無機化學實驗報告

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　　無機化學實驗報告1

　　Ds區元素(銅、銀、鋅、鎘、汞)

　　【學習目標】

　　認知目標：掌握銅、銀、鋅、鎘、汞的氫氧化物或氧化物的酸堿性，硫化物的溶解性及配位性。 技能目標：掌握Cu+ \ Cu2+及Hg22+\ Hg2+相互轉化條件，正確使用汞;

　　思想目標：培養學生觀察現象、思考問題的能力。

　　【教學安排】

　　一 課時安排：3課時

　　二 實驗要點：1、銅、銀、鋅、鎘、汞氫氧化物或氧化物的生成和性質;

　　2、鋅、鎘、汞硫化物的生成和性質;

　　3、銅、銀、鋅、汞的配合物;

　　4、銅、銀、汞的氧化還原性。

　　【重點、難點】

　　Cu+ \ Cu2+及Hg22+\ Hg2+相互轉化條件;

　　這些元素的氫氧化物或氧化物的酸堿性，硫化物的溶解性及配位性。

　　【教學方法】 實驗指導、演示、啟發

　　【實驗指導】

　　一、銅、銀、鋅、鎘、汞氫氧化物或氧化物的生成和性質

　　1、銅、鋅、鎘

　　操作：0.5mL 0.2 mol·L-1MSO4→2 mol·L-1NaOH→↓ →2 mol·L-1H2SO4; ↓→2 mol·L-1 NaOH

　　指導：

　　離子

　　Cu2+實驗現象 H2SO4NaOH

　　溶 解釋及原理 Cu2+ +OH-=Cu(OH)2↓ Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O Cu(OH)2++OH-=[Cu(OH)4]2-

　　Zn2+ +OH-=Zn(OH)2↓方程式同上

　　溶 溶 淺藍↓ 溶 Zn2+

　　Cd2+

　　結論 白↓ 白↓ 溶 不溶 Cd2+ +OH-=Cd(OH)2↓ Zn(OH)2、Cu(OH)2具有兩性，以堿性為主，能溶于濃的強堿中生成四羥基合M(Ⅱ)酸根配離子。

　　Cd(OH)2堿性比Zn(OH)2強，僅能緩慢溶于熱濃強堿。

　　2、銀、汞氧化物的生成和性質

　　操作：:0.5 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3 →2 mol·L-1NaOH→→↓+ 2 mol·L-1HNO3(2 mol·L-1 NH3·H2O)

　　:0.5 mL 0.2 mol·L-1 Hg(NO3)2 → 2 mol·L-1NaOH→→↓+ 2 mol·L-1HNO3(40% NaOH) 指導：

　　離子 實驗現象 解釋及原理Ag

　　+

　　Ag2O褐↓

　　HNO3溶 溶 無色

　　氨水 溶 NaOH 不溶

　　Ag2O+ 4NH3 + H2O =2Ag(NH3)2+ +2OH

　　HgO + 2H+=Hg2+ +H2O

　　-

　　Hg

　　2+

　　HgO 黃↓

　　結論

　　AgOH、Hg(OH)2沉淀極不穩定，脫水生成成堿性的Ag2O、HgO。

　　二、鋅、鎘、汞硫化物的生成和性質;

　　操作：:0.5 mL 0.2 mol·L-1 ZnSO4、CdSO4、Hg(NO3)2→1 mol·L-1Na2S→(濃HCl、王水)。 指導：

　　離子 Zn2+Cd2+Hg2+結論

　　結論

　　溶解性

　　硫化物 CuS Ag2S ZnS CdS HgS

　　顏色

　　黑 黑 白 黃 黑

　　稀HCl 不溶 溶 溶 溶 不溶

　　濃HCl 不溶 溶 溶 溶 不溶

　　濃HNO3 溶(△)溶 溶 溶 不溶

　　王水

　　K

　　sp

　　-5

　　→↓→2 mol·L-1HCl

　　實驗現象

　　溶解性稀ZnS白↓ 溶 CdS黃↓ 溶 HgS黑↓ 不溶

　　HCl濃溶 溶 不溶

　　王水溶 溶 溶

　　-

　　解釋及原理

　　M2+ + S2=MS↓ MS + H+ = M2+ + H2S

　　臭↑(H2S)，CuS、CdS易溶于酸，最難溶的是HgS，須用王水溶解。

　　溶×10溶 溶

　　2×106×10

　　-49-36-28

　　溶×10溶

　　2×10

　　-52

　　三、銅、銀、鋅、汞的配合物

　　1、氨配和物的生成

　　操作：:0.5 mL 0.2 mol·L-1 CuSO4、AgNO3、ZnSO4、Hg(NO3)2 →2mol·L-1氨水→2mol·L-1氨水。

　　注意：

　　離子 Cu2+

　　氨水 ↓淺藍

　　溶

　　過量

　　-

　　解釋及方程式

　　Cu2++2OH=Cu(OH)2↓

　　2+

　　Cu(OH) 2 + 4NH3=Cu(NH3)4+2OH

　　-

　　2、汞合物和應 內容

　　Ag+Zn2+Hg2+結論 操作

　　Ag2O↓褐

　　溶Ag(NH3)2+溶

　　Zn(NH3)42+無色不溶

　　Ag2O+ 4NH3 + H2O =2Ag(NH3)2+ +2OHZn2++2OH=Zn(OH)2↓

　　-

　　-

　　↓白 ↓白

　　Zn(OH)2 + 4NH3=Zn(NH3)42+ +2OH

　　-

　　Cu2+ 、Ag+、Zn2+可生成氨配合物。Hg2+ Hg22+與氨會生成溶解度很小的氨基硝酸汞(或氨基氯化汞)，所以它們不形成氨基配合物。

　　現象 橙紅↓

　　解釋

　　Hg2++2I=HgI2↓

　　-

　　的配

　　生成用

　　0.5 mL 0.2 mol·L-1 Hg(NO3)2 →0.2mol·L-1KI →↓→KI固體至↓溶解 → 40% KOH→ 氨水 (可用于鑒定NH4+) 結論

　　↓溶2+2KI=K2[HgI4](無色)

　　碘 配 合 物

　　紅棕↓

　　a) K2[HgI4]與KOH混合溶液(奈斯勒試劑)可用于鑒出微量的NH4+。 b) 在HCl下可溶解HgS:

　　5d 0.2mol·L-1Hg(NO3)2 →0.1mol·L-1KSCN

　　-

　　白↓2++2SCN=Hg (SCN) 2↓ ↓溶2++4SCN=Hg (SCN) 42

　　-

　　-

　　-

　　白↓→KSCN

　　→ ZnSO4(可用于鑒定Zn2+)

　　SCN 配 合 物

　　結論

　　白↓2++Hg (SCN) 42=Zn[Hg (SCN) 4]↓

　　) (反應速度相當緩慢，如有Zn2+存在時，Co2+與試劑的反應加快。

　　四、銅、銀、汞的氧化還原性。

　　內容操作 現象解釋

　　0.5 mL 0.2 mol·L-1 CuSO4→過量

　　6 mol·L-1 NaOH→

　　→1mL 10%葡

　　Cu2O

　　萄糖溶液△→↓→兩份 (黃↓→紅↓)

　　2 mol·LH2SO4 →靜置→△ 1mL濃氨水→靜

　　置

　　-1

　　淺藍↓ ↓溶

　　紅↓溶解，有紅色固體Cu↓溶，深藍色

　　Cu2+ +OH-=Cu(OH)2

　　↓

　　Cu(OH)2

　　+OH-=[Cu(OH)

　　4]2-2 [Cu(OH)4]2- + C6H12O6= Cu2O↓+ C6H12O7 +4OH-+2H2O

　　被O2氧化成Cu(Ⅱ)

　　c)

　　10 mL 0.5 mol·L-1 CuCl2→3mLHCl濃 、Cu屑→△至綠色