性质实验-d区及ds区元素.ppt

过渡元素及其化合物性质与检验 d区与ds区元素及其化合物 一 实验目的试验d区元素及化合物主要性质 掌握常见d区离子的检验方法 2 试验ds区元素及其化合物的主要性质 3 练习性质试验的基本操作 二 实验原理 d区元素的价电子构型 n 1 d1 9ns1 2 由于 n 1 d电子参与成键 d区元素绝大多数具有多种价态 水溶液中离子多数有颜色 d区元素的离子极化能力较强 故其难溶盐也较多 水溶液中的高价离子往往以含氧酸根的形式存在 本实验主要试验Cr Mn Fe Co Ni的重要化合物的性质 D区五种代表性金属的氢氧化物颜色及酸碱性 水溶液中的Cr VI 有两种存在形式 2CrO42 黄 2H Cr2O72 橙 H2O 在酸性介质中 Cr2O72 与H2O2反应生成蓝色过氧化铬CrO5 可用于Cr VI 或Cr III 的鉴定 在碱性介质中 白色Mn OH 2易被空气氧化为棕色二氧化锰水合物MnO OH 2 酸性介质中Mn2 很稳定 只有很强的氧化剂如PbO2 NaBiO3 S2O82 才能将其氧化为MnO4 MnO4 具有强的氧化性 它的还原产物与溶液的酸碱性有关 MnO4 在酸性 中性 强碱性介质中的还原产物依次是Mn2 MnO2 MnO42 2价态的Fe Co Ni均具有还原性 且还原性依次减弱 3价态的Fe Co Ni氢氧化物均具有氧化性 且氧化性依次增强 特别是在酸性介质中更为明显 除Fe OH 3外 Co OH 3 Ni OH 3与HCl作用 均能产生Cl2 Fe Co Ni能形成多种配合物 常见配体有 NH3 CN SCN F 等 Fe无论二价或三价均难以形成氨配合物 由于配合物生成 其氧化还原性也发生较大的变化 此外 Fe Co Ni的一些配合物稳定且有特征颜色 可用于离子鉴定 ds区元素的价电子构型 n 1 d10ns1 2 其离子有较强的氧化性 较强的极化能力 易形成配合物 ds区元素的多数化合物难溶或微溶于水 其中许多可作为该区元素离子的鉴定 同一族 从上至下 氧化物与氢氧化物的碱性上升 三 仪器和试剂 见补充讲义 1 氢氧化物生成与性质 CrCl3MnSO4 NH4 2Fe SO4 2FeCl3CoCl2NiCl2 过量NaOH Cr OH 3 灰白 溶解Mn OH 2 白 棕Fe OH 2 白 红棕Fe OH 3 红棕Co OH 2 粉红Ni OH 2 绿 四 实验步骤 Mn OH 2白MnO OH 2棕 O2 Fe OH 2白Fe OH 3红棕 O2 H2O Cr OH 3 OH CrO2 H2O绿色溶液 Cu2 OH Cu OH 2 将沉淀分成3份 加2MH2SO4 溶解 加6MNaOH 溶解 加热 变黑 加2MH2SO4 溶解 Cu OH 4 2 CuO Ag OH AgOH Ag2O Ag2O溶于HNO3 Ag2O溶于氨水 Ag NH3 2 Zn2 OH Zn OH 2 Zn OH 2分别溶于硫酸和氢氧化钠溶液 Zn OH 4 2 Hg2 OH HgO 红色或黄色沉淀 HgO溶于HNO3HgO不溶于NaOH 2 氧化还原性 Cr 的还原性 2CrO2 绿 2OH 3H2O2 2CrO42 黄 4H2OCr2O72 2H 4H2O2 2CrO5 5H2O其中CrO O2 2只在乙醚或戊醇中稳定存在显蓝色 CrO O2 2 C2H5 2O 乙醚合物 2 3 Cr 的转化平衡和氧化性 2CrO42 黄 2H Cr2O72 橙红 H2O Cr2O72 橙红 8H 3SO32 2Cr3 蓝紫 3SO42 4H2O 4 Mn 的还原性 2Mn2 肉色 5NaBiO3 14H 2MnO4 紫红色 5Bi3 5Na 7H2O 5 Mn 的氧化性 2MnO4 6H 5SO32 2Mn2 5SO42 3H2O2MnO4 H2O 3SO32 MnO2 3SO4 2OH 2MnO4 2OH SO32 2MnO42 SO42 H2OMnO4 具有强氧化性 在不同介质中 其氧化产物与还原能力不同 6 在自制的Co OH 2 Ni OH 2中滴加滴溴水 分别得到Co OH 3 Ni OH 3沉淀 再在两沉淀中分别滴加几滴浓盐酸 用润湿的淀粉碘化钾试纸检验产生氯气 7 在CuSO4溶液中滴入KI溶液 立即反应生成CuI沉淀和I2 记录现象 I2的存在会影响CuI颜色的观察 滴加少量Na2S2O3溶液除去I2 观察CuI沉淀的颜色 8 Hg2 Sn2 Cl Hg2Cl2 Sn4 Hg2Cl2 Sn2 Hg 3 配合物的生成与离子鉴定 1 Fe的配合物 Fe2 K Fe CN 6 3 KFe Fe CN 6 赤血盐 滕氏蓝 Fe3 K Fe CN 6 4 KFe Fe CN 6 黄血盐 普鲁士蓝 Fe3 nSCN Fe SCN n 3 n n 1 6 n增加其血红色变深 Fe2 Fe3 氨水 白 灰绿 红棕 红棕 过量氨水 不溶 2 Co的配合物 Co2 2NH3 H2O Co OH 2 粉红 2NH4 Co OH 2 6NH3 H2O Co NH3 6 2 黄 2OH 2H2O4 Co NH3 6 2 黄 O2 2H2O 4 Co NH3 6 3 橙黄 4OH Co2 KSCN Co SCN 4 2 蓝 在乙醚或戊醇中稳定存在 在水中易分解 3 Ni的配合物 Ni2 2NH3 H2O Ni OH 2 绿 2NH4 Ni OH 2 6NH3 H2O Ni NH3 6 2 蓝 2OH 6H2O Ni NH3 6 2 在空气中静置稳定 镍离子遇到丁二酮肟会产生红色沉淀 可用于鉴定镍离子 4 Cu的配合物 铜离子能与氨水形成铜氨络离子 5 Hg的配合物 汞离子与氨水反应生成HgO沉淀 不形成配合物 氨离子与奈斯勒试剂可形成特殊的红色沉淀