《实验十七 铜、锌、汞重要化合物的性质》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验十七 铜、锌、汞重要化合物的性质（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 86 实验十七 铜、锌、汞重要化合物的性质 自然界存在的铜矿有三种形式:自然铜、硫化矿和氧化矿。 体内金属离子的种类及浓度失调，将影响正常的生命活动，如体内缺乏铁、铜、钴 会引起贫血；镉离子过量与心血管病的发病有关；硒过量对肌体有毒，但过低能引起病 毒诱发癌；先天性铜代谢障碍能引起威尔逊氏病。 蓝铜蛋白是含铜的重要金属蛋白，其中铜仅与蛋白链上的氨基酸残基相结合，形成 扭曲的四面体构型，呈显著的蓝色，如血浆蓝铜蛋白和质体蓝素，前者参与调节组织中 铜的含量，后者是一系列生物过程中的重要电子传递体。 锌主要以闪锌矿 ZnS、红锌矿 ZnO、菱锌矿 ZnCO3、硅锌矿 ZnSiO3、锌铁尖晶石 (Z
2、n,Fe,Mn)O(Fe,Mn)2O3等形式存在，还常与方铅矿共生，称为铅锌矿。大多数食物中 都含有锌,蛋白质中含锌最高，肉类含锌平均 30ppm, 鲜牡蛎含锌大于 1000ppm，人体中 平均含锌量约 2 克。已知锌有 15 种同位素，其中质量数为 64、66、67、68 和 70 的是 稳定同位素。锌是许多化学反应的催化剂和还原剂。放射性锌 65 在医学上用来了解锌 的代谢过程。 汞在地壳中的含量约为 5 10-5，自然界存在的汞矿是辰砂(硫化汞矿石)。在火山 或温泉附近，有成滴汞，有时成较大的流体与辰砂伴生。汞齐是汞与其他金属形成的合 金，钠汞齐是很好的还原剂。汞有七种稳定同位素：汞 1
3、96、汞 198、汞 199、汞 200、 汞 201、汞 202、汞 204。 汞广泛存在于自然界，各种自然现象可使汞从地表经大气、雨雪等环节不断循环， 并可为动植物所吸收。人类的生产活动可明显加重汞对环境的污染。此种人为污染比重 虽不很大，但排放集中，故危害远较自然污染严重。含汞污水对江河湖海的污染即可引 起公害病，如水俣病。经食物摄入人体的汞量如今已达到 2030 g/日，严重污染地区 甚至高达 200300 g/日，这给人类健康构成严重威胁，故汞中毒防治已成为世界各国 共同面临的重要课题。 汞和汞盐都有毒。氯化汞 HgCl2的致死量为 0.3 克；空气中的汞含量不得超过 10-5ppm
4、；成年人每周的汞摄取量不得高于 0.3 毫克，甲基汞的量不得超过 0.2 毫克。 预防汞中毒，要革新技术，以杜绝汞接触或降低作业环境中的汞浓度；汞作业场所 建筑宜用不吸附汞，并便于水冲清洗的光滑材料；含汞的废水、废气、废渣应予回收处 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message. 87 理，以防污染环境；加强个人防护如局部通、排风，戴防毒口罩等，汞作业场所应定期 用碘熏蒸以清除汞污染；汞作业工人应作就业前体查及定期体查；妊娠及哺乳期妇女应 暂脱离汞作业。车间空气中最高
5、容许浓度，中国规定为金属汞 0.01mg/m3，氯化汞 0.1mg/m3。 一、实验目的 1了解铜、锌、汞的氢氧化物或氧化物的酸碱性，硫化物的溶解性。 2掌握 Cu（） 、Cu（）重要化合物的性质及相互转化条件。 3熟悉铜、锌、汞的配位能力和常见配合物的性质以及常见离子的鉴定方法。 4熟悉 Cu2+、Zn2+、Hg2+、Hg22+的鉴定反应及 Hg22+、Hg2+的相互转化。 二、实验原理 Cu、Zn、Hg 属于 ds 区元素，Cu 为B族元素，Zn、Hg 属于B族元素。价电子 构型为（n-1）d10ns1 2,它们的许多性质与 d 区元素相似。与相应的主族 A和A族元 素比较，除了形式上均可
6、形成氧化数为1 和2 的化合物外，更多地呈现较大的差异 性。其最大特点是它们的离子具有 18 电子构型和较强的极化力和变形性，易于形成配 合物。IB、B族元素亦能形成其它一些重要化合物。 Cu(OH)2以碱性为主，溶于酸，但它又有微弱的酸性，溶于过量的浓碱溶液（如 6 molL-1NaOH） 。 Cu(OH)22OH Cu(OH)42 （淡蓝色） Cu(OH)2 8090 CuOH2O Cu2+具有一定的氧化性与还原性较强的 I 反应生成白色的 CuI 和 I 2。 2 Cu2+4 I 2CuII2 Cu2+不能将 Cl 氧化，但在较浓的盐酸中，Cu2+与金属铜反应生成黄色的CuC1 2 。
7、在此反应中，Cu 是还原剂， Cu2+Cu4CI (H+) 2CuC12 在碱性溶液中，Cu2+能氧化醛或糖类，生成暗红色的氧化亚铜 Cu2O 2Cu(OH)42 C 6H12O6 Cu2OC6H11O7 3OH3H 2O （葡萄糖） （葡萄糖酸根） Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message. 88 氢氧化锌呈两性，汞（）的氢氧化物极易脱水而转变为黄色 HgO，HgO 不溶于 过量碱中。 Cu+在水溶液中不稳定，可自发歧化，生成 Cu2+和 Cu： 2Cu+Cu2
8、+Cu K1.4 106 Cu() 只能存在于稳定的配合物和固体化合物之中，例如CuC12-、Cu (NH3)2+和 CuI，Cu2O。 铜、锌、汞的硫化物是具有特征颜色的难溶物。例如：CuS黑色，ZnS白色， HgS黑色。 Hg22+离子能够稳定于水溶液中，可以十分容易地得到 Hg22+水溶液。例如： Hg（l）Hg2+= Hg22+ K87.7 上述平衡的趋势并不很大，若加入某种试剂降低 Hg2+浓度，Hg22+就将发生歧化。 当加入 Hg() 的沉淀剂（碱、硫化物等）或强配合剂（氰离子等）时，都会促使 Hg22+ 歧化，最终产物为 Hg(s)和相应的 Hg() 的稳定难溶盐或配合物，例如
9、 HgS、HgO、 HgNH2Cl 和Hg(CN)42-等。 Cu2 的鉴定：在中性或酸性溶液中，黄血盐溶液与 Cu2反应生成红棕色的 Cu2Fe(CN)6沉淀。 2Cu2 Fe(CN) 6 4 Cu2Fe(CN)6 Cu2Fe(CN)6在碱性溶液中也被能分解。 Ag 的鉴定： Zn2 的鉴定：在强碱条件下，Zn2与二苯硫腙形成粉红色的螯合物。鉴定时，所使 用的是二苯硫腙的四氯化碳溶液，当 Zn2 有存在时，水层显粉红色，CCl 4层由绿色变 为棕色。 Hg2 的鉴定：Hg2与 SnCl 2反应先生成白色的 Hg2Cl2沉淀，SnCl2过量时在生成黑 色的 Hg。 Hg2 SnCl 4 24C
10、l Hg2Cl2SnCl6 2 Hg2Cl2(s)SnCl4 2 2Hg SnCl 6 2 Hg22 的鉴定：Hg 2 2与 HCl 生成白色的沉淀 Hg 2Cl2，加入氨水后转变成黑色。 Hg22 2NH 3 Hg(NH2)Cl(白)Hg(黑)NH4 Cl 其它阳离子无干扰。 三、仪器与试剂 Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message. 89 试管(10mL) 烧杯 离心机 离心试管 滤纸 pH 试纸 玻璃棒 0.2 molL-1 CuSO4 NaOH （2 mo
11、lL-1、 6 molL-1、 40%） H2SO4（1 molL-1、 2 molL-1） HCl （2 molL-1、 浓） 氨水 （2 molL-1、 6 molL-1、 浓） 0.2 molL-1ZnSO4 0.2 molL-1 Hg(NO3)2 2 molL-1 HNO3 1 molL-1 Na2S KI（0.2 molL-1、固体） 0.1 molL-1 KSCN 10%葡萄糖 0.5 molL-1 CuCl2 铜屑 0.5 molL-1Na2S2O3 SnCl2（0.2 molL-1、0.5 molL-1） 金属汞 0.2 molL-1NaCl 0.1 molL-1 K4Fe(C
12、N)6 Cu2+试液 2 molL-1 HAc Zn2+、Hg2+、Hg22+三种试液（浓度均为 0.1 molL-1，不贴标签） 二 苯硫腙 四氯化碳 四、实验步骤 (一) 铜、锌、汞氢氧化物或氧化物的生成和性质 1氢氧化铜和氧化铜的生成和性质 取 1ml 0.2 molL-1 CuSO4溶液，滴入新配制的 2 molL-1NaOH 溶液，观察 Cu(OH)2 的颜色和状态。 沉淀分三份， 其中两份分别加入 1molL-1 H2SO4和过量的 6 molL-1 NaOH 溶液。另一份加热至固体变黑，冷却后再加 2 molL-1HCl，观察现象，写出反应方程式。 2氧化亚铜的生成和性质 取 0
13、.5ml 0.2 molL-1 CuSO4溶液，逐滴加入过量的 6 molL-1NaOH 溶液，使生成的 沉淀全部溶解，再加入 1ml 10%葡萄糖溶液，混匀，微热，观察现象，写出反应方程式。 离心分离并且用蒸馏水洗涤沉淀，取其少量与 1 molL-1 H2SO4反应，观察现象；另 取少量沉淀加入 3ml 浓氨水，静置 10 分钟，观察清液颜色。 3锌氢氧化物的生成和性质 向盛有 0.5mL0.2 molL-1ZnSO4溶液的试管中滴加新配制的 2 molL-1 NaOH 溶液直 到生成大量沉淀为止(NaOH 不要过量)，将沉淀分为两份：一份加 2 molL-1 H2SO4，另 一份继续滴加
14、2 molL-1 NaOH 溶液，观察现象，写出反应方程式。 4氧化汞的生成和性质 向盛有0.5mL0.2 molL-1 Hg(NO3)2溶液的试管中滴加新配制的2molL-1 NaOH溶液， 观察反应产物的颜色和状态。将沉淀分为两份：一份加 2 molL-1 HNO3，另一份加 40% NaOH 溶液，观察现象，写出有关反应方程式。 (二) 锌、汞氢硫化物的生成和性质 在分别盛有 0.5mL0.2MZnSO4和 0.5mL0.2 molL-1 Hg(NO3)2溶液的试管中滴加 1 molL-1 Na2S 溶液。观察沉淀的生成和颜色。 Created with novaPDF Printer
15、(www.novaPDF.com). Please register to remove this message. 90 将沉淀离心分离、洗涤，然后将沉淀分为三份，一份加入 2 molL-1盐酸、另一份加 入浓盐酸，再一份加入王水(自配)，分别用水浴加热，观察沉淀是否溶解。 根据实验，对锌、汞硫化物的溶解情况做出结论。写出反应方程式。 (三) 铜、锌、汞的配合物 1氨合物的生成 往三支分别盛有 0.5mL 0.2 molL-1 CuSO4、ZnSO4、Hg(NO3)2溶液的试管中滴加 2 molL-1 氨水。观察沉淀的生成，继续加入过量的 2 molL-1 氨水，又有何现象发生？写 出有关应方程式。 比较 Cu2+、Zn2+、Hg2+离子与氨水反应有何不同。 2汞配合物的生成和应用 (1) 往盛有 0.5mL0.2 molL-1 Hg(NO3)2溶液的试管中滴加 0.2 molL-1 KI 溶液，观察 沉淀的生成和颜色。再向沉淀中加入少量 KI 固体(直到沉淀刚好溶解为止，不要过量)， 溶液呈何颜色？写出反应方程式。 在所得的溶液中，加几滴 40% NaOH 溶液，再与氨水反应，观察沉淀的颜色。 (2) 往 5 滴 0.2 molL-1Hg(NO3)2溶液中，逐滴加入 0.1 molL-1KSCN 溶液，最初生成 白色 Hg(SCN)2沉淀，继续滴加 KSCN 溶
