第19章铜副族和锌副族学习教案

1、会计学1第第19章铜副族和锌副族章铜副族和锌副族第一页，共121页。铜副族元素铜副族元素(yun s)锌副族元素锌副族元素(yun s)主主 要要 内内 容容12第1页/共121页第二页，共121页。铜副族（铜副族（B）：）：原子核外价层电子原子核外价层电子(dinz)的构型的构型 ： （n1）d10 ns1 常见常见(chn jin)氧化态氧化态: 铜铜 （1，2 ） 银银 （1） 金金 （1，3）第2页/共121页第三页，共121页。铜铜 Cu 铜在地壳铜在地壳(dqio)中的质量分数为中的质量分数为 0.005 %。单质单质(dnzh)铜，黄铜矿铜，黄铜矿 CuFeS2，辉铜矿，辉铜矿

2、Cu2S银银 Ag银在地壳中的质量银在地壳中的质量(zhling)分数为分数为 7 106 % 。 单质银，闪银矿单质银，闪银矿 Ag2S，角银矿，角银矿 AgCl金金 Au金在地壳中的质量金在地壳中的质量分数分数为为 1.1 107 %。 单质金，以极分散形式分布于岩石中。单质金，以极分散形式分布于岩石中。第3页/共121页第四页，共121页。锌副族锌副族 （ B）: : Zn Cd Hg原子核外价层电子的构型原子核外价层电子的构型 ： n1 d10 ns2 （ ）常见氧化态常见氧化态: : 锌和镉锌和镉 2 汞汞 2 、1 Hg22 （ ）第4页/共121页第五页，共121页。锌锌 Zn闪

3、锌矿闪锌矿 ZnS，菱锌矿，菱锌矿 ZnCO3，锌在地壳，锌在地壳(dqio)中中的质量分数为的质量分数为0.0075 %。 极少单独存在，以极少单独存在，以 CdS 形式混生于闪锌矿形式混生于闪锌矿 中，在地壳中的质量中，在地壳中的质量(zhling)分数为分数为 1.1 105 %。镉镉 Cd 辰砂辰砂(chnsh)，又名朱砂，又名朱砂， HgS， 在地壳中的质量在地壳中的质量 分数为分数为 5 106 %。汞汞 Hg第5页/共121页第六页，共121页。19 1 1 铜副族元素铜副族元素(yun s)单质单质1 铜副族元素铜副族元素(yun s)单质的单质的性质性质 （1）物理性质）物理

4、性质(wl xngzh) 铜副族元素属于重金属，导电性和铜副族元素属于重金属，导电性和导热性在所有金属中是最好的，银占首导热性在所有金属中是最好的，银占首位，铜次之。位，铜次之。19 1 铜副族元铜副族元素素第6页/共121页第七页，共121页。 均具有很好的延展性，均具有很好的延展性， 1 g 金可抽成金可抽成 3 km 长的丝或压成厚度长的丝或压成厚度(hud)约为约为 0.0001 mm 的金箔。的金箔。 铜副族元素之间、铜副族元素与其他铜副族元素之间、铜副族元素与其他金属都很容易形成金属都很容易形成(xngchng)合金，例如：合金，例如： 黄铜黄铜(hun tn) Cu Zn 合金合

5、金 白铜白铜 Cu Ni 合金合金 青铜青铜 Cu Zn Sn 合金合金 第7页/共121页第八页，共121页。 （2）化学性质）化学性质(huxu xngzh) 铜副族元素的金属性远比碱金属的弱，铜副族元素的金属性远比碱金属的弱，且其金属性随着原子序数且其金属性随着原子序数(yunz xsh)的增加而减弱。的增加而减弱。 2 Cu + O2 + H2O + CO2 Cu OH 2 CuCO3 （ ） Cu 与与含有含有 CO2 的的潮湿的空气反应，生成绿色潮湿的空气反应，生成绿色 Cu OH 2 CuCO3。（ ）第8页/共121页第九页，共121页。 空气空气(kngq)中若含有中若含有

6、H2S 气体，与银接触后，气体，与银接触后，银的表面很快会生成一层银的表面很快会生成一层 Ag2S 黑色薄膜黑色薄膜而使银失去银白色光泽。而使银失去银白色光泽。 铜、银、金都不能与稀盐酸或稀硫酸铜、银、金都不能与稀盐酸或稀硫酸作用作用(zuyng)而放出氢气。而放出氢气。第9页/共121页第十页，共121页。 铜和银可溶于硝酸铜和银可溶于硝酸(xio sun)或热的浓硫酸：或热的浓硫酸：Cu + 2 H2SO4（浓）（浓） CuSO4 + SO2 + 2 H2OCu + 4 HNO3（浓）（浓） Cu NO3 2 + 2 NO2 + 2 H2O （ ）3 Cu + 8 HNO3（稀）（稀） 3

7、 Cu NO3 2 + 2 NO + 4 H2O （ ）第10页/共121页第十一页，共121页。 金的金属(jnsh)活性最差，只能溶于王水中： Au + 4 HCl + HNO3 HAuCl4 + NO+ 2 H2O 铜在红热时与空气中的氧气反应(fnyng)生成氧化铜，在高温下又分解为 Cu2O。 银和金没有铜活泼，高温下在空气银和金没有铜活泼，高温下在空气(kngq)中中也是稳定的。也是稳定的。第11页/共121页第十二页，共121页。 Cu 与一些强配体作用(zuyng)放出 H2，如 CN： Cu 与配位能力较弱的配体作用时，要在氧气(yngq)存在下方能进行： 2Cu 8 CN

8、2H2O 2Cu CN 43 2OH H2（ ） 2 Cu 8 NH3O2 2 H2O 2 Cu NH3 42 4 OH（ ）第12页/共121页第十三页，共121页。 Ag，Au 也可以在有氧气也可以在有氧气(yngq)存在下，与强存在下，与强配体作用：配体作用： 4 Ag 8 CNO2 2 H2O 4 Ag CN 2 4 OH（ ）（ ） 4 Au 8 CNO2 2 H2O 4 Au CN 2 4 OH第13页/共121页第十四页，共121页。 2 铜副族元素铜副族元素(yun s)的提取的提取 （1）铜的冶炼）铜的冶炼(ylin) 将矿石粉碎，以增大接触面积， 采用(ciyng)“浮选法

9、” 将 Cu 富集到 15 20%。 将得到的精矿焙烧，除去部分的硫和挥发性杂质，并使部分硫化物氧化成氧化物将得到的精矿焙烧，除去部分的硫和挥发性杂质，并使部分硫化物氧化成氧化物: : 第14页/共121页第十五页，共121页。 将焙烧过的矿石将焙烧过的矿石(kungsh)与沙子混合，在反射炉与沙子混合，在反射炉中加热到中加热到 1273 K 左右，左右，FeS 进一步氧化为进一步氧化为 FeO，大部分，大部分 FeO 与与 SiO2 形成熔渣形成熔渣 FeSiO3 ，浮于上层，浮于上层: 2 FeS + 3O2 FeO + 2 SO2 FeO + SiO2 FeSiO3 2 CuFeS2 +

10、 O2 Cu2S + 2 FeS + SO2第15页/共121页第十六页，共121页。 Cu2S 和剩余的和剩余的 FeS 熔融在一起形成所谓熔融在一起形成所谓(suwi)“冰铜冰铜”，冰铜较重，沉于下层。，冰铜较重，沉于下层。 2 Cu2S + 3 O2 2 Cu2O + 2SO2 2 Cu2O + Cu2S 6 Cu + SO2 将冰铜放入转炉(zhun l)熔炼，鼓入大量的空气，得到大约含铜 98% 的粗铜。第16页/共121页第十七页，共121页。 工业上采用电解法将粗铜精炼以除去杂工业上采用电解法将粗铜精炼以除去杂质。在一个盛有质。在一个盛有 CuSO4 和和 H2SO4 混合物溶混

11、合物溶液的电解槽中，以粗铜为阳极液的电解槽中，以粗铜为阳极(yngj)，纯铜为阴极，纯铜为阴极进行电解：进行电解： 阳极阳极(yngj)反应：反应： Cu （粗铜）（粗铜） Cu2+ +2e 阴极阴极(ynj)反应：反应： Cu2+ +2e Cu （精铜，（精铜，99.95%）第17页/共121页第十八页，共121页。（2）银和金的提取）银和金的提取(tq) 以游离态和以化合态的银都可以以游离态和以化合态的银都可以(ky)用氰化用氰化钠浸取：钠浸取： 4 Ag + 8 NaCN + 2 H2O + O2 4 NaAg CN 2 + 4 NaOH（ ）（ ） Ag2S 4 NaCN 2 NaAg

12、 CN 2 Na2S 第18页/共121页第十九页，共121页。 再用锌等较活泼的金属(jnsh)还原即可得到单质银： （ ） 2 Ag CN 2+ Zn Zn CN 42+ 2 Ag（ ） 从矿石中炼金从矿石中炼金(lin jn)的方法有两种，即汞齐的方法有两种，即汞齐法和氰化法。法和氰化法。第19页/共121页第二十页，共121页。 汞齐法将矿石粉与汞混合汞齐法将矿石粉与汞混合(hnh)生成金汞齐，加生成金汞齐，加热时汞挥发掉即得到单质金。热时汞挥发掉即得到单质金。 氰化法提金首先氰化法提金首先(shuxin)用氰化钠浸取矿粉，将金用氰化钠浸取矿粉，将金溶出：溶出： 4 Au + 8 CN

13、 + 2 H2O + O2 4 Au CN 2 + 4 OH （ ）第20页/共121页第二十一页，共121页。 再再用用锌锌还原还原 Au CN 2 得得单质金单质金：（ ） 2 Au CN 2 + Zn Zn CN 4 2 + 2 Au （ ）（ ） 或者电解或者电解 NaAu CN 2 溶液，在阴极上溶液，在阴极上得到金：得到金：（ ）第21页/共121页第二十二页，共121页。 阴极主要反应：阴极主要反应： Au CN 2 + e Au + 2CN（ ） 阳极阳极(yngj)主要反应：主要反应： CN + 2OH 2e CNO + H2O 2CNO + 4OH 6e 2CO2 + N2

14、 + 2H2O第22页/共121页第二十三页，共121页。 （1）氧化物和氢氧化物）氧化物和氢氧化物(qn yn hu w)19 1 2 铜的化合物铜的化合物 1 氧化氧化(ynghu)数为数为 1 的化的化合物合物 氧化亚铜可以通过在碱性介质中还原氧化亚铜可以通过在碱性介质中还原 Cu 化合物得到。化合物得到。（ ）第23页/共121页第二十四页，共121页。 用葡萄糖作还原剂时，反应用葡萄糖作还原剂时，反应(fnyng)如下：如下： 2 Cu OH 42 + CH2OH CHOH 4CHO Cu2O + CH2OH CHOH 4COOH + 2 H2O + 4 OH（ ）（ ）（ ）第24

15、页/共121页第二十五页，共121页。 Cu2和酒石酸根和酒石酸根 C4H4O62 的配位化合的配位化合物，其溶液呈深蓝色，有机化学物，其溶液呈深蓝色，有机化学(yu j hu xu)中称为斐林中称为斐林（Fehling）溶液。）溶液。 斐林溶液可用来鉴定醛基，其现象斐林溶液可用来鉴定醛基，其现象(xinxing)(xinxing)是生是生成红色的成红色的 Cu2O Cu2O 沉淀。沉淀。第25页/共121页第二十六页，共121页。 实验室里，Cu2O 可由 CuO 热分解得到(d do) Cu2 盐的碱性溶液与其它还原剂反应盐的碱性溶液与其它还原剂反应(fnyng)，也得到也得到 Cu2O，

16、如与联氨反应，如与联氨反应(fnyng)：4 CuO 2 Cu2O O2 4 Cu2 8 OH N2H4 2 Cu2O N2 6 H2O第26页/共121页第二十七页，共121页。 Cu2O 呈弱碱性呈弱碱性(jin xn)，溶于稀酸，并立即歧，溶于稀酸，并立即歧化为化为 Cu 和和 Cu2： Cu2O 基本属于基本属于(shy)共价化合物，不溶于水。共价化合物，不溶于水。 Cu2O + 2H Cu + Cu2 + H2O Cu2O 十分十分(shfn)稳定，在稳定，在 1235 熔化但不熔化但不分解。分解。第27页/共121页第二十八页，共121页。 Cu2O + 4 NH3 + H2O 2

17、 Cu NH3 2 + 2OH（ ） 铜的铜的 +1 价氢氧化物很不稳定，易脱水价氢氧化物很不稳定，易脱水(tu shu)变为相应的氧化物变为相应的氧化物 Cu2O。 用用 NaOH 处理处理 CuCl 的冷盐酸溶液时，的冷盐酸溶液时，生成黄色的生成黄色的 CuOH 沉淀沉淀(chndin)，但沉淀，但沉淀(chndin)很快变为很快变为橙色，最后变为红色成为橙色，最后变为红色成为 Cu2O。 Cu2O 溶于氨水，生成溶于氨水，生成(shn chn)无色的络离子：无色的络离子：第28页/共121页第二十九页，共121页。（2）卤化物卤化物 CuCl，CuBr 和和 CuI 均为白色均为白色(b

18、is)，都是难，都是难溶化合物，且溶解度依次减小。溶化合物，且溶解度依次减小。 CuCl，CuBr 和和 CuI 都可以通过二价铜都可以通过二价铜离子在相应离子在相应(xingyng)的卤离子存在的条件下被还原：的卤离子存在的条件下被还原： 2 Cu2 + 4 I 2 CuI + I2第29页/共121页第三十页，共121页。 在热的浓盐酸中，用铜粉还原在热的浓盐酸中，用铜粉还原(hun yun) CuCl2，生成土黄色的，生成土黄色的 CuCl2：Cu2+ + Cu + 4Cl 2CuCl2 用水稀释用水稀释 CuCl2 溶液，能得到难溶的溶液，能得到难溶的 CuCl 白色白色(bis)沉淀

19、：沉淀：2CuCl2 CuCl + Cl第30页/共121页第三十一页，共121页。 CuCl 不溶于硫酸、稀硝酸，但可溶不溶于硫酸、稀硝酸，但可溶于氨水、于氨水、 浓盐酸及碱金属的氯化物溶液浓盐酸及碱金属的氯化物溶液中，形成中，形成 Cu NH3 2， CuCl2，CuCl32 或或 CuCl43 等配离子。等配离子。（ ） 第31页/共121页第三十二页，共121页。（3） 硫化物硫化物 硫化硫化(lihu)亚铜亚铜 Cu2S 是黑色物质，难溶于水。是黑色物质，难溶于水。 用金属单质与用金属单质与 S 直接化合生成硫化物，也可以向直接化合生成硫化物，也可以向 Cu 溶液溶液(rngy)中通

20、入中通入 H2S 制备硫化制备硫化物。物。 （ ） S2 的离子半径比的离子半径比 O2 的大，更易失电的大，更易失电子，因此子，因此 S2 与与 Cu 间的极化作用更强，间的极化作用更强，硫化物呈深色，水中溶解度比相应的氧化物硫化物呈深色，水中溶解度比相应的氧化物小。小。 （ ）第32页/共121页第三十三页，共121页。 Cu2S 只能溶于浓、热硝酸只能溶于浓、热硝酸(xio sun)或氰化钠（钾）溶液中或氰化钠（钾）溶液中: 3 Cu2S + 16 HNO3 6 Cu NO3 2 + 3 S + 4 NO + 8 H2O（ ）（ ） Cu2S + 4 CN 2 Cu CN 2 + S2第

21、33页/共121页第三十四页，共121页。（4） 配位配位(pi wi)化合物化合物 Cu 可与单齿配体形成可与单齿配体形成(xngchng)配位数为配位数为 2、3、4 的配位化合物，由于的配位化合物，由于 Cu 的价电子构型为的价电子构型为 d10，所以配位化合物不会由于，所以配位化合物不会由于 dd 跃迁而产跃迁而产生颜色。生颜色。 Cu NH3 2 不稳定，遇到空气则变成不稳定，遇到空气则变成深蓝色的深蓝色的Cu NH3 42： （ ）（ ）第34页/共121页第三十五页，共121页。 利用这个性质可除去利用这个性质可除去(ch q)气体中的痕量气体中的痕量 O2。 4 Cu NH3

22、2 + O2 + 8 NH3 + 2 H2O 4 Cu NH3 42 + 4 OH（ ）（ ）第35页/共121页第三十六页，共121页。 在合成氨工业中常用醋酸在合成氨工业中常用醋酸(c sun)二氨合铜（二氨合铜（）溶液吸收能使催化剂中毒的）溶液吸收能使催化剂中毒的 CO 气体：气体： Cu NH3 2+ + CO + NH3 Cu CO NH3 3+（ ）（ ）（ ）第36页/共121页第三十七页，共121页。2 氧化氧化(ynghu)数为数为 2 的化的化合物合物 （1）氧化物和氢氧化物(qn yn hu w) 氧化铜 CuO，可由某些含氧酸受热分解或在氧气(yngq)中加热铜粉而制得

23、： 2Cu NO3 2 2CuO 4 NO2 O2（ ） 2Cu O2 2 CuO第37页/共121页第三十八页，共121页。 CuO 具有氧化性，高温下可被一些具有氧化性，高温下可被一些(yxi)还原还原剂还原。剂还原。 CuO 属于属于(shy)碱性氧化物，难溶于水，可溶于酸：碱性氧化物，难溶于水，可溶于酸： CuO 2 H Cu2 H2O CuO 的热稳定性较好，加热的热稳定性较好，加热(ji r)到到 1000 时分解。时分解。 4 CuO 2 Cu2O + O2第38页/共121页第三十九页，共121页。（ ） 可溶性的可溶性的 Cu 盐中加入盐中加入(jir)强碱，得到蓝绿色的氢氧

24、化铜：强碱，得到蓝绿色的氢氧化铜：（ ） CuSO4 + 2 NaOH Cu OH 2 + Na2SO4第39页/共121页第四十页，共121页。 在 NH4 存在时，氢氧化铜可溶于氨水形成(xngchng)铜氨配离子: Cu OH 2 不稳定不稳定，加热分解：，加热分解：（ ）Cu OH 2 CuO + H2O（ ） Cu OH 2 4 NH3 H2O Cu NH3 42 2OH + 4 H2O（ ）（ ）NH4+第40页/共121页第四十一页，共121页。 Cu OH 2 略显两性，既可溶于酸，也可溶于过量的浓碱溶液中：略显两性，既可溶于酸，也可溶于过量的浓碱溶液中：（ ） Cu OH 2

25、 2 NaOH Na2Cu OH 4（ ）（ ）（ ） Cu OH 2 H2SO4 CuSO4 2 H2O第41页/共121页第四十二页，共121页。 CuF2 白色白色(bis)， CuCl2 黄褐色黄褐色 和和 CuBr2 黑色黑色 ，带有结晶水的，带有结晶水的 CuF2 2 H2O 蓝色和蓝绿色的蓝色和蓝绿色的 CuCl2 2 H2O 。 （2）卤化）卤化(l hu)铜铜 无水无水 CuCl2 为无限长链结构。每个为无限长链结构。每个 Cu 处于处于(chy) 4 个个 Cl 形成的平面正方形的中心形成的平面正方形的中心:CuClClCuClClCu第42页/共121页第四十三页，共12

26、1页。 CuCl2 易溶于水，在很浓的易溶于水，在很浓的 CuCl2 水溶水溶液中，可形成液中，可形成(xngchng)黄色的黄色的 CuCl42： CuCl2 稀溶液显蓝色稀溶液显蓝色，这是因为溶液中存在，这是因为溶液中存在 Cu H2O 42+ 的缘故的缘故：（ ） CuCl42 + 4 H2O Cu H2O 42+ + 4 Cl（ ） Cu2 4 Cl CuCl42第43页/共121页第四十四页，共121页。 CuCl2 2H2O 受热受热(shu r)时分解：时分解： 由于脱水时发生水解，所以用脱水方法制备由于脱水时发生水解，所以用脱水方法制备(zhbi)无水无水 CuCl2 时，要在

27、时，要在 HCl 气流中进行。无水气流中进行。无水CuCl2 进一步受热：进一步受热： 2 CuCl2 2H2O Cu OH 2 CuCl2 2 HCl 2 H2O（ ） 2CuCl2 2 CuCl + Cl2 HCl 气流气流第44页/共121页第四十五页，共121页。 （3）含氧酸的铜盐）含氧酸的铜盐 无水无水 CuSO4 CuSO4 为白色粉末，易溶于水，有很强的吸水作用，吸水后显出水合铜离子的特征蓝色。为白色粉末，易溶于水，有很强的吸水作用，吸水后显出水合铜离子的特征蓝色。 此特性用来检验一些有机物如乙醇、乙醚此特性用来检验一些有机物如乙醇、乙醚(y m)(y m)等中的微量水分。也可

28、用作燥剂。等中的微量水分。也可用作燥剂。 第45页/共121页第四十六页，共121页。 CuSO4 具有杀菌能力具有杀菌能力(nngl)，被用于蓄水池、游泳池以防止藻类生长。与石灰乳混合配制的波尔多液，农业上用来消灭植物病虫害。，被用于蓄水池、游泳池以防止藻类生长。与石灰乳混合配制的波尔多液，农业上用来消灭植物病虫害。 CuSO4 在在 650 下部分下部分(b fen)发生分解成发生分解成 CuO，SO3，SO2 及及 O2。第46页/共121页第四十七页，共121页。 Cu2 为为 d9 构型，有一个成单电子，具有顺磁性。由于可以发生构型，有一个成单电子，具有顺磁性。由于可以发生 dd 跃

29、迁，化合物都有颜色跃迁，化合物都有颜色(yns)，比如，比如，CuSO4 5H2O 和许多水合铜盐都是蓝色。和许多水合铜盐都是蓝色。（4） 配位配位(pi wi)化合物化合物 Cu2 与单齿配体一般能形成配位数与单齿配体一般能形成配位数 4 的正方形配位单元，如：的正方形配位单元，如： Cu NH3 42 ，Cu H2O 42， CuCl42。（ ）（ ）第47页/共121页第四十八页，共121页。 此外，此外，Cu2Cu2 还可以与一些有机配体，如缩二脲还可以与一些有机配体，如缩二脲 NH2CONHCONH2 NH2CONHCONH2 与与 CuSO4 CuSO4 反应呈现特征紫色，生成反应

30、呈现特征紫色，生成(shn chn)(shn chn)下列两种离子：下列两种离子：CNHOHNCONHCuHOOHCu2第48页/共121页第四十九页，共121页。CNHOHNCONHCu2 此外，此外，Cu2Cu2 还可以与一些还可以与一些(yxi)(yxi)有机配体，如缩二脲有机配体，如缩二脲 NH2CONHCONH2 NH2CONHCONH2 与与 CuSO4 CuSO4 反应呈现特征紫色，生成下列两种离子：反应呈现特征紫色，生成下列两种离子：第49页/共121页第五十页，共121页。 在水溶液中，在水溶液中，Cu易发生歧化反应易发生歧化反应(fnyng)生成生成 Cu2 和和 Cu：

31、铜主要铜主要(zhyo)有有 +1 和和 +2 两种氧化态。两种氧化态。 2Cu Cu2 + Cu3 Cu 和和 Cu 的相互转化的相互转化（ ） （ ）第50页/共121页第五十一页，共121页。 E E右右 E E左，左，CuCu 转化成转化成 Cu2 Cu2 和和 Cu Cu 的的趋势趋势(qsh)(qsh)很大，在很大，在 298 K 298 K 时，此歧化反应的平衡常数：时，此歧化反应的平衡常数： K K = 1.7 = 1.7 106 106从铜的元素从铜的元素(yun s)电势图上看电势图上看 例如例如(lr)： Cu2O + H2SO4 （稀）（稀） Cu + CuSO4 +

32、H2OCu2 Cu Cu0.521V 0.159 VEA / V第51页/共121页第五十二页，共121页。 其中其中(qzhng) Cu (qzhng) Cu 是还原剂，是还原剂，ClCl 是络合剂。是络合剂。 2 Cu 2 Cu 2 Cl 2 CuCl 使 Cu2+ 转变为 Cu+ ，在有还原剂的同时，还要有 Cu+ 的沉淀剂或配位(pi wi)剂存在，以降低溶液中 Cu+ 的浓度:第52页/共121页第五十三页，共121页。 2 Cu 2 Cu 2 Cl 2 CuCl CuCl 的生成使得溶液中游离的的生成使得溶液中游离的 Cu 浓度大大降低，导致浓度大大降低，导致 E（Cu/Cu）下降

33、下降，而，而 E Cu2/Cu 升高，故升高，故 Cu2 将将 Cu 氧化为氧化为 CuCl 。（ ）第53页/共121页第五十四页，共121页。 在热的在热的 Cu 溶液中加入溶液中加入(jir) KCN，得白色，得白色 CuCN 沉淀：沉淀：（ ） 2 Cu 2 + 4 CN 2 CuCN CN 2 （ ） CN 既是还原剂，又是既是还原剂，又是 Cu 的沉淀剂。的沉淀剂。 （ ）第54页/共121页第五十五页，共121页。 CuCN x1 CN Cu CN x1x （x = 2 4）（ ）（ ） 若加入过量的若加入过量的 KCN，则，则 CN 成为成为 Cu 的络合剂：的络合剂： （ ）

34、第55页/共121页第五十六页，共121页。 Cu 的化合物很少，氯化铜、金属钾和单质氟共热可得的化合物很少，氯化铜、金属钾和单质氟共热可得 K3CuF6：（ ） 5 K + CuCl2 + 3 F2 K3CuF6 + 2 KCl或通过或通过(tnggu)下面的反应也可以得到下面的反应也可以得到 ： 2 CuO + 2KO2 2KCuO2 + O2第56页/共121页第五十七页，共121页。 19 1 3 银的化合物银的化合物1 氢氧化物氢氧化物(qn yn hu w)与氧化物与氧化物 Ag2O 可由可溶性银盐与强碱可由可溶性银盐与强碱(qin jin)反应生成。反应生成。 Ag 与强碱与强碱

35、(qin jin)作用生成白色作用生成白色 AgOH 沉淀，其极不稳定，立即脱水变为棕黑色沉淀，其极不稳定，立即脱水变为棕黑色 Ag2O： 2 Ag+ 2 OH 2 AgOH（白）（白）Ag2O（棕黑）（棕黑）+ H2O第57页/共121页第五十八页，共121页。 Ag2O 在在 300 即发生分解，生成银和氧，即发生分解，生成银和氧，Cu2O 对热十分对热十分(shfn)稳定；稳定； Ag2O 和 Cu2O 主要有下列(xili)异同点： Ag2O 为中强碱(qin jin)，而 Cu2O 呈弱碱性； Ag2O 与与 HNO3 反应生成稳定的反应生成稳定的 Ag 盐。盐。 （ ）Ag2O 2

36、 HNO3 2 AgNO3 H2O第58页/共121页第五十九页，共121页。 而而 Cu2O 溶于非氧化性的稀酸，若不能生成溶于非氧化性的稀酸，若不能生成 Cu 的沉淀或络离子时，将立即歧化。的沉淀或络离子时，将立即歧化。（ ） Ag2O 和和 Cu2O 相似，溶于氨水会生成无色的相似，溶于氨水会生成无色的 Ag NH3 2 配离子：配离子：（ ） Ag2O + 4 NH3 + H2O 2 Ag NH3 2 + 2 OH（ ）第59页/共121页第六十页，共121页。 卤化银中只有卤化银中只有 AgF 是离子型化合物，易溶于水，是离子型化合物，易溶于水， 其它的卤化银均难溶于水，其它的卤化银

37、均难溶于水， 且溶解度按且溶解度按 AgCl， AgBr， AgI 次序降低，颜色也依次次序降低，颜色也依次(yc)加深。加深。 2 其它其它(qt)简单化合物简单化合物第60页/共121页第六十一页，共121页。 将将 Ag2O 溶于氢氟酸，然后蒸发至黄色溶于氢氟酸，然后蒸发至黄色(hungs)晶体析出而得到氟化银。晶体析出而得到氟化银。 而将硝酸银与可溶性氯、溴、碘化物反应即生成不同颜色而将硝酸银与可溶性氯、溴、碘化物反应即生成不同颜色(yns)的卤化银沉淀。的卤化银沉淀。第61页/共121页第六十二页，共121页。 胶片胶片(jiopin)(jiopin)在摄影过程中的感光就是这一反应，

38、底片上的在摄影过程中的感光就是这一反应，底片上的 AgBr AgBr 感光分解生成感光分解生成 Ag Ag 。2 AgBr 2 Ag + Br2 hv 卤化银有感光性，是指其在光的作用卤化银有感光性，是指其在光的作用(zuyng)下分解：下分解：第62页/共121页第六十三页，共121页。 最后，用最后，用 Na2S2O3 等定影液溶解等定影液溶解(rngji)掉未掉未感光的感光的 AgBr，这就是定影：，这就是定影： AgBr 2 S2O32 Ag S2O3 23 Br（ ） 然后用氢醌等显影剂处理然后用氢醌等显影剂处理(chl)，将含有银核的，将含有银核的 AgBr 还原为金属银而显黑色，

39、这就还原为金属银而显黑色，这就是显影。是显影。第63页/共121页第六十四页，共121页。 难溶卤化银难溶卤化银 AgX 等能和相应的卤离子等能和相应的卤离子(lz) X 形成溶解度较大的配离子形成溶解度较大的配离子(lz)： AgX n1 X AgXn(n1) （ X = Cl，Br，I；n = 2，3，4）（ ）第64页/共121页第六十五页，共121页。 注意注意(zh y)下列相关反应的平衡常数：下列相关反应的平衡常数： AgCl Ag + + Cl Ksp = 1.81010 Ag+ + 2Cl AgCl2 K稳稳 = 1.1105 AgCl + Cl AgCl2 K = 2.010

40、5 因此，用卤离子因此，用卤离子(lz)沉淀沉淀 Ag+ 进行分离时，必须注意卤离子进行分离时，必须注意卤离子(lz)的适量，否则会造成的适量，否则会造成 Ag+ 沉淀不完全。沉淀不完全。第65页/共121页第六十六页，共121页。 硫化银硫化银 Ag2S 是黑色物质，难溶于水，是黑色物质，难溶于水，需要在浓、热硝酸或氰化钠需要在浓、热硝酸或氰化钠(钾钾)溶液溶液(rngy)才能才能溶解。溶解。 Ag2S + 4 HNO3 浓浓 2 AgNO3 + S + 2 NO2 + 2 H2O（ ） Ag2S + 4 CN 2 Ag CN 2 + S2 （ ）第66页/共121页第六十七页，共121页。

41、 在光照或加热(ji r)到 440 时，硝酸银分解： 在医药在医药(yyo)上上 AgNO3 常用做消毒剂和防腐剂。常用做消毒剂和防腐剂。2 AgNO3 2 Ag + 2 NO2 + O2因此因此(ync) AgNO3 要保存在棕色瓶中。要保存在棕色瓶中。 与与 AgNO3 相比，相比， Cu NO3 2 的热稳定性更差些，因为的热稳定性更差些，因为 Cu 的反极化作用比的反极化作用比 Ag 强。强。（ ）（ ）（ ）第67页/共121页第六十八页，共121页。 由于由于 Ag的价电子构型为的价电子构型为 d10，d 轨道全充满，不存在轨道全充满，不存在 dd 跃迁跃迁, 这些这些(zhxi

42、)配离子常常是无色的。配离子常常是无色的。 3 配位(pi wi)化合物 Ag 常形成配位数为常形成配位数为 2 的直线型配合物的直线型配合物Ag NH3 2，Ag S2O3 23，这些配合物，这些配合物经常是外轨型经常是外轨型。（ ）（ ）第68页/共121页第六十九页，共121页。该反应该反应(fnyng)称为银镜反应称为银镜反应(fnyng)，常用于鉴定醛。，常用于鉴定醛。 Ag NH3 2 用于制造保温瓶和镜子镀银：用于制造保温瓶和镜子镀银：（ ） 2Ag NH3 2+ RCHO + 3 OH 2 Ag+ RCOO + 4 NH3+ 2 H2O（ ）第69页/共121页第七十页，共12

43、1页。 Ag+ 与与 NH3，S2O32 ，CN 等形成稳定程度不同等形成稳定程度不同(b tn)的配离子：的配离子： Ag + 2 Cl AgCl2 K稳稳 = 1.1105 Ag + 2 NH3 Ag NH3 2 K稳稳 = 1.1107（ ）第70页/共121页第七十一页，共121页。Ag + 2 S2O3 2 Ag S2O3 2 3 K稳稳 = 2.91013（ ） Ag + 2 CN Ag CN 2 K稳稳 = 1.31021（ ）第71页/共121页第七十二页，共121页。1914 金的化合物金的化合物 金在金在 473 K 下同氯气作用，得到反磁性下同氯气作用，得到反磁性的红色固

44、体的红色固体(gt) AuCl3。无论在固态还是在气态下，该化合物均为二聚体，具有氯桥结构：。无论在固态还是在气态下，该化合物均为二聚体，具有氯桥结构： 金在化合态时的氧化金在化合态时的氧化(ynghu)数主要为数主要为 3 。AuClClClClAuClCl第72页/共121页第七十三页，共121页。 用有机物如草酸、甲醛用有机物如草酸、甲醛(ji qun)或葡萄糖等可以将或葡萄糖等可以将 AuCl3 还原为胶态金。还原为胶态金。 在盐酸溶液中，可形成平面在盐酸溶液中，可形成平面 AuCl4，与，与 Br作用作用(zuyng)得到得到 AuBr4，而同，而同 I 作用作用(zuyng)得得到

45、不稳定的到不稳定的 AuI。 第73页/共121页第七十四页，共121页。 水合水合 Au2O3 H2O 是通过往是通过往 AuCl4 溶液中加碱得到的，若用过量的碱反应则形成溶液中加碱得到的，若用过量的碱反应则形成 Au OH 4 配离子。配离子。（ ） 在金的化合物中，在金的化合物中，+ 3 氧化态是最稳定的。氧化态是最稳定的。Au 化合物也是存在的，但不稳定，很容易转化为化合物也是存在的，但不稳定，很容易转化为 Au 。 （ ） （ ）第74页/共121页第七十五页，共121页。 E E右右 E E左，左，AuAu 转化成转化成 Au3 Au3和和 Au Au 的趋势的趋势(qsh)(q

46、sh)很大：很大： Au3 Au Au1.69V 1.401 V从金的元素电势图上看：从金的元素电势图上看：3Au3+ Au+ + 2 Au第75页/共121页第七十六页，共121页。1 锌副族元素锌副族元素(yun s)单质的单质的性质性质（1）物理性质）物理性质(wl xngzh) 与过渡金属相比，锌副族元素的一个与过渡金属相比，锌副族元素的一个(y )重要特点是熔、沸点较低。原因是锌副族元素的原子半径大，且次外层重要特点是熔、沸点较低。原因是锌副族元素的原子半径大，且次外层 d 轨道全充满，不参与形成金属键，故金属键较弱。轨道全充满，不参与形成金属键，故金属键较弱。19 2 1 锌副族元

47、素单质锌副族元素单质19 2 锌副族元锌副族元素素第76页/共121页第七十七页，共121页。 由于汞原子由于汞原子 6s 轨道上的两个电子轨道上的两个电子(dinz)非常稳定，非常稳定， 因此它的金属键更弱，其是熔点最低的金属。因此它的金属键更弱，其是熔点最低的金属。 汞既是唯一的室温下的液态金属，又是少见的气态时以单原子分子形式汞既是唯一的室温下的液态金属，又是少见的气态时以单原子分子形式(xngsh)存在的金属元素。存在的金属元素。 汞可以溶解汞可以溶解(rngji)其他金属，形成类似于溶液的汞齐。其他金属，形成类似于溶液的汞齐。第77页/共121页第七十八页，共121页。 汞齐在化学、

48、化工和冶金中都有重要的用途，汞齐在化学、化工和冶金中都有重要的用途， 如钠汞齐与水作用，如钠汞齐与水作用， 缓慢放出缓慢放出(fn ch)氢气，在有机化学中常用作还原剂。氢气，在有机化学中常用作还原剂。 此外，利用汞能溶解金、银的性质此外，利用汞能溶解金、银的性质(xngzh)，在，在冶金中用汞来提炼这些金属。冶金中用汞来提炼这些金属。第78页/共121页第七十九页，共121页。 锌、镉、汞的化学活泼性随着锌、镉、汞的化学活泼性随着(su zhe)原子序数的增大而递减，但比铜副族强。原子序数的增大而递减，但比铜副族强。 （2）化学性质）化学性质(huxu xngzh) Zn Cd H Cu H

49、g Ag Au 化学活泼性：化学活泼性： 锌、镉、汞的第一、第二电离能都比较小，第三电离能明显较大，因此锌副族的常见锌、镉、汞的第一、第二电离能都比较小，第三电离能明显较大，因此锌副族的常见(chn jin)氧化态为氧化态为 2。第79页/共121页第八十页，共121页。 镉与稀酸反应较慢，汞则完全不反应，但他们镉与稀酸反应较慢，汞则完全不反应，但他们(t men)(t men)都能溶于稀硝酸。都能溶于稀硝酸。 纯锌在稀酸中反应纯锌在稀酸中反应(fnyng)极慢，当含有极慢，当含有 Ag，Co， Cu 等少量杂质时，加快反应等少量杂质时，加快反应(fnyng)进度。进度。 汞与过量稀硝酸反应生

50、成硝酸汞：汞与过量稀硝酸反应生成硝酸汞： 3 Hg + 8 HNO3 3 Hg NO3 2 + 2 NO+ 4 H2O（ ）第80页/共121页第八十一页，共121页。 但过量的汞与冷的稀硝酸反应得到的但过量的汞与冷的稀硝酸反应得到的是硝酸亚汞：是硝酸亚汞： 6 Hg + 8 HNO3 3 Hg2 NO3 2 + 2 NO + 4 H2O（ ）锌是两性锌是两性(lingxng)金属，能溶于强碱溶液：金属，能溶于强碱溶液： Zn + 2 NaOH + 2 H2O Na2Zn OH 4 + H2 （ ）第81页/共121页第八十二页，共121页。 锌也能溶于氨水锌也能溶于氨水(n shu)中形成配

51、离子：中形成配离子： 而同样是两性而同样是两性(lingxng)金属的铝，却不会发生氨溶反应。锌在加热情况下，可以与大部分非金属作用，与卤素在通常条件下反应较慢。金属的铝，却不会发生氨溶反应。锌在加热情况下，可以与大部分非金属作用，与卤素在通常条件下反应较慢。 Zn + 4 NH3 + 2 H2O Zn NH3 42 + H2+ 2 OH（ ）第82页/共121页第八十三页，共121页。2 锌副族元素锌副族元素(yun s)的提的提取取（1） 锌的冶炼锌的冶炼(ylin) 闪锌矿经浮选得到含闪锌矿经浮选得到含 ZnS 40 60% 的精矿，加热的精矿，加热(ji r)焙烧使它转化为氧化锌：焙烧

52、使它转化为氧化锌： 2 ZnS + 3 O2 2 ZnO + 2 SO2 再把氧化锌和焦炭混合，再把氧化锌和焦炭混合，在鼓风炉中加热在鼓风炉中加热至至 1373 1573 K： 2 C + O2 2 CO ZnO + CO Zn（g）+ CO2第83页/共121页第八十四页，共121页。 将生成的锌蒸馏出来将生成的锌蒸馏出来(ch li)，得到纯度为，得到纯度为 98 % 的粗锌，其中主要杂质为铅、镉、铜、铁等。的粗锌，其中主要杂质为铅、镉、铜、铁等。 通过精馏将铅、镉、铜、铁等杂质通过精馏将铅、镉、铜、铁等杂质(zzh)除掉，得到纯度为除掉，得到纯度为 99.9 % 的锌。的锌。第84页/共

53、121页第八十五页，共121页。 也可将焙烧所得的氧化锌及少量的硫化物用稀硫酸浸取也可将焙烧所得的氧化锌及少量的硫化物用稀硫酸浸取(jn q)，使，使 ZnO 转化为转化为 ZnSO4。 调节调节(tioji)溶液的溶液的 pH，使，使 Fe， As，Sb 等杂质生成沉淀进入浸出渣中。等杂质生成沉淀进入浸出渣中。 加入加入(jir) Zn 粉，使上述溶液中的粉，使上述溶液中的 Cd，Cu 等杂质转化为金属进入残渣中。等杂质转化为金属进入残渣中。 最后以最后以 ZnSO4 作电解液，作电解液，Al 为阴极，为阴极，Pb为阳极进行电解，可得到纯度为为阳极进行电解，可得到纯度为 99.99 % 的锌

54、。的锌。第85页/共121页第八十六页，共121页。 镉主要存在镉主要存在(cnzi)于锌的各种矿石中，大部分是在炼锌时作为副产品得到的。于锌的各种矿石中，大部分是在炼锌时作为副产品得到的。（2） 镉和汞的提取镉和汞的提取(tq) 由于镉的沸点比锌的沸点低，将含镉的锌加热到镉的沸点以上，锌的沸点以下的温度，镉先被蒸出得到粗镉。由于镉的沸点比锌的沸点低，将含镉的锌加热到镉的沸点以上，锌的沸点以下的温度，镉先被蒸出得到粗镉。 再将粗镉溶于再将粗镉溶于 HCl，用，用 Zn 置换置换(zhhun)，可以得到较纯的镉。，可以得到较纯的镉。 第86页/共121页第八十七页，共121页。 汞常以辰砂汞常以

55、辰砂(chnsh)形式存在。形式存在。HgS 与与 Fe 作用，可以得到汞单质。作用，可以得到汞单质。HgS + Fe Hg + FeS HgS 在空气在空气(kngq)中灼烧至中灼烧至 600 700 ：HgS + O2 Hg + SO2 HgS 与与 CaO 作用作用(zuyng)，得到汞单质：，得到汞单质： 4 HgS + 4 CaO 4 Hg + 3 CaS + CaSO4 第87页/共121页第八十八页，共121页。19 2 2 锌和镉的化合物锌和镉的化合物 锌和镉也存在锌和镉也存在 + 1 化合物，但化合物，但 Zn22，Cd22 极不稳定极不稳定(wndng)，在水中立即歧化：，

56、在水中立即歧化： 锌和镉化合物一般具有抗磁性，而且由锌和镉化合物一般具有抗磁性，而且由于次外层于次外层 d 电子全部充满，不存在电子全部充满，不存在 dd 跃迁，锌跃迁，锌 的化合物经常是无色的。的化合物经常是无色的。（ ） Cd22 Cd2 + Cd第88页/共121页第八十九页，共121页。1 氧化物和氢氧化物氧化物和氢氧化物(qn yn hu w) CdO，ZnO 也可由相应也可由相应(xingyng)的碳酸盐、硝酸盐的碳酸盐、硝酸盐热分解而得到：热分解而得到： 锌和镉分别在氧气(yngq)中燃烧得到相应的氧化物。ZnCO3 ZnO + CO2CdCO3 CdO + CO2第89页/共1

57、21页第九十页，共121页。 ZnO 俗名锌白，两性氧化物，纯 ZnO 为白色， 加热(ji r)变为黄色， 其结构属硫化锌型。 CdO 由于制备方法的不同而显不同颜色，如镉在空气中加热生成褐色由于制备方法的不同而显不同颜色，如镉在空气中加热生成褐色 CdO，250 时氢氧化镉热分解则得到时氢氧化镉热分解则得到(d do)绿色绿色 CdO，其，其具有具有 NaCl 型晶体结构。型晶体结构。第90页/共121页第九十一页，共121页。 氧化物的热稳定性依氧化物的热稳定性依 ZnO，CdO，HgO 次序次序(cx)递减，递减，ZnO，CdO 较稳定，受热升华但不分解。较稳定，受热升华但不分解。 C

58、dO 属碱性属碱性(jin xn)氧化物，而氧化物，而 ZnO 属两性氧化物。属两性氧化物。第91页/共121页第九十二页，共121页。 锌盐和镉盐溶液中加入适量强碱，得到锌盐和镉盐溶液中加入适量强碱，得到(d do)相应的氢氧化物：相应的氢氧化物： ZnCl2 + 2 NaOH Zn OH 2 + 2 NaCl（ ）（ ） CdCl2 + 2 NaOH Cd OH 2 + 2 NaCl第92页/共121页第九十三页，共121页。 氢氧化锌为两性物质，与强酸作用生成锌盐，与强碱氢氧化锌为两性物质，与强酸作用生成锌盐，与强碱(qin jin)作用得到锌酸盐：作用得到锌酸盐：Zn OH 2 + 2

59、H Zn2 + 2 H2O（ ）（ ）（ ）Zn OH 2 + 2OH Zn OH 42第93页/共121页第九十四页，共121页。 氢氧化镉也显两性，但偏碱性氢氧化镉也显两性，但偏碱性(jin xn)，只有在热、浓的强碱中才缓慢溶解。，只有在热、浓的强碱中才缓慢溶解。 氢氧化锌和氢氧化镉受热氢氧化锌和氢氧化镉受热(shu r)、脱水分别生、脱水分别生成成 ZnO 和和 CdO：（ ）Zn OH 2 ZnO + H2O（ ）Cd OH 2 CdO + H2O Zn OH 2 的热稳定性强于的热稳定性强于 Cd OH 2。（ ）（ ）第94页/共121页第九十五页，共121页。 在在 NH4 存

60、在下，存在下，Zn OH 2，Cd OH 2 都可以溶于氨水形成配位化合物，而都可以溶于氨水形成配位化合物，而 Al OH 3 却不能，据此可以将铝盐与锌盐却不能，据此可以将铝盐与锌盐 、 镉盐加以区分和分离。镉盐加以区分和分离。 （ ） （ ）（ ） Zn OH 2 4 NH3 Zn NH3 42 2 OHNH4（ ）（ ） Cd OH 2 4 NH3 Cd NH3 42 2 OHNH4（ ）（ ）第95页/共121页第九十六页，共121页。 2 其它(qt)化合物 在含在含 Zn2，Cd2 的溶液中通入的溶液中通入 H2S 气体，得到相应气体，得到相应(xingyng)的硫化物，的硫化物，