過(guò)渡元素及其化合物性質(zhì)與檢驗(yàn) d區(qū)與ds區(qū)元素及其化合物 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑囼?yàn)d區(qū)元素及化合物主要性質(zhì) 掌握常見(jiàn)d區(qū)離子的檢驗(yàn)方法 2 試驗(yàn)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(yàn)的基本操作 二 實(shí)驗(yàn)原理 d區(qū)元素的價(jià)電子構(gòu)型 n 1 d1 9ns1 2 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(jià)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(qiáng) 故其難溶鹽也較多 水溶液中的高價(jià)離子往往以含氧酸根的形式存在 本實(shí)驗(yàn)主要試驗(yàn)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 2CrO42 黃 2H Cr2O72 橙 H2O 在酸性介質(zhì)中 Cr2O72 與H2O2反應(yīng)生成藍(lán)色過(guò)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(qiáng)的氧化劑如PbO2 NaBiO3 S2O82 才能將其氧化為MnO4 MnO4 具有強(qiáng)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(qiáng)堿性介質(zhì)中的還原產(chǎn)物依次是Mn2 MnO2 MnO42 2價(jià)態(tài)的Fe Co Ni均具有還原性 且還原性依次減弱 3價(jià)態(tài)的Fe Co Ni氫氧化物均具有氧化性 且氧化性依次增強(qiáng) 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(jiàn)配體有 NH3 CN SCN F 等 Fe無(wú)論二價(jià)或三價(jià)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 Fe 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(jià)電子構(gòu)型 n 1 d10ns1 2 其離子有較強(qiáng)的氧化性 較強(qiáng)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 三 儀器和試劑 見(jiàn)補(bǔ)充講義 1 氫氧化物生成與性質(zhì) CrCl3MnSO4 NH4 2Fe SO4 2FeCl3CoCl2NiCl2 過(guò)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(shí)驗(yàn)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2MH2SO4 溶解 加6MNaOH 溶解 加熱 變黑 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分別溶于硫酸和氫氧化鈉溶液 Zn OH 4 2 Hg2 OH HgO 紅色或黃色沉淀 HgO溶于HNO3HgO不溶于NaOH 2 氧化還原性 Cr 的還原性 2CrO2 綠 2OH 3H2O2 2CrO42 黃 4H2OCr2O72 2H 4H2O2 2CrO5 5H2O其中CrO O2 2只在乙醚或戊醇中穩(wěn)定存在顯藍(lán)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(lán)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 3H2O2MnO4 H2O 3SO32 MnO2 3SO4 2OH 2MnO4 2OH SO32 2MnO42 SO42 H2OMnO4 具有強(qiáng)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(rùn)濕的淀粉碘化鉀試紙檢驗(yàn)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(huì)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 Hg2Cl2 Sn2 Hg 3 配合物的生成與離子鑒定 1 Fe的配合物 Fe2 K Fe CN 6 3 KFe Fe CN 6 赤血鹽 滕氏藍(lán) Fe3 K Fe CN 6 4 KFe Fe CN 6 黃血鹽 普魯士藍(lán) Fe3 nSCN Fe SCN n 3 n n 1 6 n增加其血紅色變深 Fe2 Fe3 氨水 白 灰綠 紅棕 紅棕 過(guò)量氨水 不溶 2 Co的配合物 Co2 2NH3 H2O Co OH 2 粉紅 2NH4 Co OH 2 6NH3 H2O Co NH3 6 2 黃 2OH 2H2O4 Co NH3 6 2 黃 O2 2H2O 4 Co NH3 6 3 橙黃 4OH Co2 KSCN Co SCN 4 2 藍(lán) 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 2NH3 H2O Ni OH 2 綠 2NH4 Ni OH 2 6NH3 H2O Ni NH3 6 2 藍(lán) 2OH 6H2O Ni NH3 6 2 在空氣中靜置穩(wěn)定 鎳離子遇到丁二酮肟會(huì)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