ds区元素（铜、银、锌、镉、汞）的性质
一、实验目的
1、掌握铜、锌氢氧化物的酸碱性；
2、掌握铜、银、锌、汞的配合物的生成和性质； 6、掌握铜、银、锌、汞离子的分离与鉴定方法。 二、实验原理
IB IIB
Cu Zn Cu（＋2，＋1） Zn(+2) Ag Cd Ag（＋1） Cd(+2)
Au Hg Au（＋1，＋3） Hg(+2，＋1)
蓝色的Cu(OH)呈现两性，在加热时易脱水而分解为黑色的CuO。AgOH在常温下极易脱水而转化为棕
2
色的AgO。Zn(OH)呈两性，Cd(OH)显碱性，Hg(I, II)的氢氧化物极易脱水而转变为黄色的HgO(II)和黑色
2
2
2
的HgO(I)。
2
易形成配合物是这两副族的特性，Cu、Ag、Zn、Cd与过量的氨水反应时分别生成[Cu(NH)]、
34
2++2+2+2+
[Ag(NH)]、[Zn(NH)]、[Cd(NH)]。但是Hg和Hg
32
34
34
+2+2+2+2+
2
与过量氨水反应时，如果没有大量的NH存在，
4
+
并不生成氨配离子。如：
HgCl＋ 2NH＝ Hg(NH)Cl↓白＋ 2 NHCl
2
3
2
4
HgCl＋ 2NH＝ Hg(NH)Cl↓白＋ Hg↓黑＋NHCl（观察为灰色）
2
2
3
2
4
Cu具有氧化性，与I反应，产物不是CuI，而是白色的CuI：
2
2+
－
Cu
2+
＋ I＝ 2CuI↓白＋ I
2
－
-
将CuCl溶液与铜屑混合，加入浓盐酸，加热可得黄褐色[CuCl]的溶液。将溶液稀释，得白色CuCl
2
2
沉淀：
Cu ＋ Cu
－
2+
＋ 4Cl＝ 2[CuCl]
2
－
－－
[CuCl]←稀释→CuCl↓白＋Cl
2
卤化银难溶于水，但可利用形成配合物而使之溶解。例如：
AgCl＋ 2NH＝ [Ag(NH)]＋Cl
3
32
+
-
红色HgI难溶于水，但易溶于过量KI中，形成四碘合汞(II)配离子：
2
HgI＋ 2I＝ [HgI]
2
4
-
2－
黄绿色HgI与过量KI反应时，发生歧化反应，生成[HgI]和Hg：
22
4
2－
HgI＋ 2I＝ [HgI]＋ Hg↓黑
22
4
-
2-
三、实验内容
1、 氧化物的生成和性质 （1）
Cu2O的生成和性质
Cu2+＋ 2OH-＝Cu(OH)2↓ 蓝色 Cu(OH)2＋ 2OH- = [Cu(OH)4]-2-蓝色
2[Cu(OH)4]2-＋ C6H12O6 (葡萄糖) ＝Cu2O↓(红)＋ 4OH-＋C16H12O7＋2H2O 或：2Cu2+ + 5OH- +C6H12O6 = Cu2O↓+ C6H11O7- + 3H2O （须加热）
分析化学上利用此反应测定醛，医学上利用此反应检查糖尿病。由于制备方法和条件的不同，CuO
2
晶粒大小各异，而呈现多种颜色黄、橙黄、鲜红或深棕。
红色沉淀CuO离心分离后，分为两份：
2
一份加酸：Cu2O + H2SO4＝ Cu2SO4＋ H2O＝ CuSO4＋ Cu ＋ H2O
+ －
一份加氨水：CuO＋4NH?HO＝2[Cu(NH)](无色溶液)＋ 3HO＋2OH
2
3
2
32
2
+2+
2[Cu(NH)]＋4NH?HO＋1/2O＝2[Cu(NH)] (蓝色溶液)＋2OH-＋3HO
32
3
2
2
34
2
（2）Ag2O的生成和性质
2Ag+ + 2OH- = Ag2O↓（棕色）+ H2O
Ag2O + 2HNO3 = 2AgNO3 + H2O
Ag2O + 4NH3H2O = 2[Ag(NH3)2]OH + 3H2O （3）HgO的生成和性质
Hg2+ + 2OH- = HgO↓（黄色） + H2O HgO + 2HCl = HgCl2 + H2O HgO + NaOH= 不反应 (HgO碱性)
Hg22++2OH-=Hg↓+HgO↓+H2O （歧化反应）
2、氢氧化物的生成与性质
（1）Cu2+ + 2OH- = Cu(OH)2↓（蓝色絮状）
加热：Cu(OH)2 = CuO↓ (黑色)+ H2O 加酸：Cu(OH)2 + 2H+= Cu2+ + 2 H2O
加浓碱：Cu(OH)2 + 2OH- (6M) = [Cu(OH)4]2-
Cu(OH)两性偏碱，所以需强碱使之生成配离子
2
（2）Zn + 2OH = Zn(OH)2↓ (白色)
Zn(OH)2 + 2H+ = Zn2+ + 2 H2O Zn(OH)2 + 2OH- = Zn(OH)42- Cd＋2OH＝Cd(OH)↓白色
2
2+
－
2+-
Cd(OH)＋HSO= CdSO+ HO (沉淀溶解)
2
2
4
4
2
Cd(OH)2 + NaOH (6M)= 不反应 (Cd(OH)碱性)
2
3、硫化物的生成与性质
铜、银、锌、镉、汞的硫化物的生成（与饱和硫化氢溶液反应）和溶解性（ZnS白色能溶于稀盐酸，CdS黄色溶于浓盐酸，CuS黑色和Ag2S灰色溶于浓硝酸。HgS黑色溶于王水。
3HgS+12Cl-+2NO3-+8H+=3[HgCl4]2-+3S+2NO+4H2O 4、配合物的生成与性质 （1）Ag的配合物
Ag+ + Cl- →AgCl ↓(白) Ag++ Br- →AgBr ↓(淡黄)
Ag+ + I- →AgI ↓(黄)
AgCl + NH3 = [Ag(NH3)2]+ + Cl- AgCl+ S2O32- →[Ag(S2O3)2]3- + Cl- AgBr + S2O32- = [Ag(S2O3)2]3- + Br- （2）Hg的配合物
① Hg2+ + 2I- = HgI2（红色沉淀） HgI2+ 2I- = HgI42-（无色溶液） ② ③ Hg
2+2
2-+-2HgI4+NH4+4OH-7I+3H2O+OHgHg红棕色NH2I+ 2I- = Hg2I2（黄绿色沉淀）
Hg2I2+ 2I- = HgI42-＋ Hg（黑色粉末） 5、CuX的生成与性质 （1）CuCl的生成与性质
Cu ＋ Cu
2+
＋ 4Cl＝加热＝ 2[CuCl]深棕色
2
－
-
[CuCl2]- ＝稀释＝CuCl↓白＋Cl-
注：CuCl2在很浓的溶液中显黄绿色（CuCl4-配离子），浓溶液中显绿色，在稀溶液中显蓝色（Cu(H2O)62+配离子）。
一份：CuCl＋ 2NH3＝2[Cu(NH3)2]+ ＋Cl
2[Cu(NH)]＋ 4NH?HO＋1/2O＝ 2[Cu(NH)]＋2OH＋3HO
32
3
2
2
34
2
+
2+
-－
另一份：CuCl＋Cl(浓) ＝ [CuCl]深棕色若稀释又生成沉淀
2
--
（2）CuI的生成与性质
Cu2+＋ I-＝ 2CuI↓白＋ I2（棕色）
消除I2干扰：I2 + 2 S2O32- = 2I- + S4O62- (注意应严格控制S2O32-的用量) CuI ＋ I(饱和) ＝ [CuI]刚好使沉淀溶解，加水稀释时反应逆转又析出CuI。
2
－
－
CuI + KSCN === CuSCN↓（白色或灰白色）+ KI
CuSCN + SCN- === [Cu(SCN)2]-加水稀释时反应逆转又析出CuSCN。 6、Hg（II）和Hg（I）的转化
Hg2+ + Hg=Hg22+(注意Hg的取用，回收) Hg22+＋ Cl-＝ Hg2Cl2↓（白色）
Hg2（NO3）2 + 2 NH3H2O = HgNH2NO3↓（白色） + Hg↓（黑色）+ NH4NO3 + 2H2O Hg和Hg
2+
2+2
与过量氨水反应时，如果没有大量的NH存在，并不生成氨配离子
4
＋
7、离子鉴定 （1）Cu2+离子的鉴定
（弱酸性或中性介质）
2Cu2+ + [Fe（CN）6]4- = Cu2 [Fe(CN)6] ↓ （红棕色沉淀） Cu2 [Fe(CN)6] +8NH3 = 2[Cu(NH3)4]2++ [Fe(CN)6]4-
（2）Ag+的鉴定
Ag+ + Cl- = AgCl（白色沉淀）
AgCl + 2 NH3H2O = [Ag(NH3)2]Cl + 2H2O
[Ag(NH3)2] Cl + 2HNO3 = AgCl↓+ 2NH4NO3
（3）Zn2的鉴定
＋
①中性或弱酸性介质下
Zn2+ + Hg（SCN）42- = Zn[Hg（SCN）4] （白色沉淀）
②2+1/2Zn+NHNHC6H5-强碱性CS+OHNNC6H5NHNHC6H5CSZn/2NNC6H5粉红色+H2O（4）Hg2+的鉴定
2HgCl2 + SnCl2 = SnCl4 + Hg2Cl2↓（白色沉淀） Hg2Cl2 + SnCl2 = SnCl4 +2Hg↓（黑色沉淀）
四、注意事项
1、 本实验涉及的化合物的种类和颜色较多，需仔细观察。 2、 涉及汞的实验毒性较大，做好回收工作。
五、思考题：
1．Cu(I)和Cu(II)稳定存在和转化的条件是什么？
Cu(I)在水溶液中不稳定，Cu0.158 Cu0.522 Cu，易歧化。在有机溶剂和生成沉淀或某些配合物时可以稳定存在。
Cu
2+
2+
+
＋ I＝ 2CuI↓白＋ I
2
－
－
－
CuI＋ I(饱和) ＝ [CuI]
2
转化：Cu(I)－Cu(II)：水中歧化CuO＋4H＝ Cu
2
＋
2+
＋ Cu
Cu(II)－Cu(I)：加入沉淀剂或配位剂
Cu ＋ CuCu
3
2+
2+
＋ 4Cl＝ 2[CuCl]
2
－－
＋ I＝ 2CuI↓白＋ I
2
－
2．在AgNO中加入NaOH为什么得不到AgOH？
AgOH不稳定，易失水变成AgO
2
3．用平衡移动原理说明在Hg(NO)溶液中通入HS气体会生成什么沉淀？
2
32
2
Hg
2＋
2
＝ Hg＋Hg 歧化反应
2＋
＋
－53
2+
加入HS气体，会发生 Hg＋ HS＝HgS＋ 2 HK(HgS)=4×10
2
2
sp
，会促进歧化反应的进行。