第22章 ds区金属.ppt

,第22章ds区金属,学习目的:1掌握铜族和锌族元素单质的性质及用途；2掌握铜、银、锌、汞的氧化物、氢氧化物、重要盐类以及配合物的生成与性质；3掌握Cu(I)、Cu(II)；Hg(I)、Hg(II)之间的相互转化；4掌握IA和IB；IIA和IIB族元素的性质对比。,22-1.1铜族元素通性,22-1铜族元素,铜族位于周期系的IB族，包括铜、银、金三种元素。一、活泼性,铜族元素,铜族元素虽能形成与碱金属相同的+1氧化态的化合物，但它们却很少相似。碱金属在周期表中是最活泼的金属，尤其是铯、而铜族金属是不活泼的，且由CuAgAu活泼性递减。金是很惰性的金属。,二、氧化数铜、银、金三个元素，每一个元素都有+1、+2和+3三种氧化数。最常见的氧化数：铜为+2、银为+1、金为+3。原因是IB族的ns电子和次外层(n-1)d电子能量相差不大，在与其他元素化合时，不仅ns电子能参加反应，(n-1)d电子也能依反应条件的不同，可以部分参加反应，即表现出不同的氧化态。如：Cu2O、CuO、KCuO2(铜酸钾)、AgNO3、AgF2、AgIAgO2等。而碱金属主要氧化态是+1。,化学活泼性远小于碱金属；从上到下，金属活泼性递减；与碱金属的变化规律相反。,三、标准电极电势p699,为什么铜银金的金属性质越来越不活泼？,Question,从总能量看出，按铜银金顺序越来越大，即单质形成M+（aq）的活性依次降低。,主要是Cu2+的水合能(-2119kJmol-1)比Cu+(-581kJmol-1)大得多,由Cu+变成Cu2+增加的水合能可以补偿由Cu+变成Cu2+所消耗的第二电离能(1958kJmol-1),因此水溶液中Cu2+比Cu+更稳定.由下列热力学循环计算出的歧化反应2Cu+(aq)2Cu2+(aq)+Cu(s)的rH=-85kJmol-1,Kq=1.7106,自然该歧化反应易于进行.,四、氢氧化物的碱性和稳定性氢氧化物的碱性较弱，且极易脱水形成氧化物，而碱金属氢氧化物是强碱，对热非常稳定。,五、成键共价键（18e构型-强极化和变形性）配位键（空轨道较多，d、s、p轨道能量差别不大）,矿物：孔雀石：Cu2(OH)2CO3黄铜矿Cu(I)FeS2,辉铜矿Cu(I)2S,22-1.2铜银金单质,辉银矿：Ag2S角银矿：AgCl碲金矿：AuTe2,游离态：天然存在的铜块重4.2103kg，存放于美国博物馆,银金岩脉金、砂金（冲积金）,孔雀石,存在,铜的冶炼,选矿：浮选(sulfideoresarewettedbyoil)冶炼pyrometallurgical(火法冶金)1.焙烧2CuFeS2(s)+O2(g)Cu2S(s)+2FeS+SO2(g)2FeS+3O2(g)2FeO+2SO2(g）2.制冰铜（除渣，制粗铜）FeO+SiO2(g)2FeSiO3(渣）(熔渣密度小上浮)mCu2S(s)+nFeS冰铜（含铜18-20%)沉于下层,22-1.3冶炼（湿法、火法）,浮选,沸腾炉,3.制泡铜2Cu2S(s)+3O2(g)2Cu2O(s)+2SO2(g)2Cu2O(s)+Cu2S6Cu+SO2(g)(blistercopper,泡铜)4.制精铜5.电解精炼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%),火法炼铜,烧,1电解法精炼铜的装置（如图）2电解法精炼铜的化学原理阳极（粗铜）：Cu2eCu2阴极（纯铜）：Cu22eCu,.铜的电解精炼,说明：以铜为材料做的电极属于活性电极。在一般的电解条件下，活性阳极先于电解质溶液中的成分发生氧化反应。粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动性顺序铜以前的金属杂质如Zn、Fe、Ni等，也会同时失去电子，如：Zn2eZn2Ni2eNi2但是它们的阳离子比铜离子难以还原，所以它们并不在阴极获得电子析出，而只是留在电解液里。而位于金属活动性顺序铜之后的银、金等杂质，因为给出电子的能量比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子溶解下来，当阳极上的铜失去电子变成离子溶解之后，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成阳极泥（阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料）用电解精炼法所得到的铜叫做电解铜，它的纯度可达到99.95%99.98%。,.铜的电解精炼,银矿和金矿中银的含量往往较低，这时可采用氰化法提炼。氰化法是用稀的KCN或NaCN溶液处理粉碎的矿石反应如下：4Au+8NaCN+2H2O+O24NaAu(CN)2+4NaOHAg2S+4NaCN2NaAg(CN)2+Na2S,然后用金属锌(或铝）进行置换，使银、金从溶液中析出：2NaAg(CN)2+Zn2Ag+Na2Zn(CN)42NaAu(CN)2+Zn2Au+Na2Zn(CN)4,砂矿中提取金,Cu,Ag,Au面心立方密堆积,1.4物理性质及用途,黄金、白银、紫铜-P703表22-3熔点、沸点较高导电性、导热性好，且AgCuAu延展性好,紫铜浮雕,用于饰品特征颜色：Cu(紫红)，Ag(白)，Au(黄)鉴定：看、掂、听、咬,24k特殊的黄色黄里泛红来源于6s与5d的能差七青八黄九五赤,货币金属,合金锡青铜（15%Sn、5%Zn）、铍青铜（Be）黄铜（Zn40%）、白铜（1820%Ni、1315Zn）,黄金分为生金和熟金两大类，生金主要有砂金和矿金两种；熟金又有清色金（含有白银）、混合色（含有银、铜、铅等金属）和k金三种。黄金的鉴别主要是“四鉴法”。即初步鉴、磨石鉴、硝酸鉴、焊药鉴。后三种方法带有较强的专业性，并需要一定的条件。初步鉴比较容易掌握，主要有四种方法：一、辨色。看黄金外表色泽，俗称“七青八黄九五赤”，纯金光润闪灿，混金则有麻涩小点。二、掂重。以手掂其分量看与体积大小是否相称，形状大而较轻可能掺假。三、折性。将金饰品以手折之，较软的是高清金，低及混者则不软。小件饰金可用双手弯折，色清的清金柔软，折处有皱纹；色低者钢硬；重混者有弹性，脆而易断。四、敲声。两件相同的金饰物相撞，高色者其声卜卜，低清金声铮铮，混金者其声当当。,越王勾践剑与历史上最早的金属表面硫化技术1965年，湖北江陵望山一号墓出土的越王勾践剑，保存完好，剑长55.7cm，出土时寒光闪闪，剑刃仍很锋利。剑身黑色菱形花纹，纹饰精美，镂刻最细处仅0.1mm。近剑格处有两行乌篆铭文：“越王鸠浅（勾践）自笮（作）用剑”八字。无损伤的质子X荧光非真空分析，发现剑刃成分:为铜80.3%、锡18.8%、铅0.4%、铁0.4%。黑色纹饰的成分经X射线衍射分析除含有铜锡合金外，还含有硫化亚铜（Cu2S）、硫化亚铁及铁锡合金。后被实验证实为硫化处理。,铜和Fe、Mn、Mo、B、Zn、Co等元素都可用作微量元素肥料。铜在生命系统中有重要作用，人体中有30多种蛋白质和酶含有铜。现已知铜最重要生理功能是人血清中的铜蓝蛋白，有协同铁的功能。,2化性：铜族金属的化学活性从铜到金逐渐降低，表现在与空气中的氧和与酸的反应上。1.空气：铜在常温下不与干燥空气中的氧化合，加热时能产生黑色的氧化铜。银、金在加热时也不与空气中的氧化合。在潮湿的空气中放久后，铜表面会慢慢生成一层铜绿。2Cu+O2+H2O+CO2Cu(OH)2CuCO3铜绿可防止金属进一步腐蚀，其组成是可变的。银、金则不发生这个反应。空气中如含有H2S气体跟银接触后，银的表面上很快生成一层Ag2S的黑色薄膜而使银失去白色光泽。,1.与O2作用,碱式碳酸铜,银器年久变黑。,俄国大教堂顶Thethingoldleafcoatingprotectsthestructurebeneathfromcorrosion.,Au，Ag不与O2发生反应，当有沉淀剂或配合剂存在时，可反应。,铜变绿、银变黑、金不变。,Au在空气中稳定，一般情况下不发生变化。,结论,2.与X2作用,常温下反应,活泼性：CuAgAu,只能在加热条件下进行,常温下反应较慢,3.与酸作用,Cu、Ag、Au不能置换稀酸中的H+(还原性差)；,Cu、Ag、Au可溶于氧化性酸：,2Cu+4HCl+O22CuCl2+2H2O,生成难溶物或配合物,使单质还原能力增强,所以不可用铜器盛氨水。,Au+4HCl+HNO3（浓）HAuCl4+NO+2H2O,高温超导体CuCO3+Y2O3+BaCO3YBa2Cu3O6.5-7(123),1.Cu（I）氧化物Cu2O制备：Cu+O2-Cu2O,22-1-3铜族元素的化合物,一.铜的化合物Cu（I），Cu（II）的化合物主要是氧化物和氢氧物，卤化物，硫化物，配合物等。,高温,分析化学上利用这个反应测定醛，医学上用这个反应来检查糖尿病。由于制备方法和条件的不同，Cu2O晶粒大小各异，而呈现多种颜色，如黄、桔黄、鲜红或深棕。,赤铜矿主要成分,Cu2O性质：共价型化合物，不溶于水，有毒a.对热十分稳定，1508K时熔化而不分解；b.溶于稀疏酸（弱碱性）Cu2O+H2SO4Cu2SO4+H2O（立即发生歧化反应）Cu2SO4CuSO4+Cu,c.溶于氨水和氢卤酸，分别形成不稳定的配合物,Cu2O+4NH3H2O=2Cu(NH3)2+2OH-+3H2O2Cu(NH3)2+4NH3H2O+1/2O22Cu(NH3)42+2OH-+3H2O,合成氨工业今常用醋酸二氨合铜(I)Cu(NH3)2Ac溶液吸收对氨合成催化剂有毒害的CO气体：Cu(NH3)2Ac+CO+NH3=Cu(NH3)2AcCO这是一个放热和体积减小的反应，降温、加压有利于吸收CO。吸收CO以后的醋酸铜氨液，经减压和加热，又能将气体放出而再生，继续循环使用：Cu(NH3)2AcCO=Cu(NH3)2Ac+CO+NH3,Cu2O溶于氢卤酸，形成不稳定的CuX2-,应用：具有半导体性质，常用它和铜装成亚铜整流器。在制造玻璃和陶瓷时，用做红色颜料。,2.Cu（II）氧化物和氢氧化物（1）CuO物性：黑色不溶于水的粉末状固体化性：a.碱性氧化物，可溶于酸CuO+H2SO4CuSO4+H2Ob.高温下易被H2、CO、C、NH3等还原（氧化性）CuO+H2=Cu+H2O3CuO+NH3=3Cu+3H2O+N2c.热好稳定性T1273K时,才会明显分解CuO=Cu2O+O2稳定性Cu2O(1508K),制备：可溶性Cu2+盐中加入OH-（控制量）注意：Cu2+盐中加入少量氨水-Cu2(OH)2SO4，继续加入氨水,溶解，深蓝色溶液Cu(NH3)42+,（溶解纤维的性质）性质：a.热稳定性低，在353K-363K分解Cu(OH)2CuO+H2Ob.一般作碱。两性偏碱：Cu(OH)2,氢氧化铜:难溶性碱,微热,+H+=Cu2+,+OH-=Cu(OH)42-,c.配位性：甘油、酒石酸等多羟基有机物能和Cu(OH)2形成稳定配合物Cu(OH)2可配位溶解（在碱，氨水中）,3.铜的卤化物,卤化亚铜（无CuF),都是白色的难溶化物，其溶解度依Cl、Br、I顺序减小（原因？）。,（1）卤化亚铜：共价化合物,卤化亚铜(及其其它亚铜盐）都是反磁性化合物,制备：,用还原剂还原卤化铜可以得到卤化亚铜：,CuCl2+Cu2CuCl,HCl(浓)+Cu+CuCl2=2CuCl2-+2H+生成物用水稀释则得CuCl白色沉淀。,2Cu2+2I2CuI+I2,CuI可直接反应制得：,除I-,二价铜在有X-及还原剂同时存在时生成CuX。,CuI的生成，使Cu2+的氧化性增加（原因？）,干燥的CuCl在空气中比较稳定，但湿的CuCl在空气中易发生水解和氧化：,4CuCl+O2+4H2O3CuOCuCl23H2O+2HCl8CuCl+O2Cu2O+4Cu2+8Cl,CuCl易溶于盐酸，由于形成配离子，溶解度随盐酸浓度增加而增大。用水稀释氧化亚铜的浓盐酸溶液则又析出CuCl沉淀：,应用：p705CuCl的盐酸溶液-定量测定混合物中CO的含量CuI-测空气中的Hg含量,制备：Cu+X2直接反应CuO+HCl=CuCO3+HClCuCl2+CO2+H2O,（2）.卤化铜（CuI2不存在）,CuF2：白色；CuCl2：棕色；CuBr2：棕黑色；颜色加深（原因？）,CuCl2,共价化合物，易潮解，易溶于水，且易溶于乙醇和丙酮。,很浓的溶液呈黄绿色、浓溶液呈绿色CuCl42-和Cu(H2O)62+的混合色、稀溶液蓝色，无水CuCl2呈棕黄色，,所以制备无水CuCl2时，要在HCl气流中加热脱水，无水CuCl2进一步受热分解为CuCl和Cl2。,制备：,结构：p707,氯原子桥,A.CuCl2加热可分解：2CuCl2=2CuCl+Cl2B.形成配合物(与碱金属氯化物，盐酸）,性质：,773K,Cu2S是黑色化合物，溶解度很小，不溶于水和非氧化性酸。可溶于氧化性的硝酸：3Cu2S+16HNO3=6Cu(NO3)2+3S+4NO+8H2OCu2S可溶于KCN生成Cu(CN)2-制备p706：Cu（）盐溶液通入H2SCu（过量）+S=CuSO4+Na2S2O3=(此反应除铜）,4.铜的硫化物,CuS是黑色，Ksp=8.510-45，只能溶于热的硝酸中：3CuS+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+3S+4H2O可溶于NaCN溶液中：10NaCN+2CuS=2Na3Cu(CN)4+2Na2S+(CN)2因CN-与I-相似，具有还原能力但又有配合能力,5.硫酸铜,CuSO45H2O俗称胆矾、蓝矾。可用铜屑或氧化物溶于硫酸中制得。CuSO45H2O在不同温度下可逐步失水。,加热CuSO4，高于600oC，分解为CuO、SO2、SO3和O2。,无水硫酸铜为白色粉末，不溶于乙醇和乙醚，吸水性很强，吸水后呈蓝色，利用这一性质可检验乙醇和乙醚等有机溶剂中的微量水，并可作干燥剂。,可看作配合物,对Cu(H2O)4SO4H2O结构的解释有两种：,结构,Cu(NH3)4(H2O)22+d9轴向拉长八面体拉Cu-N207pmCu-O262pmJahn-Teller变形,a.水解性：弱酸性Cu(H2O)42+H2O=Cu(H2O)3OH+H3O+b.一定的氧化性CuSO4+Zn=ZnSO4+CuCuSO4+Fe=FeSO4+Cu,性质：,Cu2+的氧化性,c.配位性,d.杀虫能力在农业上同石灰乳混合得到波尔多液，通常的配方是：CuSO45H2O：CaO：H2O1：1：100波尔多波在农业上，尤其在果园中是最常用的杀菌剂。,硫酸铜是制备其它含铜化合物的重要原料，在工业上用于镀铜和制颜料。,应用,Cu2+的鉴定：(弱酸性),红棕,6.硝酸铜硝酸铜有3，6，9水水合物，水合硝酸盐在加热时先失去硝酸根而不是水，因为水是一种比硝酸根更强的配体。制备无水硝酸铜时是将铜溶在乙酸乙酯的四氧化二氮溶液中先生成其配合物加热得到产物，真空加热至起升华。,配合物:CuCl2-,CuBr2-,CuI2-,Cu(SCN)2-,Cu(CN)2-,例：,H2O,Cu(I)的配合物多为2配位,7.铜的配合物,形成Cu(NH3)2+，但不稳定,易被空气氧化而非歧化。,+4H+,Cu(II)的配合物多为4配位，二价铜离子有较强的配合性。,检验糖尿病：红色为有病，蓝色没有病,4配位：dsp2杂化、sp3杂化,几种常见的铜的化合物：,小结：,8.Cu(I)与Cu(II)的相互转化,铜的常见氧化态为+1和+2，同一元素不同氧化态之间可以相互转化。这种转化是有条件的、相对的，这与它们存在的状态、阴离子的特性、反应介质等有关。,.气态时，Cu+(g)比Cu2+(g)稳定，由rGm的大小可以看出这种热力学的倾向。,2Cu+(g)Cu2+(g)+Cu(s),rGm=897kJmol1,结构、第二电离能等分析,.常温时，固态Cu(I)和Cu(II)的化合物都很稳定。,CuO2(s)CuO(s)+Cu(s),rGm=19.2kJmol1,.高温时，固态的Cu(II)化合物能分解为Cu(I)化合物，说明Cu(I)的化合物比Cu(II)稳定。,2CuCl2(s),4CuO(s),2CuS(s),2CuCl(s)+Cl2,2CuO(s)+O2,Cu2S(s)+S,.在水溶液中，简单的Cu+离子不稳定，易发生歧化反应，产生Cu2+和Cu。,Cu+,0.158,Cu2+,0.522,Cu,2Cu+Cu+Cu2+,结论：水溶液中：稳定性Cu(I)Cu(II),结论,由于Cu2+的极化作用比Cu+强，在高温下，Cu2+化合物变得不稳定，受热变成稳定的Cu+化合物。例如氧化铜加热到1273K以上就分解为O2和Cu2O。有些化合物如CuI2、Cu(CN)2在普通常温下，就不能存在，要分解为Cu+化合物。,可见两种氧化数的铜的化合物各以一定条件而存在，当条件变化时，又相互转化。,银盐的水溶解性：除AgNO3、AgF、AgClO4等几种盐溶于水，其它难溶。Ag+：容易形成配离子-溶解难溶银盐的重要方法,二、银的化合物,1氧化银和氢氧化银在-45以下AgOH白色物质稳定存在，高于此温度分解为暗棕色物质Ag2O，其为共价型、难溶于水的化合物。,Ag2O：微碱性：不稳定性：2Ag2O=4Ag+O2氧化性：Ag2O+CO=2Ag+CO2Ag2O+H2O2=2Ag+H2O+O2,Ag2+e-=Ag+=1.987VAg+e-=Ag=0.7996VAg2+一般不稳定，是极强的氧化剂。,573K,2硝酸银AgNO3是一种重要试剂，可用银和硝酸反应制得，见光易分解因而保存到棕色瓶中，又有一定得氧化性，可以做消毒剂和腐蚀剂。2AgNO3713K2Ag+2NO2+O2,2AgNO3713K2Ag+2NO2+O22Cu(NO3)2473K2CuO+4NO2+O2因此可将混合物加热至473573K之间，这时硝酸铜分解为黑色不溶于水的CuO，硝酸银没有分解。将混合物中的AgNO3溶解后滤去CuO，然后将滤液重结晶得到纯的硝酸银。,3卤化银AgX中除AgF溶于水外，皆不溶于水及稀酸。卤化银的颜色从氯到碘逐渐加深，并且都具有感光性，可用于照相术。,4硫化银Ag2S黑色化合物溶解度很小，不溶于水和非氧化性酸。可溶于氧化性的硝酸,5配合物Ag+具有5s、5p空轨道，能形成二配位的配合物，如：NH3、S2O32-、CN-等形成稳定程度不同的配离子。镀银：Ag(NH3)+R-CHO+OH-NH4O2CR+Ag+NH3+H2O（银镜反应）CH3CHO+2Ag(NH3)2+2OH-CH3COONH4+2Ag+3NH3+H2OAgCl+NH2OHAg+N2+HCl+H2O（银的回收）,1试管要洁净（这是实验成败的关键之一）。否则，只得到黑色疏松的银沉淀，没有银镜产生或产生的银镜不光亮。2溶液混合后，振荡要充分（这是实验成败的关键之二）。加入最后一种溶液时，振荡要快，否则会出现黑斑或产生银镜不均匀。3加入的氨水要适量（这是实验成败的关键之三）。氨水的浓度不能太大，滴加氨水的速度一定要缓慢，否则氨水容易过量。氨水过量会降低试剂的灵敏度，且容易生成爆炸性物质。4加碱可使乙醛与银氨溶液在常温下发生反应，但如果滴加氢氧化钠过量，反应速率太快，产生的银镜会发黑。5银氨溶液只能临时配制，不能久置。如果久置会析出氮化银、亚氨基化银等爆炸性沉淀物。这些沉淀物即使用玻璃棒摩擦也会分解而发生猛烈爆炸。所以，实验完毕应立即将试管内的废液倾去，用稀硝酸溶解管壁上的银镜，然后用水将试管冲洗干净。6氨水的浓度不宜过大，否则容易过量，致使实验失败。氨水的浓度以2为宜。7乙醛的浓度大，反应速率快，析出银镜快，但容易出现黑斑，加快振荡速度可以避免出现黑斑。溶液中乙醇起到降低乙醛浓度的作用，使得反应速率适中，容易控制。有乙醇存在时，产生的银镜均匀、光亮。,银镜反应中的注意事项？,Question,三、金的化合物（自学）Au（）最稳定金在473K下同氯气作用，可得到褐红色晶体三氯化金。在固态和气态时，该化合物均为二聚体，具有氯桥基结构。AuCl3二聚体:,3Au+=Au3+2AuK=10132Au+3CI2=2AuCI3(褐红色晶体),二聚，共价.一价的化合物只存在Au(CN)2-,22-1-4IB族元素和IA族元素性质的对比阅读p717,22-2-1锌族元素概述一、锌族元素的通性锌族元素位于周期系的IIB族，包括锌、镉、汞三种元素。锌族的价电子结构为(n-1)d10ns2。最外层电子数为2，次外层为18电子构型，结构决定性质，故锌族元素具有如下特征性质及其变化规律：1锌族元素的特征氧化态都是+II（汞和镉还有+I的氧化态的化合物）2锌族元素的金属活泼性不如碱土金属活泼。3同族元素金属活泼性与IB金属相同，从锌到汞活泼性降低，恰好与碱土金属相反。4同周期IB与IIB金属相比，IIB族金属比IB族金属活泼。,22-2锌族元素,二、存在与冶炼锌汞主要以硫化物形式存在如ZnS闪锌矿、HgS辰砂。镉主要是锌矿提锌后的副产品。用闪锌矿火法炼锌：2ZnS+3O2=2ZnO+2SO22C+O2=2COZnO+CO=Zn+CO2闪锌矿湿法炼锌：可用焙烧ZnS所得的ZnO用稀硫酸溶解，电解所得的硫酸锌亦可得到锌。用辰砂矿火法炼汞：HgS+O2=Hg+SO2,锌、汞的冶炼,三、单质的物理性质和用途IIB族的熔点不仅低于IIA族还低于IB族并且依ZnCdHg顺序下降。Hg是唯一的液体金属，有流动性。因为汞的特殊性，可以被用来做压强计，温度计，照明器材。汞蒸气有毒，吸入人体会产生慢性中毒。使用时要注意，撒落到地面上应尽量收集，再用S粉处理使汞变为硫化汞。储汞时必须密封，临时存放在广口瓶中的少量汞应覆盖一层水或10%NaCl溶液锌主要用于防腐镀层，如电镀，喷镀，各种合金以及干电池等。,四、单质的化学性质和反应趋势Zn、Cd相对活泼，易发生化学反应；Hg相对不活泼，仅能与少数物质反应。1）Zn能在潮湿的空气中发生化学反应：（干燥空气中稳定）Zn+O2+H2O+CO2=Zn2(OH)2CO3形成致密保护膜,2）Zn能与非金属单质（除H2、N2、C外）反应后得到相应的化合物Zn+S=ZnSHg+S=HgS,共热,研磨,3）Zn能与酸反应，生成相应的盐和氢气4）与氧化酸反应Hg+H2SO4=HgSO4+SO2+H2OHg+HNO3=Hg(NO3)2+NO+H2O,5）Zn可以与碱反应,但Cd、Hg不行；其与Al相似但Zn+4NH3+2H2O=Zn(NH3)42+H2+OH-（与Al区分）锌镉汞都能与其它金属形成合金。汞的合金叫汞齐，当汞的比例不同时可呈液态或糊状，铁族金属不形成汞齐，因此可以用铁制容器盛水银。,22-2-2锌族元素的重要化合物锌族元素的重要化合物是氧化物，硫化物，卤化物和配合物。基本特征：IIB族的离子都是无色的，所以它们的化合物一般是无色的。但因它们的极化作用及变形性较大，当与易变形的阴离子结合时往往有较深的颜色，较低的溶解度。M2+：抗磁性常见盐含有结晶水易形成配合物,一、氧化物和氢氧化物1氧化物物理性质颜色：ZnO(白色)CdO(灰棕色)HgO(红色或黄色)应用：ZnO俗名锌白，用作白色颜料。,氧化物,ZnO：白，难溶于水，两性，高温升华不分解。CdO：棕，难溶于水，弱碱性，高温升华不分解。HgO：红或黄，极难溶于水，碱性，受热易分解。,碱热性稳增定强性减弱,均共价化合物，溶于酸,CdO,ZnO,HgO,2化学性质酸碱性：ZnO：两性化合物，溶于酸形成锌(II)盐，溶于碱形成锌酸盐如Zn(OH)42-,CdO：弱碱性，溶于酸、氨水和铵盐溶液,不溶于水和碱。在空气中因与二氧化碳反应生成碳酸镉,颜色逐渐变白。在氧气中长时间加热呈暗红色。有毒！,HgO:显弱碱性，不溶于碱。,制备：在它们的可溶性盐的溶液中加碱性质：酸碱性1.Zn2+加碱得Zn(OH)2,加热脱水得ZnO，它们是共价型化合物。Zn(OH)2两性：溶于酸形成锌(II)盐，溶于过量的强碱中形成羟基锌酸盐Zn(OH)42-Zn(OH)22OH-Zn(OH)42-2.Cd2+加碱得Cd(OH)2,加热脱水得CdO，它们是共价型化合物。两性，酸性非常弱，难溶于强碱，只能缓慢溶解于热的浓碱溶液，可溶于稀酸。3.当汞盐与碱反应，析出的不是Hg(OH)2，而是黄色的HgO。因Hg(OH)2立即分解Hg2+2OH-=HgO+H2O,氢氧化物:,Zn(OH)2和Cd(OH)2都可溶于氨水。形成M(NH3)4(OH)2化合物。,Zn(OH)2和Cd(OH)2比Hg(OH)2稳定，只在加热时脱去水变为ZnO、CdO。,此性质区分Zn(OH)2和Al(OH)3，Al(OH)3不溶于氨水,稳定性：,配位性：,二、硫化物IIB族的元素都能形成相应的硫化物。如：ZnS白色，Ksp=1.210-23，溶于0.1mol/L的HCl溶液但不能溶于醋酸。CdS黄色，Ksp=3.610-29，不溶于稀酸，但溶于浓酸。HgS黑色，Ksp=3.510-52，是金属硫化物溶解度最小一个，只能溶于浓的碱性Na2S溶液生成Na2HgS2，也溶于王水得H2HgCl4，溶于HCl和KI的混合物试写出方程式。,ZnSBaSO4叫锌钡白(立德粉)：ZnSO4+BaS=ZnSBaSO4CdS叫镉黄，可做颜料。,应用：ZnS无毒油漆；荧光粉、夜光表、发光油漆,三、氯化物1氯化锌ZnCl2水解呈酸性，其浓溶液称为“熟镪水”。ZnCl2+H2OHZnCl2(OH)FeO+2HZnCl2(OH)=FeZnCl2(OH)2+H2O,在焊接金属时用氯化锌消除金属表面上的氧化物就是根据这一性质。焊接金属的“熟镪水”就是氯化锌的浓溶液。焊接时它不损害金属表面，而且水分蒸发后，熔化的盐覆盖在金属表面，使之不再氧化、能保证焊接金属的直接接触,Question,1.如何制备无水ZnCl2？,2氯化汞和氯化亚汞,（1）结构：HgCl2：共价化合物，Cl-Hg-Cl，在溶液中主要易分子形式存在，水溶液几乎不导电，即使在很稀的溶液中，它的电离度也不超过0.5%。Hg2Cl2：在亚汞化合物中，汞是以双聚体Hg22+的形式出现，氧化数为+1。+Hg:Hg+Cl-Hg-Hg-Cl,（2）性质:HgCl2俗称升汞，熔点低，易升华，为白色针状晶体，微溶于水，有剧毒，HgCl2的稀溶液可用于消毒，制作农药、中药；Hg2Cl2俗称甘汞。Hg2Cl2具有甜味、无毒，不溶于水的白色固体。用于制造甘汞电极、药物和农用杀虫剂等。,HgCl2,水解性：,HgCl2+H2OHg(OH)C1+HCl,氨解性：,HgCl2+2NH3Hg(NH2)C1白+HCl,体系中没有NH4+，则主要生成Hg(NH2)C1白，如有大量NH4+，则主要生成Hg(NH3)2C12，氯化二氨合汞，白色结晶沉淀，这种沉淀受热熔化而不分解，故被称为可熔性白色沉淀。,氧化性：酸性介质,HgCl2,HgCl2+SnCl2Hg2Cl2(白色)+SnCl4Hg2Cl2+SnCl2Hg(黑色)+SnCl4此反应很灵敏，常用来检验Hg2+和Sn2+的存在,配位性：,HgCl2+Cl-HgC142-,HgCl2与碱金属氯化物（过量Cl-反应），生成HgC142-，使HgCl2溶解度增大,Hg2Cl2,制备：,Hg2+0.92VHg22+0.789VHg,Hg2(NO3)2+2HClHg2Cl2+2HNO3,或,Hg2Cl2,保存在棕色试剂瓶,氨解性：,Hg2Cl2+2NH3=HgNH2C1(白)+Hg(黑)+NH4Cl,性质：,不稳定性：,Hg2Cl2Hg+HgCl2,hv,灰色,氯化汞较为稳定.,氧化性：,HgCl2+SnCl2Hg2Cl2(白色)+SnCl4Hg2Cl2+SnCl2Hg(黑色)+SnCl4此反应很灵敏，常用来检验Hg2+和Sn2+的存在,HgCl2+SnCl2Hg2Cl2(白色)+SnCl4Hg2Cl2+SnCl2Hg(黑色)+SnCl4此反应很灵敏，常用来检验Hg2+和Sn2+的存在,都溶于水,三硝酸汞和硝酸亚汞,性质：,水解性：碱式盐沉淀,2Hg(NO3)2+H2OHgO2Hg(NO3)2+2HNO3,Hg2(NO3)2+H2OHg2(OH)NO3+HNO3,配制：应先溶于稀硝酸中,氨解性：,2Hg(NO3)2+4NH3+H2OHgO2Hg(NH2)NO3白+3NH4NO3,2Hg2(NO3)2+4NH3+H2OHgO2Hg(NH2)NO3白+Hg+3NH4NO3,灰色,Hg2+2I-=HgI2红+2I-红HgI42-无色,配位性：,HgI42-与强碱混合后叫奈氏试剂，用于鉴定NH4+、Hg2+离子。,Hg22+2I-=Hg2I2（草绿色）Hg2I2+2I-=HgI42-+Hg,Hg2(NO3)2受热易分解,Hg2(NO3)22HgO+2NO2,受热,Hg2+与Hg22+的相互转化,Hg2+0.92VHg22+0.789VHgHg22+不歧化,在水溶液中存在下列离子平衡:Hg2+HgHg22+K=69.4因平衡常数不大，改变条件可以相互转化，加入Hg2+沉淀剂或配位剂,平衡向左进行：Hg22+2OH-HgHgOH2OHg22+H2SHgSHg2H+Hg2Cl22NH3HgNH2ClHgNH4ClHg2I2+2KI=K2KgI4+Hg,Hg22+2OH-HgHgOH2OHg2+2OH-Hg(OH)2=HgO黄H2OHg22+H2SHgSHg2H+Hg2+H2SHgS2H+Hg2Cl22NH3HgNH2ClHgNH4ClHgCl22NH3HgNH2Cl白NH4ClHg2I2+2KI=K2KgI4+HgHg2+2I-=HgI2红+2I-红HgI42-无色,四、配合物Zn2+、Cd2+、Hg2+与CN-、SCN-、CNS-、Cl-、Br-、I-离子均生成ML42-配离子。Hg2+I-HgI2(红色)+I-HgI42-，HgI42-与强碱混合后叫奈氏试剂，用于鉴定NH4+、Hg2+离子。方程如下：,22-2-3锌的生物