛汞的瓶子放在搪瓷盤中；（4）用帶鉤的長滴管取用；（5）汞不小心灑落后，先盡可能收集，其次用鋅片接觸