C

9.碳　C

碳是钢的重要的成分之一，决定黑色金属的品号时，首先要注意到碳的含量。

碳能以四种不同的形式存在于黑色金属里。

（1）钢中的碳主要是以碳化铁（Fe3C）的化合态以及合金元素碳化物的化合形态而存在的，如：Mn3C、Cr3C2、WC、VC等。

（2）碳在铁中呈固溶体形态。

（3）在铸铁中、灰铸铁中主要以石墨状态存在，游离碳不和稀酸起作用，用酸处理钢时金属部分溶解后，游离碳完全沉淀出来。

在钢样溶于冷硝酸（1+1）的过程中，碳化物以褐色沉淀 。这种沉淀在加热时即变成胶体溶液而使溶液呈褐色。测定黑色金属中碳的含量常用以下几种方法。

①碳的测定用氧气燃烧法，其反应式：

燃烧出来的CO2气体用氢氧化钠（钾）来吸收，反应式：

②氢氧化钡容量法测定碳，是燃烧所生成的二氧化碳用过量的氢氧化钡标准溶液来吸收，形成碳酸钡的沉淀 ，其反应式：

然后对过量的Ba（OH）2用标准醋酸溶液中和滴定，其反应式：

③用甲醇钾法测定CO2。

甲醇钾的生成：

甲醇钾与二氧化碳反应：

10.钙　Ca

钙是非常活泼的金属，能将几乎所有的金属氧化物还原。主要的钙矿是石灰石。

①金属钙与氢加热反应生成氢化钙：

氢化钙与水生成氢气 ：

②金属钙与水反应生成氢氧化钙及氢气：

氢氧化钙溶液吸收空气中的CO2生成CaCO3：

③磷酸盐与钙盐溶液生成白色絮状磷酸氢钙沉淀反应式：

钙盐溶液与草酸盐反应生成草酸钙沉淀的反应式：

④ 草酸钙易溶解于盐酸中生成草酸：

⑤钙盐溶液与亚铁氰化钾反应生成白色亚铁氰化钙钾沉淀的反应式：

⑥碳化钙与水分解生成乙炔气体：

磷化钙与水分解生成磷化氢气体（大蒜味）：

氮化钙与水分解生成氨气体：

⑦炉渣中部分氧化钙在高温的作用形成碳化钙，其反应式：

生成的乙炔与氧燃烧生成二氧化碳：

⑧氧化钙溶解于水中生成氢氧化钙并用酸中和：

一些含钙化合物溶解于盐酸中形成氯化钙，其反应式：

⑨氯化钙用草酸铵在溶液中形成草酸钙沉淀出来的反应式：

将草酸钙沉淀溶解在酸中：

形成的草酸用高锰酸钾标准溶液来滴定：

⑩碳酸钙与酸作用生成碳酸：

磷酸氢钙与酸作用生成磷酸：

⑪次氯酸钙与盐酸作用时生成氯化钙：

氰化钙水解形成甲酸钙及氨：

⑫炉渣中部分氧化钙在高温的作用形成碳化钙，碳化钙与酸反应，生成乙炔及钙盐：

碳化钙与水生成乙炔及氢氧化钙反应式：

⑬用盐酸还原氯酸钙可得氯气：

⑭漂白粉生产吸收法：

漂白液有效氯之测定：

⑮氧化钙与碳：

⑯草酸钙与硫酸反应：

11.铜　Cu

铜在自然界中主要是以黄铜矿CuFeS2、孔雀石Cu2（OH）2CO3、辉铜矿Cu2S、赤铜矿Cu2O等形式存在。

铜在铁内不形成碳化物而以固溶体形态存在或以极细微的金属铜的夹杂物形态存在。

①在金属活动性顺序中铜在氢的后面，铜不能从酸中置换氢，所以单独的盐酸、稀硫酸不能与铜作用，有氧化剂存在时，铜则溶解，其反应式：

②铜很易溶解于硝酸及热浓硫酸中：

③用氢氧化铵将铜分离出来而铁铬等元素沉淀为不溶解的氢氧化物，铜进入溶液中形成深蓝色的络合物，其反应式：

④铜在柠檬酸铵的氨性溶液中与二乙胺硫代甲酸钠反应生成棕黄色胶体溶液，其反应式：

加入柠檬酸铵可掩蔽铁铝等元素。

用稀硫酸溶解铁时，残留未溶的金属铜在氧化剂的作用下易转入溶液中：

铜的溶液与硫代氰酸盐作用时，有还原剂存在的情况下即析出不溶于稀硫酸的硫代氰酸亚铜沉淀，其反应式：

二氯化锡还原三价铁为二价的铁的反应式：

加入还原剂二氯化锡是为了加速形成硫代氰酸亚铜生成，否则二价铜与硫代氰酸盐生成硫代氰酸铜：

硫代氰酸铜慢慢地转变为硫代氰酸亚铜 。析出的硫代氰酸亚铜沉淀，可溶解入氨水中变为铜氨络合物，其反应式：

⑤铜用硫代硫酸钠沉淀后用碘量法或是电解法来测定，铜先用硫代硫酸钠从硫酸盐溶液中将铜沉淀而与其他元素如：Cr、Ni、Mn、V、Mo等分离，其反应式：

或是：

⑥碘量法测定铜是在醋酸铜溶液中加入碘化钾析出适量的游离碘，其反应式：

析出的碘用硫代硫酸钠标准溶液滴定，其反应式：

由于硫氰化铜的溶解度比碘化铜的小得多，碘化铜会变为硫氰化铜，其反应式：

⑦置换反应。铜能被Fe、Al、Zn及其他活动性较强的金属从铜盐溶液中置换出来，其反应式：

⑧铜氨络离子与氰化钾形成氰化铜，其反应式：

⑨试铜灵在铜盐的中性或氨性溶液中生成黄绿色沉淀，其反应式：

⑩双硫腙与铜盐在中性或氨溶液中生成淡黄棕色的沉淀，其反应式：

⑪铜盐在氨性或弱酸性的溶液中与二硫代乙二胺作用生成黑色沉淀，而氰化钾不生成沉淀。镍、铜都与二硫代乙二胺生成棕色或蓝色沉淀，其反应式：

⑫硫酸铜在醇溶液中与巯基苯并噻唑作用生成沉淀，其反应式：

重铬酸钾与氧化亚铜在稀硫酸中的反应式：

⑬ 苯甲酸铵和六亚甲基四胺与硫酸铜反应生成蓝色沉淀，其反应式：

⑭ 苯甲酸铵和吡啶与硫酸铜反应生成结晶沉淀，其反应式：

⑮ 萘茜染料的醇溶液与硫酸铜反应生成黑紫色粉末，其反应式：

⑯奎那定酸溶液与硫酸铜反应生成结晶绿色沉淀，其反应式：

⑰酒石酸钾钠的碱性溶液与硫酸铜反应生成两种络合物，其反应式：

酒石酸钠的碱性溶液与硫酸铜反应生成两种络合物，其反应式：

⑱氯化铜在中性或弱酸性溶液与硫代硫酸钠反应被还原为氯化亚铜，其反应式：

硝酸铜与氢氧化铵反应

⑲铜在柠檬酸铵的氨性溶液中与二乙胺硫代甲酸钠作用生成棕黄色胶体溶液，加入柠檬酸铵可掩蔽铁铝等：

防止生成沉淀，加入铜试剂后应即进行比色

⑳硫酸铜与硫氰化钾反应：

㉑硫酸铜铵络合物与氰化钾反应：

㉒硫酸铜与硫代硫酸钠反应：

㉓碘容量法

醋酸铜与碘化钾作用析出当量碘：

碘用硫代硫酸钠滴定：

12.钴　Co

主要的钴矿是砷钴矿CoAs2和辉砷钴矿CoAsS；钴有三种氧化物，CoO、Co2O3、Co3O4。

①三种氧化物都溶解于酸：

②钴盐溶液与碱的反应式：

在碱过量的情况下加热生成粉红色Co（OH）2：

③钴盐溶液生成碱式盐沉淀：

当溶液有过量的氢氧化铵时此沉淀就会溶解形成钴铵络离子：

此溶液被氧或过氧化氢氧化后钴离子氧化为高钴离子，使溶液形成淡红棕色：

④钴盐溶液与硫氰酸铵溶液生成深蓝色的硫氰酸钴络离子溶液：

必须加过量的硫氰酸铵以形成蓝色的络离子，这个反应很灵敏。

⑤钴盐在醋酸溶液中与亚硝酸钾反应生成黄色的亚硝酸钴钾的反应式：

钴盐在稀醋酸或稀盐酸中与α-亚硝基-β-萘酚反应生成淡红紫色的亚硝基-β-萘酚钴沉淀的反应式：

⑥钴盐在醋酸盐或氨性溶液中与二巯基乙二胺反应生成淡黄棕色的沉淀反应式：

⑦当氧化钴与硼砂在白金丝圈上加热反应生成一种蓝色的偏硼酸钴：

⑧氢氧化高钴与过量的硫酸钛反应而还原：

⑨测定Co（OH）3中的钴用标准氯化亚锡在盐酸溶液中还原，然后用一种氧化剂来滴定过量的二氯化亚锡：

⑩电位滴定硝酸钴酒石酸的溶液时，以不同量的NaOH溶液来滴定（有三个络合物生成）：

⑪当Co（NH3）5Cl3在加热时形成氯化钴，当加入碳酸钠溶液时，形成碳酸钴沉淀。然后将碳酸钴灼烧形成氧化钴，将氧化钴用氢还原成金属钴：

13.铬　Cr

铬以简单的碳化物（Cr3C2、Cr5C2、Cr7O3）在铁中以固溶体的形态存在，在自然界中主要是以铬铁矿（FeO·Cr2O3）的形式存在。

①当铬试样溶解于酸的反应式：

②所形成的三价铬盐受到强氧化剂的作用而转变为六价的铬酸，通常用过硫酸铵于硝酸银或高锰酸钾存在下作用氧化反应式：

③铬的直接氧化反应式：

④ 高锰酸钾与铬的氧化反应式：

当铬氧化时产生副反应，过硫酸铵氧化锰生成高锰酸。

当高锰酸钾氧化铬时形成水化二氧化锰的褐色沉淀，其反应式：

过硫酸铵氧化铬时，出现高锰酸钾的红色，可作为铬全部氧化的标志，因为只有铬完全氧化后锰才能被氧化为高锰酸钾。

高锰酸钾氧化铬时，出现二氧化锰的褐色沉淀，可作为铬氧化完全的标志，因为高锰酸钾将二价锰氧化为四价锰的反应要比氧化铬为铬酸的反应困难得多。

⑤当过量的过硫酸铵加热煮沸分解反应式：

⑥高锰酸及二氧化锰可加入氯化钠或盐酸还原，其反应式：

⑦在强酸性溶液中，三价铬氧化为铬酸很慢，而当强酸溶液浓度很高时，过硫酸铵能将铬酸还原成三价铬，其反应式：

⑧铬酸在酸性溶液中能够由黄色变为橙色的重铬酸，其反应式：

⑨用硫酸亚铁标准溶液滴定还原铬酸将六价铬还原成三价铬的反应式：

过量的硫酸亚铁溶液可用高锰酸钾标准溶液回滴定，其反应式：

⑩ 用碘标准溶液来测定铬其原理是铬在碱性介质中，用高锰酸钾将三价铬氧化为六价铬，其反应式：

所形成的铬酸钠，然后在酸性溶液和碘化钾反应析出相等数量的碘，其反应式：

析出的碘然后用硫代硫酸钠溶液滴定，其反应式：

⑪高氯酸将三价铬氧化成六价铬的反应式：

氢氧化铬是两性化合物，它溶于酸生成三价铬盐，溶于碱生成绿色的亚铬酸盐（HCrO2），其反应式：

⑫当重铬酸钾溶液与稀硫酸和过氧化氢作用时的反应式：

⑬三氧化铬的硫酸溶液与过氧化氢作用的反应式：

碘化钾与重铬酸钾反应生成铬酸钾和碘，其反应式：

在酸性溶液中，用碘化钾溶液来滴定重铬酸钾，其反应式：

⑭重铬酸钾与浓硫酸作用时，有铬酐的红色针状结晶析出，在某些情况之下，可生成黄色铬硫酸H2CrSO7（即H2SO4·CrO3），当加热时，铬酐分解而放出氧气，此时有硫酸铬生成，致溶液的颜色由橙红而变为绿色，其反应式：

重铬酸钾与碱作用的反应式：

⑮过硫酸铵容量法

用硝酸银作催化剂用过硫铵氧化铬

锰也被氧化：

加氯化钠还原锰酸：

用硫酸亚铁铵滴定六价铬：

关于硝酸银的催化反应：

⑯铬的测定

a.溶解

b.氧化

c.分解

d.还原

e.滴定

14.镉　Cd

①当硫代磷酸镉加热时分解为硫化镉：

②硫酸镉加热分解：

③亚硝酸镉加热分解为氧化镉：

④ 碳酸镉300℃时分解成氧化镉：

⑤灼烧草酸镉时分解成氧化镉：

⑥镉胺在潮湿空气中与水生成氢氧化镉：

⑦氯化镉溶液与硫氰酸铵浓溶液和硫酸肼氨溶液共混合反应生成白色结晶沉淀：

⑧为了纯化镉可将硫化镉溶解于盐酸中，生成氯化镉和硫化氢。加入碳酸铵后则有碳酸镉和氯化铵形成。将碳酸镉与碳加热反应生成镉、一氧化碳：

a.

b.

c.

⑨碘化镉的溶液（在苯胺、氯仿、戊醇、醋酸、戊酯和醋酸乙酯中）中镁将置换出镉，汞不能引起置换反应，但锌、铁、铅、铜在某些溶液中，可产生置换反应：

⑩硫酸镉溶液与过量的过氧化氢反应生成氧化镉：

⑪氯化镉溶液与铬酸钠作用生成铬酸镉沉淀：

⑫硝酸镉与铬酸钾溶液反应生成铬酸镉：

⑬磷酸氢二铵与氯化镉发生下列反应：

⑭硫酸镉与亚硫酸钠溶液反应有亚硫酸镉沉淀生成：

⑮氯化镉溶液与铬酸钠反应生成铬酸镉沉淀：

⑯碳酸氢钾溶液与硝酸镉反应生成碳酸镉：

⑰硝酸镉与硫酸发生下列反应：

⑱在强氨性溶液中氯化镉与碘化钾作用反应如下：

⑲氢氧化铵溶液与氯化镉反应有下列生成物：

⑳氧化镉易溶于熔融氢氧化钾而形成KOH·CdO

㉑金属如铁、锡、锌等不能在镉的酸性溶液析出镉，锌在镉的中性溶液中能迅速析出镉：

15.铈　Ce

①K2Ce（NO3）6与过量的氢氧化钠反应有下列生成物：

②高铈盐可定量地与亚铁氰化物反应生成铁氰化物，反应如下：

③稀硫酸与氢氧化铈反应生成硫酸高铈：

④ 三氧化铈与硫酸反应生成下列物质：

⑤硫酸与二氧化铈反应生成下列物质：

⑥草酸钠与硫酸高铈反应生成硫酸铈：

⑦亚硝酸可以用硫酸高铈与亚硝酸钾的反应而测定 ：

⑧在丙酮和硫酸的参与下碘化钾可以应用于硫酸高铈定量滴定（用邻二氮杂菲亚铁离子为指示剂）：

⑨硫酸高铈与硫酸钾反应生成下列物质：

⑩硫酸高铈能氧化硫酸亚铁：

⑪二氧化铈溶解于硝酸中生成硝酸高铈：

⑫二氧化铈与盐酸加热生成四氯化铈：

⑬二氧化铈或其他铈化合物可以应用下列方法而定量测定，通常二氧化铈与碘化钾溶液作用即有碘析出，碘的量可以定量测得，这样二氧化铈或其他铈化合物含量可间接计算而得：

⑭氧化铈溶解于盐酸生成三氯化铈，有氯气放出：

⑮玻璃往往因亚铁离子的氧化而脱色（有铈的参加）：

⑯二氧化铈与碳反应有下列三个步骤

⑰氢氧化高铈与小量的氢氧化铵和硝酸反应有下列生成物：

⑱氢氧化铵与硫酸高铈溶液作用有下列反应：

⑲ 碱式硝酸高铈溶液与氢氧化铵反应生成红色硝酸高铈铵结晶：

⑳ 硫酸高铈与过氧化氢反应生成下列物质：

㉑ 氢氧化高铈与硝酸钾反应生成下列物质：

㉒碳酸盐（锌、铅、锰、铜）与硝酸高铈溶液反应生成氢氧化高铈：

㉓硫酸铈与氯化钡反应生成三氯化铈、硫酸钡：

㉔在酸性溶液中过氧化氢与铈盐可氧化为高铈盐：

㉕硝酸铈溶液与焦磷酸钠生成沉淀：

㉖甲酸与碳酸铈反应生成下列物质：

㉗草酸铵与铈盐反应生成白色草酸铈沉淀：

㉘氨性硝酸银溶液与铈盐的中性溶液反应生成氢氧化高铈和金属银，受银粉的影响变为黑色：

㉙磷酸与硫酸铈的中性溶液反应生成白色沉淀二水合磷酸铈：

㉚ 三氯化铈与碳酸钾反应生成下列物质：

㉛ 三氯化铈溶液与碳酸铵反应生成下列物质：

㉜硝酸铈与过量的磷酸反应生成下列物质：

㉝三氯化铈与磷酸反应生成下列物质：

㉞氢氧化铵与三氯化铈反应生成白色的氢氧化铈：

16.氯　Cl

①硝酸银与氯化物生成白色的氯化银：

②亚砷酸钠与氯化银生成下列物质：

③二氧化锰与氯化钠、硫酸反应生成氯气：

④ 高锰酸钾与氯化钾、硫酸反应生成氯气：

⑤重铬酸钾与氯化钾、硫酸反应生成氯气：

⑥二氯化二汞与碳酸钠溶液反应生成下列物质：

⑦氯化银与固体碳酸钠共熔反应生成下列物质：

⑧氯化银与金属锌直接接触再加稀硫酸之后氯化银被分解：

⑨氯化银与硫化铵能发生反应：

⑩盐酸与硝酸混合产生氯：

⑪碘酸与浓盐酸反应生成下列物质：

⑫盐酸与硝酸反应有下列物质生成：

a.

b.

c.

d.

⑬盐酸与次氯酸钠溶液反应有氯放出：

⑭盐酸与铁、锌生成氯化物并放出氢：

17.铯　Cs

①硝酸铯与二氧化硅混合加热反应有下列物质生成：

②氧化铯与水剧烈反应生成氢氧化铯：

③碳酸铯与氢氟酸反应有氟化铯生成：

④ 碳酸铯与酒石酸溶液混合蒸发后有下列反应：

⑤碳酸铯与氯化锡的水溶液加氢氟酸反应有下列物质生成：

⑥碳酸铯与高碘酸生成高碘酸铯：

⑦碳酸铯与碘酸反应有碘酸铯生成：

⑧碘化氢与碳酸铯反应有碘化铯生成：

⑨氢氧化铯与硫化氢反应：

⑩氢氧化铯溶液与溴酸反应有溴酸铯生成：

⑪氯化铯溶液与氯化锌溶液反应：

a.

b.

⑫硫酸铯与溴化钡反应：

⑬氯化铯与酒石酸反应有酒石酸氢铯析出：

⑭溴溶解于溴化铯溶液生成三溴化铯：

⑮溴溶解于氯化铯水溶液反应有下列物质生成：

⑯碘化铯与溴反应生成溴碘化铯：

⑰溴化铯与溴和碘反应有红色二溴碘化铯析出：

⑱氯化铯与溴和碘反应生成黄色结晶析出：

⑲氯化铯溶液与碘和氯反应有黄色二氯碘化铯析出：

⑳碘和氯与氯化铯反应生成黄色结晶析出：

㉑溴化铯与碘化汞反应有黄色沉淀析出：

㉒氯化汞与氯化铯反应有无色结晶析出：

㉓氯化铯与氯化铜反应生成下列物质：

㉔碳酸铯与高氯酸反应生成高氯酸铯：

㉕碳酸铯与硫酸反应：