青海大学无机化学第五章d区元素(二)剖析

d区元素的无机化学实验d区元素位于长周期表中第4、5、6周期的中部，从ⅢB到ⅧB共8个纵行。

d区过渡元素在原子结构上的共同特点是：最后一个电子填充到d轨道上，而且次外层轨道尚未充满。

他们的价电子构型为(n-1)d0~10ns0~2。

由于d区元素的电子层结构与主族元素差别较大，决定了他们和主族元素的性质差别明显。

一、实验目的1.试验并掌握二价铁、钴、镍的氢氧化物及配合物的生成和性质2.学习和掌握M（Ⅲ）的氧化性及其变化规律3.学习和掌握M（Ⅱ）的氧化性及其变化规律4.学习掌握Fe2+、Fe3+、Co2+、Ni2+等离子的鉴定方法5. 试验并掌握钛、钒、铬、锰主要氧化态化合物的氧化还原性，难溶铬酸盐的生成和溶解，以及铬的鉴定二、仪器与试剂离心机，瓷坩埚，坩埚钳，泥三角；KI淀粉试纸，PH试纸；FeSO4·7H2O(s)，KSCN(s)，Cu(s)，NH4VO3(s),锌粒(s)，NaBiO3(s)，MnO2(s)，2 mol/L H2SO4，2 mol/L HCl，6 mol/L HCl，浓HCl，浓硫酸，6 mol/L HNO3，饱和H2S，2 mol/L NaOH，6 mol/L NaOH，2 mol/L NH3·H2O，6 mol/L NH3·H2O，3% H2O2，1 mol/LNa2S，0.5mol/LNaNO2，0.1 mol/L CrCl3，0.1 mol/L K2Cr2O7，0.1 mol/L BaCl2，0.1 mol/LPbNO3，0.1 mol/L AgNO3，0.1 mol/L Na2SO3，0.1mol/L MnSO4，0.1 mol/L Fe(NO3)3，1 mol/L NH4Cl，0.1 mol/L FeCl3，0.1 mol/LCoCl2，0.5mol/LCoCl2，0.1 mol/L FeSO4，碘水，溴水，丁二酮肟，丙酮，淀粉溶液，TiOSO4溶液。

无机化学第一章：气体第一节：理想气态方程1、气体具有两个基本特性：扩散性和可压缩性。

主要表现在：⑴气体没有固定的体积和形状。

⑵不同的气体能以任意比例相互均匀的混合。

⑶气体是最容易被压缩的一种聚集状态。

2、理想气体方程：nRT PV = R 为气体摩尔常数，数值为R =11--⋅⋅K mol J3、只有在高温低压条件下气体才能近似看成理想气体。

第二节：气体混合物 ！1、对于理想气体来说，某组分气体的分压力等于相同温度下该组分气体单独占有与混合气体相同体积时所产生的压力。

2、Dlton 分压定律：混合气体的总压等于混合气体中各组分气体的分压之和。

3、(0℃= STP 下压强为 = 760mmHg = 76cmHg)第二章：热化学第一节：热力学术语和基本概念1、 系统与环境之间可能会有物质和能量的传递。

按传递情况不同，将系统分为： …⑴封闭系统：系统与环境之间只有能量传递没有物质传递。

系统质量守恒。

⑵敞开系统：系统与环境之间既有能量传递〔以热或功的形式进行〕又有物质传递。

⑶隔离系统：系统与环境之间既没有能量传递也没有物质传递。

2、 状态是系统中所有宏观性质的综合表现。

描述系统状态的物理量称为状态函数。

状态函数的变化量只与始终态有关，与系统状态的变化途径无关。

3、 系统中物理性质和化学性质完全相同而与其他部分有明确界面分隔开来的任何均匀部分叫做相。

相可以由纯物质或均匀混合物组成，可以是气、液、固等不同的聚集状态。

4、 化学计量数()ν对于反应物为负，对于生成物为正。

5、反应进度νξ0)·(n n sai k et -==化学计量数反应前反应后-，单位：mol第二节：热力学第一定律 0、 : 1、 系统与环境之间由于温度差而引起的能量传递称为热。

热能自动的由高温物体传向低温物体。

系统的热能变化量用Q 表示。

若环境向系统传递能量，系统吸热，则Q>0；若系统向环境放热，则Q<0。

无机化学实验报告-DS区元素实验11 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 IIBCu 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)2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色的Ag 2O 。

Zn(OH)2呈两性，Cd(OH)2显碱性，Hg(I, II)的氢氧化物极易脱水而转变为黄色的HgO(II)和黑色的Hg 2O(I)。

易形成配合物是这两副族的特性，Cu 2+、Ag +、Zn 2+、Cd 2+与过量的氨水反应时分别生成[Cu(NH 3)4]2+、[Ag(NH 3)2]+、[Zn(NH 3)4]2+、[Cd(NH 3)4]2+。

但是Hg 2+和Hg 22+与过量氨水反应时，如果没有大量的NH 4+存在，并不生成氨配离子。

如：HgCl 2 ＋ 2NH 3 ＝ Hg(NH 2)Cl↓白＋ 2 NH 4Cl Hg 2Cl 2 ＋ 2NH 3 ＝ Hg(NH 2)Cl↓白＋ Hg↓黑＋NH 4Cl（观察为灰色）Cu 2+具有氧化性，与I －反应，产物不是CuI 2，而是白色的CuI ：Cu2+＋ I - ＝ 2CuI↓白 ＋ I 2将CuCl 2溶液与铜屑混合，加入浓盐酸，加热可得黄褐色[CuCl 2]－的溶液。

将溶液稀释，得白色CuCl 沉淀：Cu ＋ Cu2+＋ 4Cl － ＝ 2[CuCl 2]－[CuCl 2]－←稀释→CuCl↓白 ＋ Cl －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 3 ＝ [Ag(NH 3)2]+＋ Cl -红色HgI 2难溶于水，但易溶于过量KI 中，形成四碘合汞(II)配离子：HgI 2 ＋ 2I -＝ [HgI 4]2－黄绿色Hg 2I 2与过量KI 反应时，发生歧化反应，生成[HgI 4]2－和Hg ：Hg 2I 2＋ 2I - ＝ [HgI 4]2-＋ Hg↓黑三、实验内容 1、氧化物的生成和性质（1） C u 2O 的生成和性质Cu 2+ ＋ 2OH - ＝Cu(OH)2↓ 蓝色 Cu(OH)2 ＋ 2OH - = [Cu(OH)4]-2- 蓝色2[Cu(OH)4]2-＋ C 6H 12O 6 (葡萄糖) ＝Cu 2O↓(红) ＋ 4OH -＋C 16H 12O 7＋2H 2O或：2Cu 2+ + 5OH - +C 6H 12O 6 = Cu 2O↓+ C 6H 11O 7- + 3H 2O （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。

思考题1.“原子”为什么不像过去那样定义为组成的基本粒子?2.量子力学的轨道概念与波尔原子模型的轨道有什么区别和联系?3.波函数与原子轨道有何关系?与电子云有何关系?4. .量子力学原子模型是如何描述核外电子运动状态的?解:用四个量子数:主量子数--------描述原子轨道的能级副量子数------ 描述原子轨道的形状角量子数-------描述原子轨道的伸张方向自旋量子数---------描述电子的自旋方向.5.下列各组量子数哪些是不合理的?为什么?n l m(1) 2 1 0(2) 2 2 -1(3) 3 0 +1解：（2），（3）不合理。

当n=2时，l只能是0，1，而（2）中的l =2，当l =0时，m只能是0，而（3）中的m却为+16. 为什么任何原子的最外层最多只能有8个电子,次外层最多只能有18个电子?7. 为什么周期表中各周期的元素数目并不一定等于原子中相应电子层的电子最大容量数(2n2)?因为存在能级交错现象8. 量子数n=3,l=1的原子轨道的符号是怎样的?该类原子轨道的形状如何?有几种空间取向?共有几个轨道?可容纳多少个电子?9. 在下列各组电子分布中哪种属于原子的基态?哪种属于原子的激发态?哪种纯属错误?(1) 1s22s1 (2)1s22s22d1(3)1s22s22p43s1 (4)1s22s42p2（1）属于原子的基态；（3）属于原子的激发态；（2），（4）纯属错误。

10.(1) 试写出s区,p区,d区及ds区元素的价层电子构型.(2) 具有下列价层电子构型的元素位于周期表中哪一个区?它们各是金属还是非金属?ns2 ns2np5 (n-1)d2ns2 (n-1)d10ns2解：（1）所在区价层电子构型s ns1-2p ns2np1-6d (n-1)d1-10ns1-2ds (n-1)d10ns1-2(2) 价层电子构型ns2 ns2np5 (n-1)d2ns2 (n-1)d10ns2所在区s p d ds金属或非金属 金属 非金属 金属 金属11. 已知某副元素的A 原子,电子最后填入3d,最高氧化数为+4,元素B 的原子,电子最后填入4p, 最高氧化数为+5.回答下列问题: (1) 写出A,B 元素原子的电子分布式;(2) 根据电子分布,指出它们周期表中的位置(周期,区,族). 解：（1）A ：1s 22s 22p 63s 23p 63d 24s 2B: 1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 3 (2) A: 四周期，d 区，IVB 族元素 B ：四周期，p 区，V A 族元素12. 不参看周期表,试推测下列每一对原子中哪一个原子具有较高的第一电离能和较大的电负性值?(1) 19和29号元素原子 (2) 37和55号元素原子(3) 37和38号元素原子 解：（1） 电子分布式 周期 族 19 [Ar]4s 1 四 IA29 [Ar]3d 104s 1 四 IB故29号元素具有较高的第一电离能和较大的电负性； （2） 电子分布式 周期 族 37 [Kr]5s 1 五 IA 55 [Xe]6s 1 六 IA故37号元素具有较高的第一电离能和较大的电负性 （3） 电子分布式 周期 族 37 [Kr]5s1 五 IA 38 [Kr]5s2 五 IIA故38号元素具有较高的第一电离能和较大的电负性。

第五章:d区元素(二)§5.1铜族元素铜族元素简介周期系第ⅠB元素，包括铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)3种元素，通常称为铜族元素。

价电子构型为(n-1)d10n s1。

在自然界中，铜族元素除了以矿物形式存在外，还以单质形式存在。

常见的矿物有辉铜矿(Cu2S)、孔雀石[Cu2(OH)2CO4]、辉银矿(Ag2S)、碲金矿(AuTe2)等。

5.1.1 铜族元素的单质1.物理性质★铜、银、金都有特征颜色：Cu(紫红)、Ag(白)、Au(黄)。

★铜、银、金的熔沸点不太高。

★它们的导电性、导热性、延展性特别突出。

它们的导电性顺序为：Ag＞Cu ＞Au。

由于铜的价格较低，所以，铜在电器工业上得到了广泛的应用。

2.化学性质铜、银、金的化学活泼性较差，在室温下看不出它们与氧或水作用。

在含有CO2的潮湿空气中，铜的表面会逐渐蒙上绿色的铜锈(铜绿—碳酸羟铜Cu2(OH)2CO3)。

2Cu + O2 + H2O + CO2→ Cu2(OH)2CO3★在加热条件下，铜与氧化合成CuO,而银、金不发生变化。

此所谓“真金不怕火炼”！注意：当沉淀剂或配合剂存在时，铜、银、金也可与氧发生作用：5.1.2 铜族元素的化合物1.铜的化合物铜的常见化合物的氧化值为+1和+2。

Cu(Ⅰ)为d10构型，没有d—d跃迁，Cu(Ⅰ)的化合物一般是白色或无色的。

Cu(Ⅱ)为d9构型，它们的化合物中常因Cu2+发生d—d跃迁而呈现颜色。

(1) 铜(Ⅰ)的化合物★一般说来，在高温、固态时，Cu(Ⅰ)的化合物比Cu(Ⅱ)的化合物稳定，例如：★在水溶液中，Cu(Ⅰ)易被氧化为Cu(Ⅱ)，水溶液中Cu(Ⅱ)的化合物较稳定。

★ Cu(Ⅰ)的化合物都难溶于水，常见的Cu(Ⅰ)化合物在水中的溶解度顺序为：CuCl ＞CuBr ＞CuI ＞CuSCN ＞CuCN ＞Cu 2SCu(Ⅰ)的配合物多位2配位的，其稳定性顺序为：(2) 铜(Ⅱ)的化合物CuO 的制备与性质O H CO 2CuO CO (OH)Cu 22℃200322++−−→−O H )Cu(NO HNO 2CuO 2233+−→−+O H CuS O S O H CuO 2442+−→−+O H CuCl HCl 2CuO 22+−→−+• Cu(OH)2的性质及Cu(Ⅱ)的氧化性O H CuO(s))s (OH)(Cu OH 2Cu 2℃90~802-2+−−→−→++--−→−+242][Cu(OH))(2OH Cu(OH)过量，浓2-2(CN))2CuCN(s,4CN 2Cu +−→−++白 -][C u (C N )2与葡萄糖在加热条件下反应，有暗红色的Cu 2O 沉淀析出：这一反应在有机化学中用来检验某些糖的存在。