ds区讲义有机化学

ds区重要化合物的性质
实验目的
1.掌握Cu2＋、Ag＋、Zn2＋、Cd2＋、Hg2＋、Hg22＋与NaOH和NH3⋅H2O的
反应。

2.掌握上述离子的重要配合物及其性质。

3.掌握Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)；Hg(Ⅰ)和Hg(Ⅱ)的相互转化条件。

4.掌握Cu2＋、Ag＋、Zn2＋、Hg2＋的鉴定反应。

实验原理
ds区重要化合物性质简介
1.Cu2+、Ag＋、Zn2＋、Cd2＋、Hg2＋、Hg22＋与NaOH、NH3⋅H2O和KI的反应
表1
23
2.Cu(I)与Cu(II)的相互转化
铜的电势图:E AΘ/V Cu2＋0。

153Cu＋0。

521Cu
(1).Cu＋自动歧化成Cu2＋和Cu，在溶液中不能存在。

Cu(I)只能存在于难溶的化合物(例如Cu2O、Cu2S、CuCl等)或难解离的配合物(例如[Cu(CN)2]-等)中。

(2).若使Cu(II)转变成Cu(I),除加还原剂外，还应使Cu(I)生成难溶物或配合物。

例如在热的浓HCl中或NaCl-HCl体系中，用Cu粉还原CuCl2，可得到[CuCl2]-离子，用水稀释就得到难溶性的CuCl：
Cu2＋+Cu+4Cl-−→
−∆2[CuCl2]-
(蓝色)(无色)
2[CuCl2]-−−→
−稀释2CuCl↓+2Cl-
(白色)
总反应为：Cu 2＋+Cu +2Cl -→2CuCl↓
反应之所以能进行，是因为在[CuCl 2]-或CuCl 中，Cu ＋
浓度降低，使得
E (Cu 2＋/Cu ＋)升高，E (Cu ＋/Cu)下降，最终使二者大小的顺序颠倒过来，使反歧化反应得以进行。

例如：
E A Θ/V
Cu 2＋
51.0CuCl 17.0Cu
3.Hg(I)和Hg(II)的相互转化汞的电势图：E A Θ/V Hg 2＋920.0Hg 22+7973.0Hg
(1)Hg 22+不会自动歧化，在溶液中能稳定存在，并且可用金属汞直接还原Hg(II)化合物来制备Hg(I)化合物。

(2)
使Hg(I)转变成Hg(II),除可用氧化方法外，还可利用Hg 22+的歧化。

当Hg 2＋
形成难溶物或难解离的配合物时，Hg 2+的浓度就会降低，造成E (Hg 2＋
/Hg 22+)数值下降，当它数值低于0.7973V 时，Hg 22+歧化反应就能发生。

例
如：
Hg 2Cl 2+2NH 3⋅H 2O→Hg(NH 2)Cl↓＋Hg↓+NH 4Cl+2H 2O
2Hg 2(NO 3)2+4NH 3⋅H 2O→HgO ⋅NH 2HgNO 3↓+2Hg↓+3NH 4NO 3+3H 2O Hg 22++S 2－→HgS↓＋Hg↓
Hg 22++2OH －→HgO↓＋Hg↓+H 2O Hg 2I 2+2I －→[HgI 4]2－+Hg
4.Cu 2＋、Ag ＋、Zn 2＋、Hg 2＋的鉴定反应Cu 2＋加黄血盐，产生红棕色沉淀：
2Cu 2＋+[Fe(CN)6]4－→Cu 2[Fe(CN)6]↓
Ag ＋见Cl －。

Zn 2＋强碱性介质中，加二苯硫腙,水层呈粉红色。

Hg 2＋见Sn 2＋。

仪器和药品
仪器：试管、离心试管、烧杯、煤气灯、点滴板、离心机等。

药品：CuSO 4(0.1mol ⋅L -1)、CuCl 2(1mol ⋅L -1)、ZnSO 4(0.1mol ⋅L -1)、AgNO 3(0.1mol ⋅L -1)、CdSO 4(0.1mol ⋅L -1)、Hg(NO 3)2(0.1mol ⋅L -1)、Hg 2(NO 3)2(0.1mol ⋅L -1)、Na 2S 2O 3(0.1mol ⋅L -1)、NH 4Cl(0.1mol ⋅L -1)、
NaCl(0.1mol⋅L-1、饱和)、KBr(0.1mol⋅L-1)、KI(0.1mol⋅L-1)、Na2S(0.2mol⋅L-1)、Pb(NO3)2(0.1mol⋅L-1)、HCl(2、6mol⋅L-1、浓)、NH3⋅H2O(2、6mol⋅L-1)、NaOH(2、6mol⋅L-1、40%)、K4[Fe(CN)6]、二苯硫腙、淀粉溶液。

浓度均为0.1mol⋅L-1Zn2+、Cd2+、Hg2+混合液；浓度均为0.1mol⋅L-1AgNO3、ZnSO4、CdSO4、Hg(NO3)2、Hg2(NO3)2溶液,分别贴标签为1~5。

实验步骤
(一)、氢氧化物的生成和性质
１.制备少量的Cu(OH)2沉淀，观察沉淀的颜色。

将沉淀分盛于三支试管中，在一支试管中加2mol⋅L-1HCl,在一支试管中加6mol⋅L-1NaOH,将另一支试管加热，观察现象。

写出离子反应方程式。

2.在四支试管中分别加入少量AgNO3、CdSO4、Hg(NO3)2、Hg2(NO3)2溶液，再分别滴加2mol⋅L-1NaOH,观察每个沉淀的颜色。

继续加入过量的6mol⋅L-1NaOH溶液，观察沉淀是否溶解。

写出离子反应方程式。

根据实验结果对Cu(II)、Ag(I)、Hg(II)氢氧化物的热稳定性作出结论。

(二)、配合物的生成和性质
1.氨合物的生成和性质
(1)在三支试管中分别加入少量的CuSO4、ZnSO4、CdSO4溶液，再分别滴加2mol⋅L-1NH3⋅H2O(不要过量)，观察沉淀的颜色。

再继续加入过量的6mol⋅L-1NH3⋅H2O，观察现象。

保留[Cu(NH3)4]2+作下面实验用。

写出离子反应方程式。

(2)在二支试管中分别加入少量Hg(NO3)2、Hg2(NO3)2溶液，分别滴加NH3⋅H2O直至过量，观察现象。

写出离子反应方程式。

(3)取所制的[Cu(NH3)4]2＋溶液分盛于3支试管,在一支试管中加入2滴
2mol⋅L-1NaOH,另一支试管中加入2滴0.2mol⋅L-1Na2S,在第3支试管中逐滴加入2mol⋅L-1HCl,观察现象,写出离子反应方程式。

2.银的配合物
(1)制取少量的AgCl沉淀，分盛于两支试管。

在一支试管中加入2mol⋅L-1NH3⋅H2O，另一支试管中加入0.1mol⋅L-1Na2S2O3溶液,观察AgCl沉淀的溶解情况。

写出对应的离子反应方程式。

(2)制取少量的AgBr和AgI沉淀，按照上面实验的方法试验它们在
NH3⋅H2O和Na2S2O3溶液中的溶解情况。

写出对应的离子反应方程式。

根据实验结果，对AgX的溶解情况作出结论。

3.汞的配合物
(1)取0.1mol⋅L-1Hg(NO3)2溶液2滴(切勿取多)，滴加几滴0.1mol⋅L-1KI溶液，观察沉淀的颜色，继续加入过量的KI溶液，观察现象。

写出离子反应方程式。

(2)在实验(1)中所得的溶液中，加入数滴40%NaOH溶液，即制得奈斯勒试剂。

在点滴板上加1滴NH4Cl溶液，再加1~2滴自制的奈斯勒试剂，观察现象。

写出离子反应方程式。

(3)用0.1mol⋅L-1Hg2(NO3)2作与(1)同样的试验。

观察现象并写出离子反应方程式。

比较(1)、(3)实验，与KI反应时，Hg(NO3)2与Hg2(NO3)2有何不同？
(三)、Cu(II)的氧化性
1.CuCl的生成和性质
取少量Cu粉，加入1mol⋅L-1CuCl2溶液10滴，饱和NaCl溶液8滴和浓HCl2滴，小火加热至溶液近似无色，停止加热，把溶液全部倒入盛有约50mL 水的小烧杯中(注意剩余的铜粉不要倒入烧杯)，观察白色沉淀的生成。

在二支试管中分别加入2mol⋅L-1NH3⋅H2O和浓HCl，用滴管排出空气后插入小烧杯底部吸取少许CuCl沉淀，再插入NH3⋅H2O或浓HCl底部后放出CuCl，观察CuCl与NH3⋅H2O和浓HCl的反应。

写出对应的离子反应方程式。

2.CuI的生成
取0.1mol⋅L-1CuSO4溶液0.5mL，滴加0.1mol⋅L-1KI溶液，离心分离。

取出1滴清液，用蒸馏水稀释后，加淀粉溶液检验溶液中是否有I2生成。

洗涤沉淀，观察沉淀的颜色。

写出离子反应方程式。

(四)、分离并鉴定Zn2＋、Cd2＋、Cu2＋的混合液。

思考题
1.Cu(I)和Cu(II)各自稳定存在和相互转化的条件是什么？
2.CuCl溶于NH3⋅H2O(或浓HCl)后生成的产物常呈蓝色(或黄色)，为什
么？
3.在CuSO4溶液中加入KI溶液为何能产生CuI沉淀，而加入KCl溶液后却不能产生CuCl沉淀？
4.应该怎样配制和保存Hg2(NO3)2溶液？。