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1、過渡元素及其化合物性質(zhì)與檢驗 d區(qū)與ds區(qū)元素及其化合物,一、實驗?zāi)康?試驗d區(qū)元素及化合物主要性質(zhì)，掌握常見d區(qū)離子的檢驗方法。 2. 試驗ds區(qū)元素及其化合物的主要性質(zhì)。 3. 練習(xí)性質(zhì)試驗的基本操作。,二、實驗原理,d區(qū)元素的價電子構(gòu)型：(n-1)d19ns12。 由于(n-1)d電子參與成鍵，d區(qū)元素絕大多數(shù)具有多種價態(tài)、水溶液中離子多數(shù)有顏色。d區(qū)元素的離子極化能力較強，故其難溶鹽也較多，水溶液中的高價離子往往以含氧酸根的形式存在。 本實驗主要試驗Cr、Mn、Fe、Co、Ni的重要化合物的性質(zhì)。,D區(qū)五種代表性金屬的氫氧化物顏色及酸堿性,水溶液中的Cr(VI)有兩種存在形式：,2 C

2、rO42(黃)+2H+ Cr2O72(橙)+H2O,在酸性介質(zhì)中，Cr2O72與H2O2反應(yīng)生成藍色過氧化鉻CrO5, 可用于Cr(VI)或Cr(III)的鑒定。,在堿性介質(zhì)中，白色Mn(OH)2易被空氣氧化為棕色二氧化錳水合物MnO(OH)2。酸性介質(zhì)中Mn2+很穩(wěn)定，只有很強的氧化劑如PbO2、NaBiO3、S2O82才能將其氧化為MnO4。,MnO4 具有強的氧化性，它的還原產(chǎn)物與溶液的酸堿性有關(guān)。MnO4在酸性、中性、強堿性介質(zhì)中的還原產(chǎn)物依次是Mn2+、MnO2、MnO42。,+2價態(tài)的Fe、Co、Ni均具有還原性，且還原性依次減弱。 +3價態(tài)的Fe、Co、Ni氫氧化物均具

3、有氧化性，且氧化性依次增強，特別是在酸性介質(zhì)中更為明顯，除Fe(OH)3外，Co(OH)3、Ni(OH)3與HCl作用，均能產(chǎn)生Cl2。 Fe、Co、Ni能形成多種配合物，常見配體有：NH3、CN 、SCN 、F等，F(xiàn)e無論二價或三價均難以形成氨配合物。由于配合物生成，其氧化還原性也發(fā)生較大的變化。 此外，F(xiàn)e、Co、Ni的一些配合物穩(wěn)定且有特征顏色，可用于離子鑒定。,ds區(qū)元素的價電子構(gòu)型：(n-1)d10ns12。 其離子有較強的氧化性，較強的極化能力，易形成配合物。 ds區(qū)元素的多數(shù)化合物難溶或微溶于水，其中許多可作為該區(qū)元素離子的鑒定。 同一族、從上至下，氧化物與氫氧化物的堿性上升。

4、,三、儀器和試劑,見補充講義,1.氫氧化物生成與性質(zhì)：,CrCl3 MnSO4 (NH4)2Fe(SO4)2 FeCl3 CoCl2 NiCl2,,過量NaOH,Cr(OH)3灰白溶解 Mn(OH)2白棕 Fe(OH)2白紅棕 Fe(OH)3紅棕 Co(OH)2粉紅 Ni(OH)2綠,四、實驗步驟,,Mn(OH)2 白 MnO(OH)2 棕,,O2,Fe(OH)2 白 Fe (OH)3 紅棕,,O2、H2O,Cr(OH)3 + OH CrO2 +H2O 綠色溶液,,Cu2+ + OH- Cu(OH)2,將沉淀分成3份,,加2M H2SO4,溶解,加6M NaOH,溶解,加熱,

5、變黑,,加2M H2SO4,溶解,Cu(OH)42-,,(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分別溶于硫酸和氫氧化鈉溶液。,Zn(OH)42-,Hg2++OH-HgO (紅色或黃色沉淀) HgO溶于HNO3 HgO不溶于NaOH,,,2.氧化還原性：,Cr()的還原性： 2CrO2- (綠)+ 2OH- + 3H2O2 2CrO42-(黃)+ 4H2O Cr2O72- + 2H+ + 4H2O2 2CrO5 + 5H2O 其中CrO(O2)2只在乙

6、醚或戊醇中穩(wěn)定存在顯藍色： CrO(O2)2(C2H5)2O乙醚合物,(2,3) Cr()的轉(zhuǎn)化平衡和氧化性,2CrO42- (黃)+ 2H+ Cr2O72- (橙紅) + H2O,Cr2O72-(橙紅) +8H+ + 3SO32- == 2Cr3+(藍紫) +3SO42- +4H2O,(4) Mn()的還原性,2Mn2+(肉色) + 5NaBiO3 +14H+ ==,,2MnO4-(紫紅色) +5Bi3+ +5Na+ +7H2O,(5) Mn()的氧化性,2MnO4- + 6H+ +5SO32-2Mn2+ +5SO42- +3H2O 2MnO4- + H2O +3SO32

7、-MnO2+3SO4- +2OH- 2MnO4- +2OH- +SO32-2MnO42- +SO42- +H2O MnO4- 具有強氧化性，在不同介質(zhì)中，其氧化 產(chǎn)物與還原能力不同,(6) 在自制的Co(OH)2、Ni(OH)2中滴加滴溴水，分別得到Co(OH)3、Ni(OH)3沉淀，再在兩沉淀中分別滴加幾滴濃鹽酸，用潤濕的淀粉碘化鉀試紙檢驗產(chǎn)生氯氣。,(7) 在CuSO4溶液中滴入KI溶液，立即反應(yīng)生成CuI沉淀和I2，記錄現(xiàn)象。 I2的存在會影響CuI顏色的觀察，滴加少量Na2S2O3溶液除去I2，觀察CuI沉淀的顏色。,(8) Hg2++Sn2++Cl-Hg2Cl2 +Sn4+,Hg2C

8、l2 +Sn2+ Hg,3.配合物的生成與離子鑒定,(1) Fe的配合物：,Fe2+ + K++ Fe(CN)63- KFeFe(CN)6 赤血鹽 (滕氏藍),Fe3+ + K++ Fe(CN)64- KFeFe(CN)6 黃血鹽 (普魯士藍),Fe3+ + nSCN- Fe(SCN)n3-n (n：16，n增加其血紅色變深),Fe2+ Fe3+,,氨水,白灰綠紅棕 紅棕,,過量 氨水,不溶,(2) Co的配合物：,,Co2+ 2NH3H2O == Co(OH)2(粉紅)2NH4+ Co(OH)26NH3H2O == Co(NH3)62+(黃)2OH

9、-2H2O 4 Co(NH3)62+(黃)O22H2O == 4 Co(NH3)63+(橙黃) 4OH-,Co2+ KSCN Co(SCN)42-(藍),,在乙醚或戊醇中穩(wěn)定存在，在水中易分解,(3) Ni的配合物：,,Ni2++2NH3H2O == Ni(OH)2(綠)+2 NH4+ Ni(OH)2+6 NH3H2O == Ni(NH3)62+(藍)+2OH-+6H2O Ni(NH3)62+在空氣中靜置穩(wěn)定,,鎳離子遇到丁二酮肟會產(chǎn)生紅色沉淀，可用于鑒定鎳離子。,(4) Cu的配合物：,銅離子能與氨水形成銅氨絡(luò)離子。,(5) Hg的配合物：,汞離子與氨水反應(yīng)生成HgO沉淀，不形成配合物。 氨離子與奈斯勒試劑可形成特殊的紅色沉淀。,