性质实验-d区及ds区元素

1、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)d19ns12。 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：,2 C

2、rO42(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，

3、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)d10ns12。 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

4、试剂,见补充讲义,1.氢氧化物生成与性质：,CrCl3 MnSO4 (NH4)2Fe(SO4)2 FeCl3 CoCl2 NiCl2,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2M H2SO4,溶解,加6M NaOH,溶解,加热,变黑,加2M H2SO4,溶解,Cu(OH

5、)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分别溶于硫酸和氢氧化钠溶液。,Zn(OH)42-,Hg2+OH-HgO (红色或黄色沉淀) HgO溶于HNO3 HgO不溶于NaOH,2.氧化还原性：,Cr()的还原性： 2CrO2- (绿)+ 2OH- + 3H2O2 2CrO42-(黄)+ 4H2O Cr2O72- + 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,

6、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- +3H2O 2MnO4- + H2O +3SO32-MnO2+3SO4- +2OH- 2MnO4- +2OH- +SO32-2MnO42- +SO42-

7、 +H2O MnO4- 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

8、)63- KFeFe(CN)6 赤血盐 (滕氏蓝),Fe3+ + K+ Fe(CN)64- KFeFe(CN)6 黄血盐 (普鲁士蓝),Fe3+ + nSCN- Fe(SCN)n3-n (n：16，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+ 2NH3H2O = Co(OH)2(粉红)2NH4+ Co(OH)26NH3H2O = Co(NH3)62+(黄)2OH-2H2O 4 Co(NH3)62+(黄)O22H2O = 4 Co(NH3)63+(橙黄) 4OH-,Co2+ KSCN Co(SCN)42-(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+2NH3H2O = Ni(OH)2(绿)+2 NH4+ Ni(OH)2+6 NH3H2O = Ni(NH3)62+(蓝)+2OH-+6H2O