实验19 铜、银、锌、镉、汞 一、实验目的 了解铜、银、锌、镉、汞的氧化物、氢氧化物的生成和性质 2.了解铜、锌、镉、汞的配合物的形成和性质 实验19 铜、银、锌、镉、汞 一、实验目的 了解铜、银、锌、镉、汞的氧化物、氢氧化物的生成和性质 2.了解铜、锌、镉、汞的配合物的形成和性质 3.试验并掌握Cu(I)、Cu(II)重要化合物的性质及相互转化的条件
二、实验内容 1.铜的化合物 (1)氢氧化铜和氧化铜的生成和性质 Cu2+ + 2OH- =Cu(OH)2↓蓝色絮状沉淀 Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + H2O 沉淀溶解,得浅蓝色溶液 Cu(OH)2 + 2NaOH(浓) = Na2[Cu(OH)4] 沉淀溶解,得深蓝色溶液 Cu(OH)2 = CuO↓黑色+ H2O 条件:80-90℃加热 CuO+ 2HCl = CuCl2 + H2O 小结:Cu(OH)2两性偏碱,所以需强碱使之生成配离子。 CuO 碱性氧化物 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)。
(2)Cu(II)氨配合物的生成和性质 Cu2+ + SO42- + 2NH3 =2NH4++Cu2(OH)2SO4↓ 浅蓝色,碱式硫酸铜 (氨水量少时的产物) Cu2(OH)2SO4 + 8NH3 = 2[Cu(NH3)4]2+ + SO42- +2OH- 深蓝色溶液 A:[Cu(NH3)4]2++4H+ = Cu2+ +4NH4+ B:[Cu(NH3)4]2+ +2OH- = 4NH3 + Cu(OH)2↓蓝色 Cu(OH)2= CuO↓黑色+ H2O 加热下 注:反应式中的OH-为原反应溶液提供的(碱性条件下)
(3)Cu(II)的氧化性和Cu(I)的配位化合物 A:Cu2+ + I- = 2CuI↓白 + I2 用淀粉溶液检验 B:Cu2+ + 2OH- =Cu(OH)2↓蓝色 Cu(OH)2 + 2OH- = [Cu(OH)4]2- 蓝色 [Cu(OH)4]2- + C16H12O6(葡萄糖) = Cu2O↓红 + 4OH-+C16H12O7+2H2O 说明:分析化学上利用此反应测定醛,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。
一份:Cu2O+4H+ = Cu2+ + Cu Cu2+ 0.158 Cu+ 0.522 Cu 另一份:Cu2O+4NH3•H2O=2[Cu(NH3)2]+ + 3H2O+2OH- 无色溶液 2[Cu(NH3)2]+ + 4NH3•H2O+1/2O2 = 2[Cu(NH3)4]2+ +2OH-+3H2O 蓝色溶液 原因:0.401-0.02>0 C: Cu + Cu2+ + 4Cl- == 2[CuCl2]- 深棕色 [CuCl2]- ==CuCl↓白 + Cl- 一份:CuCl + 2NH3=2[Cu(NH3)2]+ + Cl- 无色溶液 蓝色溶液 另一份:CuCl+ Cl-(浓) = [CuCl2]- 深棕色 稀释又生成沉淀 加热 稀释
2.氧化银的生成和性质 3.锌镉汞的化合物 Ag+ + OH- =AgOH↓白色(不稳定,极易失水) 2AgOH = Ag2O↓暗棕色+ H2O Ag2O+2H+ = 2Ag++ H2O Ag2O+4NH3•H2O=2[Ag(NH3)2]+ + 3H2O+2OH- 3.锌镉汞的化合物 (1)锌和镉氢氧化物的生成和性质 Zn2+ + 2OH- =Zn(OH)2↓白色 Zn(OH)2 + H2SO4 = ZnSO4 +H2O (Zn(OH)2+ 2H+ =Zn2+ +2H2O) 沉淀溶解 Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4] (Zn2+ + 4OH- =Zn(OH)4-) 沉淀溶解 Zn(OH)2两性
Cd2+ + 2OH- =Cd(OH)2↓白色 Cd(OH)2 + H2SO4 = CdSO4 + H2O (Cd(OH)2+ 2H+ =Cd2+ +2H2O) 沉淀溶解 Cd(OH)2碱性。 (2)氧化汞的生成和性质 Hg2+ + 2OH- =HgO2↓黄色+H2O HgO + 2HNO3 = HgNO3 + H2O (HgO+ 2H+ =Hg2+ +H2O) 沉淀溶解 HgO + NaOH = 不反应 HgO碱性
B.汞配合物的生成和应用 Hg2+ + 2I- = HgI2↓红色 HgI2 + 2I-(过量) = [HgI4]2-无色溶液 2[HgI4]2-+NH4++ 4OH- =Hg2NI•H2O↓红色+ 7I-+3H2O {[HgI4]2-与碱溶液的混合液称为碘化氨基•氧合二汞(II)(或碘化氧二汞铵)},称为奈斯勒试剂,用于检验NH4+ NH4Cl + 2K2[HgI4] + 4NaOH= ↓红色 + KCl + 4NaI + 3H2O
三、注意事项: 在Cu(I)和Cu(II)互相转化实验中,[Cu(NH3)2]+ 的无色溶液不稳定,很容易被氧化为蓝色的[Cu(NH3)4]2+。 [HgI4]2-与碱溶液及NH4+的混合溶液产生的红色与碱液的多少有关。 [CuCl2]- 和CuCl, [CuI2]- 和CuI可以在条件变化时实现转化。
四、思考题: 1.Cu(I)和Cu(II)稳定存在和转化的条件是什么? 2.在AgNO3中加入NaOH为什么得不到AgOH? 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?