青海大学无机化学第五章d区元素(二)剖析
d区元素的无机化学实验(手打)

d区元素的无机化学实验d区元素位于长周期表中第4、5、6周期的中部,从ⅢB到ⅧB共8个纵行。
d区过渡元素在原子结构上的共同特点是:最后一个电子填充到d轨道上,而且次外层轨道尚未充满。
他们的价电子构型为(n-1)d0~10ns0~2。
由于d区元素的电子层结构与主族元素差别较大,决定了他们和主族元素的性质差别明显。
一、实验目的1.试验并掌握二价铁、钴、镍的氢氧化物及配合物的生成和性质2.学习和掌握M(Ⅲ)的氧化性及其变化规律3.学习和掌握M(Ⅱ)的氧化性及其变化规律4.学习掌握Fe2+、Fe3+、Co2+、Ni2+等离子的鉴定方法5. 试验并掌握钛、钒、铬、锰主要氧化态化合物的氧化还原性,难溶铬酸盐的生成和溶解,以及铬的鉴定二、仪器与试剂离心机,瓷坩埚,坩埚钳,泥三角;KI淀粉试纸,PH试纸;FeSO4·7H2O(s),KSCN(s),Cu(s),NH4VO3(s),锌粒(s),NaBiO3(s),MnO2(s),2 mol/L H2SO4,2 mol/L HCl,6 mol/L HCl,浓HCl,浓硫酸,6 mol/L HNO3,饱和H2S,2 mol/L NaOH,6 mol/L NaOH,2 mol/L NH3·H2O,6 mol/L NH3·H2O,3% H2O2,1 mol/LNa2S,0.5mol/LNaNO2,0.1 mol/L CrCl3,0.1 mol/L K2Cr2O7,0.1 mol/L BaCl2,0.1 mol/LPbNO3,0.1 mol/L AgNO3,0.1 mol/L Na2SO3,0.1mol/L MnSO4,0.1 mol/L Fe(NO3)3,1 mol/L NH4Cl,0.1 mol/L FeCl3,0.1 mol/LCoCl2,0.5mol/LCoCl2,0.1 mol/L FeSO4,碘水,溴水,丁二酮肟,丙酮,淀粉溶液,TiOSO4溶液。
大学《无机化学》知识点总结

无机化学第一章:气体第一节:理想气态方程1、气体具有两个基本特性:扩散性和可压缩性。
主要表现在:⑴气体没有固定的体积和形状。
⑵不同的气体能以任意比例相互均匀的混合。
⑶气体是最容易被压缩的一种聚集状态。
2、理想气体方程:nRT PV = R 为气体摩尔常数,数值为R =11--⋅⋅K mol J3、只有在高温低压条件下气体才能近似看成理想气体。
第二节:气体混合物 !1、对于理想气体来说,某组分气体的分压力等于相同温度下该组分气体单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力。
2、Dlton 分压定律:混合气体的总压等于混合气体中各组分气体的分压之和。
3、(0℃= STP 下压强为 = 760mmHg = 76cmHg)第二章:热化学第一节:热力学术语和基本概念1、 系统与环境之间可能会有物质和能量的传递。
按传递情况不同,将系统分为: …⑴封闭系统:系统与环境之间只有能量传递没有物质传递。
系统质量守恒。
⑵敞开系统:系统与环境之间既有能量传递〔以热或功的形式进行〕又有物质传递。
⑶隔离系统:系统与环境之间既没有能量传递也没有物质传递。
2、 状态是系统中所有宏观性质的综合表现。
描述系统状态的物理量称为状态函数。
状态函数的变化量只与始终态有关,与系统状态的变化途径无关。
3、 系统中物理性质和化学性质完全相同而与其他部分有明确界面分隔开来的任何均匀部分叫做相。
相可以由纯物质或均匀混合物组成,可以是气、液、固等不同的聚集状态。
4、 化学计量数()ν对于反应物为负,对于生成物为正。
5、反应进度νξ0)·(n n sai k et -==化学计量数反应前反应后-,单位:mol第二节:热力学第一定律 0、 : 1、 系统与环境之间由于温度差而引起的能量传递称为热。
热能自动的由高温物体传向低温物体。
系统的热能变化量用Q 表示。
若环境向系统传递能量,系统吸热,则Q>0;若系统向环境放热,则Q<0。
无机化学实验报告-D

无机化学实验报告-DS区元素实验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 IIBCu 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Ag 2O 。
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Hg 2O(I)。
易形成配合物是这两副族的特性,Cu 2+、Ag +、Zn 2+、Cd 2+与过量的氨水反应时分别生成[Cu(NH 3)4]2+、[Ag(NH 3)2]+、[Zn(NH 3)4]2+、[Cd(NH 3)4]2+。
但是Hg 2+和Hg 22+与过量氨水反应时,如果没有大量的NH 4+存在,并不生成氨配离子。
如:HgCl 2 + 2NH 3 = Hg(NH 2)Cl↓白+ 2 NH 4Cl Hg 2Cl 2 + 2NH 3 = Hg(NH 2)Cl↓白+ Hg↓黑+NH 4Cl(观察为灰色)Cu 2+具有氧化性,与I -反应,产物不是CuI 2,而是白色的CuI :Cu2++ I - = 2CuI↓白 + I 2将CuCl 2溶液与铜屑混合,加入浓盐酸,加热可得黄褐色[CuCl 2]-的溶液。
将溶液稀释,得白色CuCl 沉淀:Cu + Cu2++ 4Cl - = 2[CuCl 2]-[CuCl 2]-←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 + 2NH 3 = [Ag(NH 3)2]++ Cl -红色HgI 2难溶于水,但易溶于过量KI 中,形成四碘合汞(II)配离子:HgI 2 + 2I -= [HgI 4]2-黄绿色Hg 2I 2与过量KI 反应时,发生歧化反应,生成[HgI 4]2-和Hg :Hg 2I 2+ 2I - = [HgI 4]2-+ Hg↓黑三、实验内容 1、氧化物的生成和性质(1) C u 2O 的生成和性质Cu 2+ + 2OH - =Cu(OH)2↓ 蓝色 Cu(OH)2 + 2OH - = [Cu(OH)4]-2- 蓝色2[Cu(OH)4]2-+ C 6H 12O 6 (葡萄糖) =Cu 2O↓(红) + 4OH -+C 16H 12O 7+2H 2O或:2Cu 2+ + 5OH - +C 6H 12O 6 = Cu 2O↓+ C 6H 11O 7- + 3H 2O (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。
大学无机化学d区元素介绍

3.物理性质
(1) 熔点、沸点高
熔点最高的单质:钨(W)
(2) 硬度大 (3) 密度大
熔点: 3410℃ 沸点: 5900℃
硬度最大的金属:铬(Cr)
以金刚石为10,铬为9
密度最大的单质:锇(Os)
(4) 导电性,导热性,延展性好
22.7gcm-3
4.离子呈现多种颜色
物质显色的原因是由于可见光作用到物质上以后物质
12.2.3(2)钒的化学性质
•价电子层结构3d34s2,主要氧化态+5,也能形成氧化态为 +4,+3,+2的化合物。化学性质相当复杂。
VO2+ 1.0 VO2+ 0.36 V3+
-0.25
-0.25
V2+ -1.2 V
17
12.2.3(3)钒的氧化物(V2O5)
•酸碱性: VO碱O2+ 2C +2Cl2 = TiCl4 +2CO 四氯化钛是无色液体,有剌鼻的气味,极易水解, 在潮湿的空气中由于水解而发烟——利用此反应可 制造烟幕:
•TiCl4高温氧化制备优质钛白——氩气氛保护下得Ti: TiCl4(l) +Mg = Ti +2MgCl2
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12.2.3(1) 钒
•钒在地壳中的含量比锌、铜、铅等普通元素还要多,但分 布很分散,属稀有元素。 •钒被广泛用于制造特种钢和催化剂。
在钛的化合物中,以+4氧 化态的化合物最稳定。二 氧化钛在自然界中有三种 晶型:金红石、锐钛矿和 板钛矿。其中最重要的是 金红石,天然金红石中因 含少量杂质而呈红色或橙 色。
金红石的结构
13
12.2.1(3) 化学性质
•室温下金属钛较稳定,但受热时,钛可与许多非金属,如: 氧、氮、碳、卤素等反应。 •钛在室温下不能与水或稀酸反应,但可溶于浓盐酸或热的 稀盐中形成三价钛离子:
无机化学 d区元素(II)

这种特殊性可以用交换能解释。
第八章:d区过渡元素(II)—叙述化学
元素的电子构型取决于体系的总能量,根据HartreeFock自浴场方法, 体系总能量(E)=∑轨道能-电子之间的相互作用能
对同一元素,轨道能可认为保持不变,而对不同的 电子组态,其电子之间的相互作用能可分为两部分:
第八章:d区过渡元素(II)—叙述化学
(4) 主量子数等于或小于n-2的电子,其=1.00;
(5) n’称为有效量子数(表3),n-n’称为量子亏损。
表3 有效主量子数 n 1 2 3 4 5 6 7 n’ 1.00 2.00 2.60 2.85 3.00 3.05 3.30
第八章:d区过渡元素(II)—叙述化学
第八章:d区过渡元素(II)—叙述化学
2 分类
为了讨论的方便,可以根据过渡元素的综合化学性质 进行分类: ● 前过渡元素,IVB∼VIIB,但涉及第一过渡系时不包 括Mn,位于 d 区的前部,其特征是其高价离子在水溶液中 常发生聚合作用。 ● Mn到Cu,后过渡元素,第一过渡系的后部,其特点 是以水溶液化学和配位化学为其特征。 ● Ru、Rh、Pd,Os、Ir、Pt,再加上Ag、Au,称为 贵金属元素,特征也是丰富的配位化学。 ● 第一过渡系称为轻过渡元素; ● 第二、三过渡系,称为重过渡元素。 ★ 第一、第二和第三过渡系总称为“主过渡元素”; ★ f 区元素称为“内过渡元素”。
nf 0.00 0.00 0.00 0.00 0.39
第八章:d区过渡元素(II)—叙述化学
无机化学第四版第五章思考题与习题

思考题1.“原子”为什么不像过去那样定义为组成的基本粒子?2.量子力学的轨道概念与波尔原子模型的轨道有什么区别和联系?3.波函数与原子轨道有何关系?与电子云有何关系?4. .量子力学原子模型是如何描述核外电子运动状态的?解:用四个量子数:主量子数--------描述原子轨道的能级副量子数------ 描述原子轨道的形状角量子数-------描述原子轨道的伸张方向自旋量子数---------描述电子的自旋方向.5.下列各组量子数哪些是不合理的?为什么?n l m(1) 2 1 0(2) 2 2 -1(3) 3 0 +1解:(2),(3)不合理。
当n=2时,l只能是0,1,而(2)中的l =2,当l =0时,m只能是0,而(3)中的m却为+16. 为什么任何原子的最外层最多只能有8个电子,次外层最多只能有18个电子?7. 为什么周期表中各周期的元素数目并不一定等于原子中相应电子层的电子最大容量数(2n2)?因为存在能级交错现象8. 量子数n=3,l=1的原子轨道的符号是怎样的?该类原子轨道的形状如何?有几种空间取向?共有几个轨道?可容纳多少个电子?9. 在下列各组电子分布中哪种属于原子的基态?哪种属于原子的激发态?哪种纯属错误?(1) 1s22s1 (2)1s22s22d1(3)1s22s22p43s1 (4)1s22s42p2(1)属于原子的基态;(3)属于原子的激发态;(2),(4)纯属错误。
10.(1) 试写出s区,p区,d区及ds区元素的价层电子构型.(2) 具有下列价层电子构型的元素位于周期表中哪一个区?它们各是金属还是非金属?ns2 ns2np5 (n-1)d2ns2 (n-1)d10ns2解:(1)所在区价层电子构型s ns1-2p ns2np1-6d (n-1)d1-10ns1-2ds (n-1)d10ns1-2(2) 价层电子构型ns2 ns2np5 (n-1)d2ns2 (n-1)d10ns2所在区s p d ds金属或非金属 金属 非金属 金属 金属11. 已知某副元素的A 原子,电子最后填入3d,最高氧化数为+4,元素B 的原子,电子最后填入4p, 最高氧化数为+5.回答下列问题: (1) 写出A,B 元素原子的电子分布式;(2) 根据电子分布,指出它们周期表中的位置(周期,区,族). 解:(1)A :1s 22s 22p 63s 23p 63d 24s 2B: 1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 3 (2) A: 四周期,d 区,IVB 族元素 B :四周期,p 区,V A 族元素12. 不参看周期表,试推测下列每一对原子中哪一个原子具有较高的第一电离能和较大的电负性值?(1) 19和29号元素原子 (2) 37和55号元素原子(3) 37和38号元素原子 解:(1) 电子分布式 周期 族 19 [Ar]4s 1 四 IA29 [Ar]3d 104s 1 四 IB故29号元素具有较高的第一电离能和较大的电负性; (2) 电子分布式 周期 族 37 [Kr]5s 1 五 IA 55 [Xe]6s 1 六 IA故37号元素具有较高的第一电离能和较大的电负性 (3) 电子分布式 周期 族 37 [Kr]5s1 五 IA 38 [Kr]5s2 五 IIA故38号元素具有较高的第一电离能和较大的电负性。
青海大学无机化学第五章d区元素(二)分解

第五章:d区元素(二)§5.1铜族元素铜族元素简介周期系第ⅠB元素,包括铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)3种元素,通常称为铜族元素。
价电子构型为(n-1)d10n s1。
在自然界中,铜族元素除了以矿物形式存在外,还以单质形式存在。
常见的矿物有辉铜矿(Cu2S)、孔雀石[Cu2(OH)2CO4]、辉银矿(Ag2S)、碲金矿(AuTe2)等。
5.1.1 铜族元素的单质1.物理性质★铜、银、金都有特征颜色:Cu(紫红)、Ag(白)、Au(黄)。
★铜、银、金的熔沸点不太高。
★它们的导电性、导热性、延展性特别突出。
它们的导电性顺序为:Ag>Cu >Au。
由于铜的价格较低,所以,铜在电器工业上得到了广泛的应用。
2.化学性质铜、银、金的化学活泼性较差,在室温下看不出它们与氧或水作用。
在含有CO2的潮湿空气中,铜的表面会逐渐蒙上绿色的铜锈(铜绿—碳酸羟铜Cu2(OH)2CO3)。
2Cu + O2 + H2O + CO2→ Cu2(OH)2CO3★在加热条件下,铜与氧化合成CuO,而银、金不发生变化。
此所谓“真金不怕火炼”!注意:当沉淀剂或配合剂存在时,铜、银、金也可与氧发生作用:5.1.2 铜族元素的化合物1.铜的化合物铜的常见化合物的氧化值为+1和+2。
Cu(Ⅰ)为d10构型,没有d—d跃迁,Cu(Ⅰ)的化合物一般是白色或无色的。
Cu(Ⅱ)为d9构型,它们的化合物中常因Cu2+发生d—d跃迁而呈现颜色。
(1) 铜(Ⅰ)的化合物★一般说来,在高温、固态时,Cu(Ⅰ)的化合物比Cu(Ⅱ)的化合物稳定,例如:★在水溶液中,Cu(Ⅰ)易被氧化为Cu(Ⅱ),水溶液中Cu(Ⅱ)的化合物较稳定。
★ Cu(Ⅰ)的化合物都难溶于水,常见的Cu(Ⅰ)化合物在水中的溶解度顺序为:CuCl >CuBr >CuI >CuSCN >CuCN >Cu 2SCu(Ⅰ)的配合物多位2配位的,其稳定性顺序为:(2) 铜(Ⅱ)的化合物CuO 的制备与性质O H CO 2CuO CO (OH)Cu 22℃200322++−−→−O H )Cu(NO HNO 2CuO 2233+−→−+O H CuS O S O H CuO 2442+−→−+O H CuCl HCl 2CuO 22+−→−+• Cu(OH)2的性质及Cu(Ⅱ)的氧化性O H CuO(s))s (OH)(Cu OH 2Cu 2℃90~802-2+−−→−→++--−→−+242][Cu(OH))(2OH Cu(OH)过量,浓2-2(CN))2CuCN(s,4CN 2Cu +−→−++白 -][C u (C N )2与葡萄糖在加热条件下反应,有暗红色的Cu 2O 沉淀析出:这一反应在有机化学中用来检验某些糖的存在。
青海大学-无机化学-第五章d区元素(二)资料

• 固态Cu(Ⅰ)化合物比Cu(Ⅱ)化合物稳定性高
2C u 1 O 1 C 0 (C s0 2 O )u暗 (s ) ,1 2 红 O 2 1800℃ 2Cu(s) 12O2
Cu2(C s )l9 9 C 0 CuC 1 2lC (2sl)
• Cu(Ⅰ)配合物的配位数多为2,配位体 浓度增大时,也可能形成配位数为3或 4的配合物。 • Cu(Ⅰ)配合物不易发生歧化反应
Cu2+ 0.447V [CuCl2]- 0.232V Cu
C C u2 u 4 C (浓 l ) 盐 2酸 C 2 (泥 uC )黄 [C2]- uC 稀释l Cu, C)l白 (C s - l色
用于石油气中分离出烯烃。
• Cu(Ⅰ)的沉淀物不易歧化 Cu2+ 0.561V CuCl 0.117V Cu 对比: Cu2+ 0.161V Cu+ 0.52V Cu 水溶液: E (右)>E (左),Cu+歧化。 2Cu+ Cu2++Cu , K =1.0×106 C 2 O u H 2 S4 O C4 u C S H u 2 O O C2O u2H C l2CuC H 2O l(s)
2 A 2 H g 4 I 2A - 2 H 2 ( gg I) 2C 2u H 4C Cl2 S )2 (2N CH u2)[2]2 C H 2 S (g
硫脲 4 A 22 S H g O 2 22 S A 22 g O H 4 M O 2 22 O H 8C 4 N [M 2 ] 4 (C O
Ag:辉银矿(Ag2S) Au:碲金矿(AuTe2)
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第五章:d区元素(二)§5.1铜族元素铜族元素简介周期系第ⅠB元素,包括铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)3种元素,通常称为铜族元素。
价电子构型为(n-1)d10n s1。
在自然界中,铜族元素除了以矿物形式存在外,还以单质形式存在。
常见的矿物有辉铜矿(Cu2S)、孔雀石[Cu2(OH)2CO4]、辉银矿(Ag2S)、碲金矿(AuTe2)等。
5.1.1 铜族元素的单质1.物理性质★铜、银、金都有特征颜色:Cu(紫红)、Ag(白)、Au(黄)。
★铜、银、金的熔沸点不太高。
★它们的导电性、导热性、延展性特别突出。
它们的导电性顺序为:Ag>Cu >Au。
由于铜的价格较低,所以,铜在电器工业上得到了广泛的应用。
2.化学性质铜、银、金的化学活泼性较差,在室温下看不出它们与氧或水作用。
在含有CO2的潮湿空气中,铜的表面会逐渐蒙上绿色的铜锈(铜绿—碳酸羟铜Cu2(OH)2CO3)。
2Cu + O2 + H2O + CO2→ Cu2(OH)2CO3★在加热条件下,铜与氧化合成CuO,而银、金不发生变化。
此所谓“真金不怕火炼”!注意:当沉淀剂或配合剂存在时,铜、银、金也可与氧发生作用:5.1.2 铜族元素的化合物1.铜的化合物铜的常见化合物的氧化值为+1和+2。
Cu(Ⅰ)为d10构型,没有d—d跃迁,Cu(Ⅰ)的化合物一般是白色或无色的。
Cu(Ⅱ)为d9构型,它们的化合物中常因Cu2+发生d—d跃迁而呈现颜色。
(1) 铜(Ⅰ)的化合物★一般说来,在高温、固态时,Cu(Ⅰ)的化合物比Cu(Ⅱ)的化合物稳定,例如:★在水溶液中,Cu(Ⅰ)易被氧化为Cu(Ⅱ),水溶液中Cu(Ⅱ)的化合物较稳定。
★ Cu(Ⅰ)的化合物都难溶于水,常见的Cu(Ⅰ)化合物在水中的溶解度顺序为:CuCl >CuBr >CuI >CuSCN >CuCN >Cu 2SCu(Ⅰ)的配合物多位2配位的,其稳定性顺序为:(2) 铜(Ⅱ)的化合物CuO 的制备与性质O H CO 2CuO CO (OH)Cu 22℃200322++−−→−O H )Cu(NO HNO 2CuO 2233+−→−+O H CuS O S O H CuO 2442+−→−+O H CuCl HCl 2CuO 22+−→−+• Cu(OH)2的性质及Cu(Ⅱ)的氧化性O H CuO(s))s (OH)(Cu OH 2Cu 2℃90~802-2+−−→−→++--−→−+242][Cu(OH))(2OH Cu(OH)过量,浓2-2(CN))2CuCN(s,4CN 2Cu +−→−++白 -][C u (C N )2与葡萄糖在加热条件下反应,有暗红色的Cu 2O 沉淀析出:这一反应在有机化学中用来检验某些糖的存在。
Cu(Ⅱ)的化合物易溶于水的较多。
常见的五水硫酸铜(CuSO 4·5H 2O)俗称胆矾,晶体呈蓝色,完全脱水后变为白色粉末CuSO 4无水CuSO 4易吸水,吸水后呈蓝色,常被用来鉴定液态有机物中的微量水。
工业上常用硫酸铜作为电解铜的原料。
在农业上,用它与石灰乳的混合液来消灭果树上的害虫。
[Cu(H 2O)6]2+的水解:[Cu(H 2O)6]2+呈蓝色,水解程度小。
• Cu 2+的鉴定:(弱酸性)](s)[Fe(CN)Cu ][Fe(CN)2Cu 62462−−→−+-+中性 • Cu(Ⅱ)的配合物:多为4配位Cu(Ⅱ)配合物不如Cu(Ⅰ)配合物稳定。
[CuCl 4]2- [CuCl 2]-)(CuCl )(4Cl Cu -242黄浓−→−+-++H 2O −→−+262O)Cu(H ★ [Cu(H 2O)6]+是无色的,水溶液中很不稳定,容易歧化为Cu 2+和Cu :例如:Cu 2O + H 2SO 4 → CuSO 4 + Cu + H 2O所以在水溶液中Cu(Ⅱ)比Cu(Ⅰ)稳定。
★有配合剂、沉淀剂存在时,Cu(Ⅰ)的稳定性提高。
Cu2O + 2HCl → 2CuCl(s) + H2OCu2+ + 4Cl- + Cu → 2[CuCl2]-(泥黄素)所以,常利用CuSO4或CuCl2溶液与浓盐酸和铜屑混合,在加热条件下制取[CuCl2]-溶液。
★ Cu2+具有一定的氧化性:思考:如何鉴定溶液中是否存在Cu2+?Cu(Ⅱ)的配合物多位4配位的,例如:CuSO4·5H2O也是配合物,即[Cu(H2O)4]SO4·H2O2.银和金的化合物在银的化合物中,Ag(Ⅰ)的化合物最稳定,而金则以Au(Ⅲ)的化合物较为常见,但在水溶液中多以配合物形式存在。
(1)银(Ⅰ)化合物的特点:★热稳定性差(见光,受热易分解)。
★难溶的多。
易溶:AgNO3, AgF, AgClO4难溶:AgCl, AgBr, AgI, AgCN, AgSCN, Ag2S, Ag2CO3, Ag2CrO4等。
★有颜色。
(2)Ag(Ⅰ)离子的反应★一般认为水合银离子的化学式是[Ag(H2O)4]+,它在水中几乎不水解。
AgNO3的水溶液呈中性。
在Ag+中加入NaOH溶液,因为AgOH极不稳定,析出的沉淀是Ag2O:2Ag+ + 2OH-→ Ag2O(s) + H2O★ Ag(Ⅰ)的许多化合物都是难溶于水的,在Ag+的溶液中加入配位剂时,常常先的生成难溶化合物,当配位剂过量时,难溶化合物溶解生成配离子。
例如:含有[Ag(NH3)2]+的溶液能把醛或某些糖氧化,本身被还原为单质银。
2[Ag(NH3)2]+ + HCHO + 3OH-→ 2Ag(s) + HCOO- + 4NH3 + 2H2O这类反应也叫做银镜反应,工业上利用这类反应来制作镜子或在暖水瓶的夹层内镀银。
又如:Ag+与或反应都生成Ag2CrO4,Ag2CrO4可溶于足量的氨水中:该性质用于Ba2+和Ag+的分离。
(请注意如何具体操作?)Ag+与少量Na2S2O3溶液反应生成Ag2S2O3白色沉淀,放置一段时间之后,沉淀由白色转变为黄色、棕色最后为黑色Ag2S。
当Na2S2O3过量时,Ag2S2O3溶解,生成配离子[Ag(S2O3)2]3-:Ag2S的溶解度很小,难以借配位反应使它溶解,一般采用HNO3的氧化性来实现Ag2S的溶解:(3)Ag+序概括以上水溶液中Ag+离子的性质,可通过以下"Ag+序"作简单小结:(4)Ag+的鉴定。
在Ag+的鉴定实验中,加入HCl有白色沉淀生成仅说明可能有Ag+,必须作进一步的鉴定。
即加入NH3·H2O沉淀溶解,将该溶液酸化,有白色沉淀产生或在溶液中加入KI,有黄色沉淀产生,才能证明原始溶液中确实存在Ag+。
图示如下:主要反应有:§5.2锌族元素锌族元素简介周期系第ⅡB元素,包括锌(Zn)、镉(Cd)、汞(Hg)3种元素,通常称为锌族元素。
它们是与p区元素相邻的d区元素,具有与d区元素相似的性质,如易于形成配合物等。
在某些性质上它们又与第四、五、六周期的p区金属元素有些相似,如熔点低,水合离子都无色等。
锌族元素一般以矿物形式存在,例如闪锌矿(ZnS)、砂(HgS)等。
5.2.1 锌族元素的单质1. 物理性质★锌、镉、汞都是银白色金属(锌略带蓝色)。
★它们都是低熔点金属,特别是汞,它是室温下唯一的液态金属。
★易形成合金,例如黄铜Cu—Zn;汞齐Na—Hg,Au—Hg,Ag—Hg。
在0℃~200℃之间,汞的膨胀系数随着温度升高而均匀地改变,并且不润湿玻璃,在制造温度计时常利用汞的这一性质。
另外也用汞填充在气压计中。
钠汞齐在有机合成中用作温和的还原剂,金汞齐、银汞齐用于提纯贵金属。
2.化学性质★与O2(氧)的作用。
锌、镉、汞在干燥的空气中都是稳定的。
在有CO2存在的潮湿空气中,锌的表面常生成一层碱式碳酸盐的薄膜,保护锌不被继续氧化。
4Zn + 2O2 + CO2 + 3H2→ ZnCO3·3Zn(OH)2(碱式碳酸锌)在空气中加热锌、镉、汞都能形成相应的氧化物。
★与S(硫等非金属)的作用。
锌、镉、汞均能与硫粉作用,生成相应的硫化物。
特别是汞,在室温下就可以与硫粉作用,生成HgS。
所以可以把硫粉撒在有汞的地方,防止有毒的汞蒸气进入空气中。
若空气中已有汞蒸气,可以把碘升华为气体,使汞蒸气与碘蒸气相遇,生成HgI2,以出去空气中的贡蒸气。
★与酸反应。
锌、镉能从稀酸中置换出氢气。
汞能与硝酸反应而溶解。
★锌与碱的(OH-,NH3)反应。
锌可以从碱溶液中置换出氢气。
5.2.2 锌族元素的化合物锌、镉、汞的价电子构型为(n-1)d10n s2。
所以锌和汞通常形成氧化值为+2的化合物,汞除了形成氧化值为+2的化合物外,还有氧化值为+1()的化合物。
锌和镉的化合物具有大多数无机盐的一般通性,此处就重点讨论汞的化合物。
1.锌、镉的化合物(1)Zn2+,Cd2+的水解★水解反应:[Zn(H2O)6]2+和[Cd(H2O)6]2+的水解趋势都较弱:(2) 氢氧化物在Zn2+,Cd2+的溶液中加入强碱,都生成氢氧化物,但Zn(OH)2是两性的,而Cd(OH)2是碱性的。
(3) 硫化物在Zn2+,Cd2+的溶液中分别通入H2S时,都会有硫化物从溶液中沉淀出来:Zn2+ + H2S → ZnS(s,白色) + 2H+Cd2+ + H2S → CdS(s,黄色) + 2H+注意:Zn2+只有在氨碱性条件下才能沉淀完全。
CdS的黄色可作为鉴定Cd2+的特征颜色。
在ZnSO4溶液中加入BaS时,生成ZnS和BaSO4的混合沉淀物:此沉淀叫做锌钡白,俗称立德粉,是一种较好的白色颜料,没有毒性,在空气中比较稳定。
(4) 配合物在Zn2+,Cd2+的溶液中分别加入NH3·H2O,均生成氢氧化物沉淀,当NH3·H2O 过量后生成氨的配合物:在水溶液中,Zn2+和Cd2+与同种配体形成的两种配合物相比,一般说来后者较稳定。
(5) Zn2+的鉴定(碱性条件)Zn2+的鉴定:在碱性条件下,Zn2+与二苯硫腙反应,生成粉红色的内配盐沉淀:此内配盐能溶于CCl4中,呈棕色。
实验现象为:绿色的二苯硫腙四氯化碳溶液与Zn2+反应后充分振荡,静置,上层为粉红色,下层为棕色。
2.汞的化合物(1)Hg(Ⅰ)的化合物Hg2Cl2, Hg2(NO3)2,氯化亚汞(甘汞) 硝酸亚汞难溶于水易溶于水(2)Hg(Ⅱ)的化合物HgCl2,Hg(NO3)2,HgO氯化汞(升汞) 硝酸汞氧化汞直线形共价分子易溶于水400℃分解为Cl—Hg —Cl 剧毒Hg和O2剧毒由电势图分析:不发生歧化。
HgS -0.758V Hg2S -0.598V HgHg(I) 形成沉淀或配合物时歧化。
•与NH3的反应Hg(Ⅰ),Hg(Ⅱ)与NH3·H2O反应先生成NH2HgCl白色沉淀,当有过量的NH4Cl 存在时才与NH3形成配合物:HgCl2 + 2NH3→ NH2HgCl(s) + NH4ClHg2Cl2 + 2NH3→ NH2Hg2Cl(s) + NH4ClNH2Hg2Cl → NH2HgCl + HgNH2HgCl + 2NH3 + NH4Cl → [Hg(NH3)4]Cl2•与I-的反应在Hg2+,的溶液中分别加入适量的Br-,I-,,CN-和S2-时,分别生成难溶于水的汞盐和亚汞盐。