性质实验-d区及ds区元素.ppt

* 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)d1~9ns1~2。 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。 碱性 碱性 弱两性 碱性 极弱 两性 极弱 两性 碱性 两性 酸碱性 黑 褐色 红褐 绿 粉红 白 白 灰绿 颜色 Ni(OH)3 Co(OH)3 Fe(OH)3 Ni(OH)2 Co(OH)2 Fe(OH)2 Mn(OH)2 Cr(OH)3 氢氧化物 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 CrO42–(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，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)d10ns1~2。 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 ① 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)4]2- ② (CuO) Ag+ + OH- →AgOH →Ag2O Ag2O溶于 HNO3 Ag2O溶于氨水 →[Ag(NH3)2]+ ③ Zn2++ OH- →Zn(OH)2 Zn(OH)2分别溶于硫酸和氢氧化钠溶液。 [Zn(OH)4]2- Hg2++OH-→HgO↓ (红色或黄色沉淀) HgO溶于HNO3 HgO不溶于NaOH ④ ⑤ 2.氧化还原性： Cr(Ⅲ)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 (2,3) Cr(Ⅵ)的转化平衡和氧化性 2CrO42- (黄)+ 2H+ Cr2O72- (橙红) + H2O Cr2O72-(橙红) +8H+ + 3SO32- ==