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第19章 铜副族和锌副族,Chapter 19 Copper and Zinc,Copper corrodes (侵蚀) in air to form a pale green layer of basic copper carbonate. 2Cu(s) + H2O(l) + O2(g) + CO2(g) Cu2(OH)2CO3(s),ds区 在周期表中 的位置,本章教学要求,1了解ds区元素的特点;,2了解重点元素Cu、Ag、Zn、Hg 的存在、分离、性质和用途;,3. 掌握重点元素单质及化合物的性质, 会用结构理论和热力学解释它们的某些化学现象;,19-0 元素概述 Instruction to the elements 19-1 铜副族元素 Cuprum Subgroup Elements 19-2 锌副族元素 Zinc Subgroup Elements,s区 ds区 最外层 ns12 ns12 次外层 (n1)s2 or (n1)s2(n1)p6 (n1)s2(n1)p6 (n1)d10 价层 ns12 (n1)d10 ns12 离子的 2e构型 or 18e构型 电子构型 8e构型,s区与ds区金属的电子构型的异同,19-0 元素概述 Instruction to the elements,同周期中s区与ds区元素 Z(ds) Z(s) , r(ds) ds区 (d电子屏蔽作用弱) 化合物中共价成分 ds区 s区 氧化态Cu2+, Au3+ (与族数不一致),ds区金属的反应性顺序,从上到下,金属活泼性降低; 从左到右,金属活泼性增加。 原子半径增加。 均与s区相反,ds 区元素,19-1 铜副族元素 Cuprum Subgroup Elements,19-1-1 铜副族元素单质 Simple Substance of Cuprum Subgroup Elements,金,8-carat, 14-carat, white gold, 18-carat, 24-carat (white gold 6 parts Au and 18 parts of Ag),商用各种金的规格,The thin gold leaf coating protects the structure beneath from corrosion.,俄国大教堂顶,铜族元素的基本性质,1 铜副族元素单质的性质,Cu, Ag, Au 立方密堆积 (ccp) 面心立方 (fcc),纯铜为红色,银为银白色,金为黄色。它们的密度大于 5 g cm-3,都属于重金属,其中金的密度最大,为 19.3 gcm-3。与 d 区元素相比,铜族元素单质的熔点、沸点相对较低,硬度较小,有极好的延展性和可塑性。铜、银、金的导热、导电能力极强,尤以银为最强,铜是最常用的导体。高延展性:1g Au 1m2 2km。 铜、银、金能与许多金属形成合金,其中铜的合金品种最多。银表面反射光线能力强,过去用作银镜、保温瓶、太阳能反射镜。,(1)物理性质,+1.69 V,C 与H2S、S反应: Au不与S、H2S反应,空气中含H2S时,Ag变黑,生成Ag2S,(2)化学性质,A 与酸反应: Cu与浓H2SO4,HNO3反应 Cu + 4HNO3(浓)=Cu(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O Ag与热、浓H2SO4和浓HNO3反应 Ag + 2HNO3(浓)=AgNO3 + NO2+ H2O Au可溶于饱和Cl2的盐酸中或 aqua regia中 Au + Cl2 + HCl=HAuCl4 Au + 4HCl + HNO3 = HAuCl4 + NO + 2H2O B 与O2反应: 2Cu + O2 CuO 4Cu + O2 2Cu2O 在潮湿空气中:2Cu + O2 + H2O + CO2 = CuCO3Cu(OH)2(灰绿色),(2)化学性质,配制含小苏打和食盐的稀溶液于铝制容器中,将发黑的银器与铝制容器接触,Ag2S可溶解,发黑银器变亮。,D Cu、Ag、Au溶于含氧的碱性氰化物中: 4Au + O2 + 8CN + 2H2O = 4Au(CN)2 + 4OH E Cu可溶于含氧的氨水中: 4Cu + O2 + 8NH3 + 2H2O= 4Cu(NH3)2+ + 4OH ,O2,Cu(NH3)42+,在配体存在下,铜可在水中直接反应或被空气氧化:,2 铜副族元素的制取,(1)铜的冶炼,选矿:浮选 (sulfide ores are wetted by oil) 冶炼: pyrometallurgical (火法冶金) 2CuFeS2(s) + 3O2(g) 2CuS(s) + 2SO2(g) CuS(s) + O2(g) Cu(l) + SO2(g) (+ CaO CaSO3) (blister copper,泡铜) hydrometallurgical (湿法冶金) 阳极:Cu(粗) 2e = Cu2+ (阳极泥含:Pt, Ag, Au) 阴极:Cu2+ + 2e = Cu (99.95%),重要的铜矿:Cu(I)FeS2,CuCO3.Cu(OH)2,Cu(I)2S 黄铜矿, 孔雀石, 辉铜矿,银存在于Pb、Zn、Cd等硫化物矿中,Cu、Ag和Au也共生于砷化物、锑化物以及硫化物砷化物中。Cu、Ag特别是Au也有天然态存在。,浮选,去垢剂,脉石,工业炼铜,(2) 银和金的提取,无论是M(Ag、Au)或MX,M2S都可以用氰化法浸取: 4M+ O2 + 8NaCN + 2H2O=4NaM(CN)2 + 4NaOH M2S (MX) + 4NaCN=4NaM(CN)2 + Na2S (NaX) 再用Al或Zn还原 2M(CN)2 + Zn = Zn(CN)22 + 2M 也可以直接用物理(汞或汞齐)法分离、萃取,“淘金”,19-1-2 铜的化合物 Cupper Compounds,1 氧化数为+1的化合物,(1)氧化物和氢氧化物,Cu2O 主要用作玻璃、搪瓷工业的红色颜料。 CuOH 极不稳定,至今尚未制得 CuOH。,Cu2O 对热很稳定,在 1235 熔化也不分解。Cu2O 难溶于水,但易溶于酸溶液,并立即歧化为 Cu 和 Cu2+。 Cu2O 与盐酸反应形成难溶于水的 CuCl 白色沉淀。Cu2O 还能溶于过量氨水中,形成无色配离子Cu(NH3)2+:,(2)卤化物,CuX,除CuF(易歧化)是红色外,其余的都是白色,除CuF外都是难溶的且溶解度依CuCl、CuBr、CuI减小, 都可用适当的还原剂(SO2、Sn2+或Cu)在有卤离子存在的条件下,还原Cu2+制得: a2Cu2+ + 2X + SO2 + 2H2O=2CuX+ 4H+ + bCu2+ + 2Cl + Cu = HCuCl2 CuCl,c2Cu2+ + 4I= 2CuI+ I2,氯化亚铜是一种白色晶体,熔点为 430 ,难溶于水,吸湿后变为绿色,溶于氨水。 CuCl 的盐酸溶液能吸收 CO,形成氯化羰基铜() CuCl(CO) H2O,此反应在气体中用于测定混合气体中 CO 的含量。,(3)硫化物,Cu2S 能溶于热浓硝酸或CN溶液中: 3Cu2S + 16HNO3(浓) = 6Cu(NO3)2 + 3S+ 4NO+ 8H2O Cu2S + 4CN= 2Cu(CN)2 + 2S2,(4)配位化合物,配位数为2,3,4以2常见,Cu+电子组态d10全充满,不会发生dd跃迁,一般无色。 Cu+ 形成的配离子有 CuCl2-、Cu(SCN)2-、Cu(NH3)2+、 Cu(CN)2-、 Cu(S2O3)23-。大多数 Cu+ 的配合物溶液具有吸收烯烃、炔烃和一氧化碳的能力。 Cu(NH3)2+ 不稳定,在空气中被氧化为深蓝色的Cu(NH3)42+,CuO 为黑色晶体,不溶于水,但可溶于酸。 CuO + 2H+ = 2 Cu2+ + H2O CuO 的热稳定性很高,加热到 1000 才分解为Cu2O 和 O2。 2CuO Cu2O + O2 在 Cu2+ 溶液中加入强碱溶液,析出浅蓝色的Cu(OH)2 沉淀。Cu(OH)2 受热脱水生成 CuO。 Cu2+ + 2OH = Cu(OH)2 ; Cu(OH)2 CuO + H2O Cu2(OH)2 为两性氢氧化物,但碱性强于酸性,易溶于强酸溶液,也能溶于浓的强碱溶液中。 Cu(OH)2 + 2OH = Cu(OH)42 Cu(OH)2 可溶于过量氨水中,生成深蓝色的配离子 Cu(NH3)42+。 Cu(OH)2 + 4NH3 H2O = Cu(NH3)42+ + 2OH + 4H2O,1 氧化数为+2的化合物,(1)氧化物和氢氧化物,有无水白色CuF2 、棕黄色CuCl2 、黑色CuBr2,带结晶水颜色改变。 无水氯化铜为晶体,在空气中潮解,它易溶于水,也易溶于乙醇和丙酮。从溶液中结晶出的二水合氯化铜为蓝色晶体。 CuCl2 溶液浓度不同时,溶液呈现的颜色也不同。很浓的 CuCl2 溶液呈黄绿色,浓溶液呈绿色,稀溶液呈蓝色。CuCl42- 呈黄色,Cu(H2O)42- 呈蓝色,当两种配离子共存时溶液呈黄绿色或绿色。 氯化铜可用氧化铜与盐酸反应制得。CuCl2 是共价化合物,与碱金属卤化物或盐酸发生反应,生成 CuCl42- 配离子。由于 CuCl42- 不够稳定,只能在 Cl- 过量时形成。,(2)卤化物,五水合硫酸铜俗称胆矾或蓝矾。CuSO4 5H2O 是蓝色晶体,受热后逐步脱水,最后生成无水硫酸铜:,(3)硫酸铜,CuSO4 5H2O 的几何构型,在 CuSO4 5H2O 中,五个 H2O 的结合力是不同的。其中四个 H2O 和两个 位于变形八面体的六个顶点,四个 H2O 处于平面正方形的四个角上,两个 位于平面正方形的上方和下方,第五个 H2O 以氢键与两个配位 H2O 和两个 结合。加热时,先失去两个非氢键水分子,再失去另外两个氢键水分子,最后失去以氢键与 结合的水分子。,无水硫酸铜为白色粉末,难溶于乙醇或乙醚,具有很强的吸水性,吸水后呈现蓝色。 当硫酸铜加热到 923 K 时,发生分解反应:,硫酸铜具有杀菌能力,用作蓄水池、游泳池净化水的除藻剂;在医学上用作收敛剂、防腐剂和催吐剂;在农业上,硫酸铜与石灰乳的混合液用作果树和农作物的杀虫剂和杀菌剂。,Cu2+ 与单齿配体一般形成配位数为 4 的配位个体,正方形。Cu2+ 是交界酸,它与 OH-、Cl- 等硬碱离子形成的配位个体的稳定性较差。 Cu2+ 还能与一些有机配体形成稳定的螯合物,Cu(NHCONHCONH)22,(4) 配合物,3 Cu(II) 与 Cu(I) 的相互转化,Cu+ 的组态是 3d10,Cu2+ 的组态是 3d9,Cu+ 应该比Cu2+ 稳定。铜元素的第二电离能(1970 kJmol-1)较高,因此在气态时 Cu+ 的化合物是稳定的。由于 Cu2+ 的电荷数大、半径小,标准摩尔水合焓 (-2100 kJmol-1)比 Cu+ 的 (-513 kJmol-1)小得多,因此在水溶液中 Cu+ 没有 Cu2+ 稳定,它将歧化为 Cu2+ 和 Cu:,只有当 Cu+ 生成沉淀或配位个体时,Cu+ 浓度非常低,反歧化反应才能进行。例如:,Cu2+ 的极化作用比 Cu+ 强,在高温下,Cu2+ 的化合物不稳定,转变为稳定的 Cu+ 的化合物。例如:,A酸性溶液中,Cu+歧化: 2Cu+ = Cu2+ + Cu(s) E( Cu+/Cu) = 0.521V ; E(Cu2+/Cu+ )= 0.152V,H2O Cu2SO4(s) CuSO4(aq) + Cu 白色 蓝色,可见平衡时,c(Cu2+)占绝对优势。,B. Cu(II) + 还原剂 Cu(I) 或/和 沉淀剂 Cu(I) 难溶化合物 或/和 络合剂 Cu(I) 稳定配合物,CuCl2,CuCl32,CuCl43,2Cu+ = Cu2+ + Cu,Cu2S(s),CuI(s),Cu2O(s),S2,I,(加热),C6H12O6,HCl(浓)+ Cu,其他 Cu2+ 化合物加热至高温都有分解为相应的亚铜化合物的现象。甚至有些化合物在常温下就不能存在,分解为 Cu+ 的化合物。,高温超导体 CuCO3 + Y2O3 + BaCO3 YBa2Cu3O6.5-7 (123) 铜蓝蛋白 (Role of Ceruloplasmin in Cellular Iron Uptake, Chinmay K. Mukhopadhyay, Zouhair K. Attieh, and Paul L. Fox Science 1998 January 30; 279: 714-717. ),在 AgNO3 溶液中加入 NaOH 溶液,先析出白色 AgOH 沉淀,它极不稳定,立即脱水生成暗棕色 Ag2O 沉淀。Ag2O 微溶于水,其溶液呈弱碱性。 氧化银的稳定性较差,573 K 时分解。氧化银具有较强氧化性,容易被 CO 或H2O2 还原。,Ag2O 和 MnO2、Co2O3、CuO 的混合物在室温下就能将 CO 迅速氧化成 CO2,因此常用于防毒面具中。 Ag2O也可以溶于浓氨水中,19-1-3 银的化合物 Silver Compounds,1 氧化物与氢氧化物,2 其它化合物,(1) 卤化银 卤化银中只有 AgF 是离子化合物,且易溶于水,由于离子极化、变形作用,其它卤化银均不同程度有共价性,且难溶于水。卤化银的颜色依 AgCl、AgBr、AgI 的顺序加深,其溶解度也依次降低。 卤化银有感光性,在光照下分解为单质(X = Cl,Br,I):,基于卤化银的感光性,常用作照相底片上的感光物质。 AgX可以通过形成配合物而溶解,或在过量的X溶液中形成配离子,反应平衡常数依 AgCl、AgBr、AgI 的顺序增大, AgI可因此而溶解, AgCl则仅仅为2.510-5,(2) 硝酸银 将银溶于硝酸溶液中,蒸发、结晶,得到硝酸银晶体,是最重要的可溶性银盐。 AgNO3 加热到 713 K 时,按下式分解:,在日光照射下,AgNO3 也会按上式缓慢分解,因此 AgNO3 晶体或溶液应装在棕色试剂瓶中。 硝酸银具有氧化性,遇微量的有机化合物即被还原为黑色的单质银。 AgNO3 主要用于制造照相底片所需的溴化银乳剂,它还是一种重要的分析试剂。医药上常用它作消毒剂和腐蚀剂。,(3) 硫化物 将H2S通入银溶液,得到硫化银沉淀。是黑色物质,难溶于水,只可以溶于热的浓硝酸,或配位性很强的配位体(CN-)中。,3 配合物 Ag+ 常见的配离子有Ag(NH3)2+、Ag(SCN)2-、Ag(S2O3)23-、Ag(CN2)- 等,它们的稳定性依次增强。 Ag(NH3)2+ 具有弱氧化性,工业上利用它与甲醛或葡萄糖反应在玻璃或暖水瓶胆上镀银:,Ag(CN2)- 作为镀银电解液的主要成分,电镀效果很好,但因氰化物有剧毒,近年来逐渐被无毒镀银液所代替。,19-1-4 金的化合物 Cupper Compounds,Au, 惰性,天然以单质存在形式 Alloys: pure Au, 24-carat; Au-Ag alloys 难以被氧化,特征氧化态为+3 Au+(aq) + e- Au(s) E = +1.69V Au3+(aq) + 3e- Au(s) E = +1.40V NO3-(aq)+4H+(aq)+3eNO(g)+2H2O(l) E = +0.96V Au(s) + 4H+(aq) + NO3-(aq) + 4Cl-(aq) AuCl4-(aq) + NO(g)+2H2O(l) (与王水反应:形成Au的配合物,促使反应进行),4Au + 8NaCN + O2 + 2H2O = 4NaAu(CN)2 + 4NaOH 2NaAu(CN)2 + Zn = 2NaCN + Zn(CN)2 + Au (s),1. 制备 2Au + 3Cl2 = (AuCl3 )2二聚体 2Cu(OH)2 + NaClO + 2NaOH = 2NaCuO2 + NaCl + 3H2O 2. 性质 aAu(III)的卤化物、氧化物和氢氧化物都呈两性 (amphoteric) NaOH + Au(OH)3 = NaAu(OH)4 Au(OH)3 + 4HNO3 =HAu(NO3)4 + 3H2O b分解:AuCl3 =AuCl + Cl2 c氯金酸盐不仅能溶于水(但CsAuCl4的溶解度非常小,可以用来鉴别金元素),也能溶于乙醚、乙酸乙酯等有机溶剂中,可利用这些溶剂来萃取金。 dAgO是diamagnetism,这说明AgO为Ag(I)Ag(III)O2的混合物,由 氧化 Ag2S制得Ag(I)Ag(III)O2。,19-2 锌副族元素 Zinc Subgroup Elements,19-2-1 锌副族元素单质 Simple Substance of Zinc Subgroup Elements,锌族元素的基本性质,(1) 锌族元素的通性 锌族元素的价层电子组态为(n-1)d10ns2。锌族元素与碱土金属元素在性质上有很大差别,但比起铜族元素与碱金属元素之间的差别要小一些。由于 18 电子组态对原子核的屏蔽作用较小,因此锌族元素原子作用在最外层 s 电子上的有效核电荷较大,原子核对最外层电子吸引力较强。与同周期碱金属元素相比较,锌族元素的原子半径和离子半径都较小,所以锌族元素的电负性和电离能都比碱土金属元素大,锌族元素的活泼性比碱土金属元素差。,第 12 族元素包括锌、镉、汞三种元素,通常称为锌族元素。,1 单质的性质,(2) 物理性质 锌、镉、汞均为白色金属,其中锌略带蓝白色。锌族元素单质的熔点和沸点都较低,按 Zn、Cd、Hg 的顺序降低,与 p 区金属单质类似,而比 d 区和铜族元素单质低得多。常温下,汞是惟一液态金属。,锌族元素单质的熔点、沸点、熔化热和气化热不仅比碱土金属单质低,而且也比铜族元素单质低,这可能是由于锌族元素原子的最外层 s 电子成对后稳定性增大的缘故。而且这种稳定性随着锌族元素的原子序数增大而增高。在锌族元素中,汞元素的最外层的一对 s 电子最稳定,所以金属键最弱,因此在室温下汞为液体。锌、镉元素的最外层一对 s 电子也有一定的稳定性,所以金属键也比较弱,单质的熔点、沸点、标准摩尔熔化焓和标准摩尔气化焓当然也就比较低。由于锌族元素原子最外层的 ns 轨道已填满,能移动的自由电子数量不多,与铜族元素相比,锌族元素单质的导电性较差。,锌族元素原子的次外层 d 轨道已填满,ns 电子与 (n-1)d 电子的电离能的差值远比铜族元素为大,因此通常只能失去最外层的两个 s 电子而呈现 +2 氧化值。至于氧化值为 +1 的亚汞离子 的存在,可能是 Hg 原子中 4f 电子对 6s 电子的屏蔽较小,使 Hg 元素第一电离能特别大,6s 电子较难失去而共用,形成Hg:Hg2+。这也是单质汞呈液态和表现一定惰性的原因。,(3) 化学性质,Zn、Cd、Hg 之间或与其他金属可形成合金。大量金属锌用于制锌铁板和干电池。汞能与许多金属形成汞齐,汞齐是汞的合金。锌和镉的化学性质相似,而汞的化学活泼性差得多。锌在加热条件下可以与绝大多数非金属单质发生化学反应。在 1000 时,锌在空气中燃烧生成氧化锌。汞需加热至沸才缓慢与氧气作用生成氧化汞,在 500 以上又分解为氧气和汞。,锌在含 CO2 的潮湿空气中,表面生成一层致密碱式碳酸盐:,使锌具有防腐蚀的性能,因此钢铁等制品表面常镀锌防腐。 锌具有两性,既可溶于酸溶液,也可溶于碱溶液。锌还能溶于过量氨水中。,汞与硫粉直接研磨时,由于汞呈液态,接触面积较大,且二者亲和力较强,可形成硫化汞。,(1) Zn两性(amphoteric),在潮湿空气中形成3Zn(OH)2ZnCO3。 Zn(s)+2H+(aq) Zn2-(aq)+H2(g) Zn(s)+2OH-(aq)+2H2O(l) Zn(OH)42-(aq)+H2(g) (2) Cd除了是碱性金属外,其它性质都与Zn相似。 (3) Hg Hg + S=HgS,这是由于汞在常温下为液态,Hg(l)、S(s)反应接触面积大,两者亲合力又较强,所以只要研磨即可反应。 Hg只与氧化性酸反应 3Hg(l) + 8HNO3(稀) = 3Hg(NO3)2(aq) + 2NO(g)+ 4H2O(l),2 单质的制备,(1)Zn ZnS in sphalerite(闪锌矿), 天然存在形式, 常与铅伴生. The ore is concentrated by forth flotation (浮选), and the metal is extracted by roasting and then smelting with coke. 2ZnS(s) + 3 O2(g) 2ZnO(s) + 2SO2(g) ZnO(s) + C(s) Zn(l) + CO(g),(2) Hg: HgS + O2 = Hg + SO2 或 HgS + Fe= Hg + FeS 4HgS + 4CaO=4Hg + 3CaS + CaSO4(生石灰固硫) (3) Cd: 与锌矿共存,作为炼锌副产品得到。按照Cd沸点(1040K)低于Zn(1180K)的特点,应用物理方法分离。,19-2-2 锌和镉化合物 Compounds of Zinc and cadmium,1 氧化物和氢氧化物,(1) 氧化锌和氢氧化锌 锌与氧气直接化合得白色粉末状氧化锌,俗称锌白,常用作白色颜料。ZnO 是一种两性氧化物,难溶于水,溶于酸、碱溶液形成锌盐、锌酸盐。 ZnO 具有收敛性和一定杀菌能力,医药上常用它调制软膏和制作橡皮膏。 在锌盐溶液中,加入适量的强碱溶剂可生成氢氧化锌。 Zn(Cd)Cl2 + 2 NaOH = Zn(Cd)(OH)2 + 2NaCl Zn(OH)2 是一种两性氢氧化物,溶于酸溶液生成锌盐,溶于碱溶液生成锌酸盐。Zn(OH)2 也溶于氨水,形成配离子。 (2) 氧化镉和氢氧化镉 空气中加热褐色的CdO,250分解Cd(OH)2 生成绿色,碱性氧化物。 Cd(OH)2 两性偏碱,稳定性低于Zn(OH)2 也可溶于氨水 Zn(Cd)(OH)2 + 4NH3 = Zn(Cd)(NH3)42+ + 2OH (3) 两性比较 Zn(OH)2 + 2OH = Zn(OH)42 Cd(OH)2 + 2OH = Cd(OH)42 (在浓强碱溶液中煮沸),2 其它化合物,(1) 氯化锌 无水氯化锌是白色晶体,极易溶于水,也易溶于酒精、丙酮等有机溶剂,易吸潮。 氯化锌可由锌与氯气反应制备。ZnCl2 水溶液由于 Zn2+ 的水解而显弱酸性。,ZnCl2 在浓溶液中可形成 HZnCl2(OH): ZnCl2 + H2O = HZnCl2(OH),它具有很强的酸性,能溶解金属氧化物,所以在焊接时,用ZnCl2浓溶液可以溶解金属表面氧化物:,FeO + 2HZn(OH)Cl2 = FeZn(OH)Cl22 + H2O,(2) 硫化镉 CdS 是黄色晶体(镉黄),可用作黄色颜料。有相当的共价性,难溶解、导电性差、熔点低。,(3) 硫化锌 在锌盐溶液中加入(NH4)2S 溶液,生成 ZnS 白色沉淀。 ZnS 是白色晶体,可用作白色颜料,它与硫酸钡共沉淀形成的混合物晶体 ZnSBaSO4 称为锌钡白,俗称立德粉,是一种优良的白色颜料。无定形 ZnS 在 H2S 气流中灼烧,可以转变为 ZnS 晶体。若在 ZnS 晶体中加入微量 Cu、Mn、Ag 做活化剂,经光照射后可发出不同颜色的荧光,这种材料可作荧光粉,用于制作荧光屏、夜光表等。,19-2-3 汞的化合物 Compounds of mercury,1 氧化数为+1的化合物,Zn,Cd的+1 非常不稳定,在水中立即歧化, 能稳定存在 (1) 除了Hg2(NO3)2、Hg2(ClO4)2、Hg2(ClO3)2溶于水外,其它难溶于水 (2) Hg2O、Hg2(OH)2、Hg2(CN)2、Hg2S2、Hg2I2等都不易得到,这是由于遇到OH、CN、I、H2S等物种,会发生歧化反应所致,(3) 制备 6Hg(过量) + 8HNO3= 3Hg2(NO3)2 + 2NO + 4H2O 2HgCl2 + SO2 + 2H2O = Hg2Cl2 + H2SO4 + 2HCl,(4) 特殊化合物,Hg2Cl2 金属汞与氯化汞晶体一起研磨,可制得氯化亚汞:,Hg2Cl2 见光易分解:,因此应把它装在棕色试剂瓶中。 Hg2Cl2 与氨水反应,生成氨基氯化汞和汞,而使沉淀呈灰色:,Hg2Cl2 是一种白色晶体,难溶于水。Hg2Cl2 无毒,因味略甜,又称甘汞 ,常用于制作甘汞电极。在医药上,Hg2Cl2 用作轻泻剂和利尿剂。,Hg2(NO3)2,硝酸亚汞溶于水,并水解生成碱式盐沉淀:,2 氧化数为+2的化合物,(1) 氯化汞 氯化汞可在过量的氯气中加热金属汞而制得。 HgCl2 为白色针状晶体,有剧毒,内服 0.20.4 g 可致人死亡。 HgCl2 是共价化合物,熔点较低,易升华,又称升汞。HgCl2 微溶于水,在水中解离度很小,主要以 HgCl2 分子形式存在。 HgCl2 在水中稍有水解:,HgCl2 与稀氨水反应,生成白色氨基氯化汞沉淀:,(2) 氧化物和氢氧化物 a HgO 碱性 bHgO的制备:2Hg(NO3)2 =2HgO+ 4NO2 + O2 大颗粒,显红色 Hg(NO3)2 + 2NaOH = 2NaNO3 + HgO+ H2O 小颗粒,显黄色 cHg(OH)2 = HgO + H2O,(3) 硫化物 HgS(黑色)将H2S通入含Hg2+溶液中,制备。只能溶于王水(aqua regia) 或硫化物溶液中: 3HgS + 2 NO3 + 12 Cl + 8H+ = 3HgCl42 + 3S+ 2NO+ 4H2O HgS + Na2S=Na2HgS2,(4) 配合物 形成配合物的倾向较小。Hg2+ 易与 Cl-、Br-、I-、CN-、SCN- 等配体形成配位数为 4 的配离子。当配体相同时,Hg2+ 形成的配离子比 Zn2+ 形成的配离子稳定得多。 K2HgI4 和 KOH 的混合溶液称为奈斯勒试剂,是鉴定 的特效试剂。在 溶液中滴加奈斯勒试剂,立即生成红棕色沉淀:,Hg,Hg,+7 I-,3 Hg2+ 与 的相互转化 在酸性溶液中,Hg2+ 可氧化 Hg 生成 :,298.15 K 时 = 80。从反应的标准平衡常数来看,平衡时 Hg2+ 基本上转变为 。 上述反应是可逆反应,如果使 Hg2+ 生成沉淀或配离子,则有利于 发生歧化反应。,除 Hg2F2 外,Hg2X2 都难溶于水,如果 用适量 X- 与 作用,生成物是 Hg2X2 沉淀。当 X- 过量时, 歧化为 HgX42- 和 Hg。,color and solubility: sulfides:ZnS(白色, 难溶) CdS(黄色,难溶) HgS(黑或红,难溶) iodides :ZnI2(无色,易溶) CdI2(黄绿, 可溶) HgI2(红, 难溶) oxides :ZnO(白色,难溶) CdO(棕色,难溶) HgO(红或

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