191-16-1铜副族的单质

1、第2节 铜副族的单质一、物理性质1、铜副族(1) 特征颜色：Cu(紫红)，Ag(白)，Au(黄)(2) 它们的密度都大于5，都是重金属，其中金的密度最大，为19.3gcm-3。(3) 溶、沸点较其它过渡金属低。(4) 导电性、导热性好，且AgCuAu(5) 延展性好：1g金可以拉成长达3.4km的金线，也能碾压成0.0001mm厚的金箔。(6) 能与许多金属形成合金，其中铜的合金品种最多，金易生成汞齐。 2、锌副族(1) 低熔点：既比IIA族低，也比IB族低 Zn：419oC Cd：321oC Hg：-39oC (2) 易形成合金黄铜：Cu-Zn 汞齐：Na-Hg，Au-Hg，Ag-Hg用于提

2、取贵金属二、化学性质铜副族元素的氧化态有 1，2，3 三种，这是铜副族元素原子的 (n1)d 和 ns 轨道能量相近造成的，不仅 4s 电子能参加反应，3d 电子在一定条件下也可失去一个到两个，所以呈现变价。相比之下，碱金属 3s 与次外层 2p 轨道能量相差很大，在一般条件下很难失去次外层电子，通常只能为 1价。铜副族元素的金属性远比碱金属的弱，且铜副族元素的金属性随着原子序数的增加而减弱，而碱金属恰恰相反。从Cu 到 Au，原子半径虽增加但并不明显，而核电荷对最外层电子的吸引力增大了许多，故金属活泼性依次减弱。 铜 银 金 第一电离能/(kJmol1) 745.5 731.0 890.1银

3、应比铜稍活泼。实际上如果在水溶液中反应，涉及的能量还有：离子的水合热、金属的升华热。若考虑整个过程的能量，从Cu 到 Au越来越大。事实却正好相反，从Cu 到 Au越来越大，活泼性越来越低。1、与O2的作用铜在干燥空气中比较稳定，在水中几乎看不出反应，与含有二氧化碳的潮湿空气接触，在铜的表面会慢慢生成一层铜绿，其反应为： 2 Cu O2 H2O CO2 = Cu(OH)2CuCO3 铜绿可防止金属进一步腐蚀。银和金的活性差，不会发生上述反应若有沉淀剂或配合剂存在时，比如：空气中若含有H2S气体，与银接触后，银的表面很快会生成一层Ag2S黑色薄膜而使银失去银白色光泽。这是由于Ag+是软酸，它与软

4、碱结合特别稳定，所以银对 S 和H2S很敏感。OH)()4Cu(NH8NHO2HO4Cu4OH4M(CN)8CNO2HO4MAuAg,Cu,M23322222无色)()Cu(NH243蓝O2所以不可用铜器盛氨水！2、与酸的作用、铜、银、金都不能与稀酸作用而放出氢气。、Cu、Ag、Au可溶于氧化性酸：O4H 2NO)3Cu(NO)(8HNO3CuO2H2NO)Cu(NO)(4HNOCu223322233稀浓OHNOHAuCl )(HNO)4HCl(AuO2HSO(s)SOAg)(SO2H2AgO2HSOCuSO)(SO2HCuOHNOAgNO)(2HNOAg243224242224422233浓

5、浓浓浓浓、生成难溶物或配合物，使单质还原能力增强(g)H)2CuCS(NH)4CS(NH2H2Cu(g)H2AgI4I2H2Ag(g)HS(s)AgSH2Ag2222222-2222HCl硫脲Cu 4 CN- H2O = Cu(CN)43- OH- 1/2 H2、Cu与配位能力较弱的配体作用时，要在氧气存在下才能进行：2 Cu 8 NH3O2 2 H2O = 2 Cu(NH3)42+ 4 OH-3、与卤素的作用222ClAuClAgClCu常温下反应常温下反应较慢只能在加热条件下进行活泼性：Cu Ag Au三、单质的提取1、铜的冶炼矿石种类的不同，冶炼方法不同，如：、氧化物矿可直接用碳还原，也

6、可用“湿法”冶炼；、酸性矿用硫酸溶解铜，碱性矿用氨水溶解铜，然后用电解或铁置换，析出铜。、硫化物矿的冶炼过程比较复杂，下面简单介绍黄铜矿制精铜。所谓浮选，是将矿粉浸入溶有“浮选剂(Na4SiO4)”的水中，并向体系中鼓入空气泡，从而利用含有硫化物的矿石颗粒与硅酸盐废石颗粒的表面性质的不同对二者加以分离的过程。浮选剂分子的亲硫端与黄铜矿石颗粒结合，其另一端为烃基，属于憎水端，插入空气泡中。于是矿粒随空气泡上浮至体系表层，收集起来称为精矿。硅酸盐废石颗粒不为浮选剂分子捕获，沉于体系底部。A、 富集：低品位矿石冶炼前预先浮选富集，成为精矿。B、 焙烧：在沸腾炉中通空气氧化焙烧、脱硫(成SO2)，同时

7、除去挥发性杂质，如As2O3、Sb2O3等：2CuFeS2 + O2 = Cu2S + 2FeS + SO22FeS + 3O2 = 2FeO + 2SO2将焙烧过的矿石与沙子混合，在反射炉中加热到1273 K 左右，FeS 进一步氧化为FeO，大部分FeO与SiO2形成熔渣FeSiO3，因密度小而浮在上层。而Cu2S和剩余的FeS熔融在一起形成所谓“冰铜”，冰铜较重，沉于下层，将冰铜放入转炉熔炼，鼓入大量的空气，得到大约含铜98%的粗铜。将焙烧过的矿石与沙子混合，在反射炉中加热到1273 K 左右，FeS 进一步氧化为FeO，大部分FeO与SiO2形成熔渣FeSiO3，因密度小而浮在上层。而

8、Cu2S和剩余的FeS熔融在一起形成所谓“冰铜”，冰铜较重，沉于下层，将冰铜放入转炉熔炼，鼓入大量的空气，得到大约含铜98%的粗铜。C、 除渣 形成熔渣FeSiO3，因其密度小而浮在上层，而Cu2S和剩余的FeS熔在一起生成所谓“冰铜”，并沉于熔体下层：FeO + SiO2 = FeSiO3(渣) mCu2S + nFeS = 冰铜D、 顶吹还原 把冰铜放入转炉，鼓风熔炼： 2Cu2S + 3O2 = 2Cu2O + SO2 2Cu2O + Cu2S = 6Cu + SO2此粗铜又称泡铜。E、 精炼阳极反应：Cu(粗)- 2e- = Cu2+阴极反应：Cu2+ + 2e- = Cu (精铜，9

9、9.95%)2、银的提取以游离态和以化合态形式存在的银都可以用氰化钠浸取： 4 Ag 8 NaCN 2 H2O O2 = 4 NaAg(CN)2 4 NaOHAg2S 4 NaCN = 2 NaAg(CN)2 Na2S再用锌等较活泼的金属，还原Ag(CN)2, 即可得到单质银, 最后用电解法精炼得到纯银。 2 Ag(CN)2- Zn = Zn(CN)42- 2 Ag3、金的提取淘金是人类从自然界获取黄金的较为古老的方法。从矿石中炼金的方法有两种，即汞齐法和氰化法。汞齐法是将矿粉与汞混合使金与汞生成汞齐，加热使汞挥发掉即得单质金。氰化法提取金：用稀NaCN(0.030.2%溶液)处理粉碎后的精金矿，通入空气，