大学无机化学第17章 d区元素二(大连理工版)

1、第十七章第十七章 d d区元素区元素( (二二) )17.1 铜族元素铜族元素17.2 锌族元素锌族元素17.1 铜族元素铜族元素17.1.1 铜族元素的单质铜族元素的单质17.1.3 水溶液中铜族元素的水溶液中铜族元素的 离子及反应离子及反应17.1.2 铜族元素的化合物铜族元素的化合物.17.1.1 铜族元素的单质铜族元素的单质单质：Cu，Ag，Au矿物：孔雀石：Cu2(OH)2CO3 辉银矿：Ag2S 碲金矿：AuTe21.存在2.物理性质特征颜色：Cu(紫红)，Ag(白)，Au(黄)熔点、沸点较其它过渡金属低导电性、导热性好，且AgCuAu延展性好.3.化学性质与O2作用)2CuO(O

2、2Cu2黑碱式碳酸铜Au，Ag不与O2发生反应，当有沉淀剂或配合剂存在时，可反应。)(CO(OH)Cu COOHO2Cu322222绿.AuAg,Cu,M)()Cu(NH243蓝所以不可用铜器盛氨水。O2HS2AgOS2H2Ag2222O2银器年久变黑。OH4)()4Cu(NH 8NHO2HO4Cu23322无色4OH4M(CN)8CNO2HO4M222.与X2作用2ClCu常温下反应活泼性：CuAgAu只能在加热条件下进行2ClAu常温下反应较慢2ClAg.(g)H)2CuCS(NH)4CS(NH2H2Cu(g)H2AgI4I2H2Ag(g)HS(s)AgSH2Ag2222222-2222H

3、Cl硫脲与酸作用Cu,Ag,Au不能置换稀酸中的H+(还原性差)；生成难溶物或配合物,使单质还原能力增强；. Cu,Ag,Au可溶于氧化性酸。O2H2NO)Cu(NO)(4HNOCu22233浓OH2NO(g)HAuCl )(HNO)4HCl(Au243浓浓O2HSO(s)SOAg)(SO2H2Ag224242浓O2HSOCuSO)(SO2HCu22442浓OHNOAgNO)(2HNOAg2233浓.难溶物： CuCl CuBr CuI CuSCN CuCN Cu2S1.铜的化合物17.1.2 铜族元素的化合物铜族元素的化合物Ksp大 小.几种常见的铜的化合物：氧化态+2+2+2+2+1化合物

4、氧化铜CuO硫酸铜CuSO4 5H2O硝酸铜Cu(NO3)23H2O氯化铜CuCl22H2O氯化亚铜CuCl颜色和状态棕黑色粉末蓝色晶体蓝色晶体绿色晶体白色四面体晶体密度(g/cm-2)6.326.432.292.052.503.533.68熔点/受热时的情况11481000时分解为，加热时能被H2、CO还原为Cu2O或Cu260以上变为无水白色CuSO4粉末，653以上分解为CuO和SO31145熔化，强热时分解为碱式盐。后变为。用和乙醇溶液浸湿的纸，干后可自燃在140150时在干燥的HCl气流中加热可得无水CuCl2，呈黄褐色，比重为3.05425熔化约1000沸腾溶解度(g/100gH2

5、O)(无水盐)几乎不溶于水(2.310-3%)，易溶于氨水20.7，无水CuSO4易吸水137.8(0)在湿空气中易潮解，能溶于乙醇77.0，能溶于乙醚和丙醇中，易溶于甲醇和乙醇中1.5（25） ，难溶于水。在空气中吸湿后变绿，溶于氨水-3 .配合物:CuCl2-,CuBr2-,CuI2-,Cu(SCN)2-,Cu(CN)2-例：)CuCl(s,白H2OCu(I)的配合物多为2配位铜的配合物 形成Cu(NH3)2+，但不稳定，易被空气氧化而非歧化。0.013V-0.128V243)Cu(NH23)Cu(NHCu 小 大K f)(2CuCl)4HCl(CuCu22泥黄色浓+4H+.Cu(II)的

6、配合物多为4配位2422Cu(OH)(s)Cu(OH)Cu),(OH浓过量)(OH 适量浅蓝深蓝62727222)OCu(P)(OPCuCu-472)(OP过量s浅蓝蓝)(适量-472OP2434222)Cu(NH(s)SO(OH)CuCu3)(NH 过量3)(NH 适量浅蓝深蓝4OHO2HOHCO(s)Cu OHC2Cu(OH)271262612624检验糖尿病：红色为有病，蓝色没有病.4C25824C11324C10224CuSOOHCuSO O3HCuSOO5HCuSO 对Cu(H2O)4SO4H2O结构的解释有两种)10( )(CuCl)(4ClCu-4.64-242黄浓262O)Cu

7、(HH2OO5HCuSO24OHSOO)Cu(H2442也是配合物.2.银和金的化合物几种银和金的常见化合物 氧化银 硝酸银 硫酸银 三氯化金 颜色和状态 暗棕色粉末 无色菱形片状晶体 白色晶体 深红色吸水性固体 密度(g/cm-2) 7.52 4.355 5.40 2.44 熔点/ 受热时的变化 300以上即分解为 Ag 和O2 208.5， 强热时分解，混有机物时见光变黑 660，1085时分解为Ag，SO2和O2 196 溶解度 (g/100gH2O) 0.0020.005 (20)，微溶于水，呈碱性，易溶于HNO3和 NH3水中 2.22(20)，水溶液呈中性，易溶于甘油，可溶于乙醇，

8、几乎不溶于浓 HNO3 0.75(18)，1.4（100） ，易溶于 NH3水，不溶于醇类，较易溶于浓 H2SO4中 溶于少量水中呈红棕色， 在大量水中呈红黄色， 易溶于醇、醚中，在酸性溶液中稳定， 中性溶液中则析出Au .银的化合物的特点：难溶的多易溶：AgNO3, AgF, AgClO4难溶：AgCl, AgBr, AgI, AgCN, AgSCN, Ag2S, Ag2CO3, Ag2CrO4。热稳定性差 （见光、受热易分解）I) Br,Cl,(X X21AgAgXO212AgC300OAgO2NO2AgC4402AgNO2h22223.颜色AgCl AgBr AgI Ag2O Ag2Cr

9、O4 Ag2S白 浅黄 黄 褐 砖红 黑.17.1.3 水溶液中铜族元素的离子及反应水溶液中铜族元素的离子及反应1.Cu2+的氧化性22I)2CuI(s,4I2Cu白2-2(CN)2CuCN(s,4CN2Cu白) 色 无(CuI-2Cu(CN)2I-2.Cu2+的鉴定：(弱酸性)(s)Fe(CN)CuFe(CN)2Cu62462红棕CN-.OHCuCuSOSOHOCu24422水溶液中：稳定性 Cu(I)Cu(II)OHCO )2CuO(s,C200CO(OH)Cu22322棕黑2O212Cu(s)22Cl21CuCl(s)C990(s)CuCl180022O21)O(s,CuC10002Cu

10、O(s)暗红.4.Ag(I)离子的反应银镜反应：O2H4NH2AgHCOO 3OHHCHO)2Ag(NH23-23OH)O(s,Ag2OH2Ag22-褐-232322OH)2Ag(NHOH4NHOAg42232NHO(s)AgOH2NH2Ag OH4NH2AgOHC 2OHOHC)2Ag(NH237126-612623.2H(s)CrO2AgOHOCr4Ag422-272-3232232)OAg(S)(OS2Ag过量)S(s,AgOH )(s,OSAg)(OS2Ag22322-232黑白少量-2423342CrO)2Ag(NH4NHCrOAg .鉴定S2O32-：)S(s,AgSOH OH)(

11、s,OSAg2422322黑白.5.Ag+序AgAgCl23)Ag(NHAgBr(s)3232)OAg(SAgI(s)2 Ag(CN)S(s)Ag23 HNOHCl3NH-Br332OS-I2AgICN-2S-I7231067. 1)Ag(NH(K f133232109 . 2)OAg(S(K f2021048. 2)Ag(CN)(K f.6.Ag+的鉴定 233)Ag(NHNH )AgCl(s,HClAg3234232332NHAgI(s)I)Ag(NH2NHAgCl(s)Cl2H)Ag(NHCl)Ag(NH2NHAgClHAgCl(s)HClAg)AgCl(s,白),AgI(s 黄I-HN

12、O317.2 锌族元素锌族元素17.2.3 水溶液中锌族元素的水溶液中锌族元素的 离子及反应离子及反应17.2.2 锌族元素的化合物锌族元素的化合物17.2.1 锌族元素的单质锌族元素的单质.17.2.1 锌族元素的单质锌族元素的单质熔点低： Zn：419，Cd：321，Hg：-39。汞是室温下唯一的液态金属易形成合金黄铜：Cu-Zn汞齐：Na-Hg,Au-Hg,Ag-Hg 用于提取贵金属。以矿物形式存在：闪锌矿(ZnS),辰砂(HgS)物理性质：.化学性质与O2的作用：（在干燥空气中稳定）碱式碳酸锌 3Zn(OH)ZnCO O3HCO2O4Zn23222)2CdO(s,O2Cd)2ZnO(s

13、,O2Zn22红棕色白稳定性下降360470加热：潮湿：)2HgO(s, O2Hg2红、黄.与S的作用M+S MSZnS(白)CdS(黄)HgS(红，朱砂) (黑，辰砂).与酸反应O4H2NO )(NO3Hg)(8HNO)6Hg(22323冷稀过量锌与OH-，NH3反应2-242HZn(OH)O2H2OHZnCd)Zn,(M HM)(2HM22稀O2HSOHgSO)(SO2HHg22442浓O2H2NO)Hg(NO)(4HNOHg22233浓O4H2NO)Hg(NO),(8HNO3Hg2233过量稀2OHH)Zn(NHO2H4NHZn224323.17.2.2 锌族元素的化合物锌族元素的化合物

14、1.卤化物汞的化合物直线型共价分子,有甜味,难溶于水,无毒。HgBr2,HgI2同HgCl2,但HgF2为离子型化合物。ClHgHgClHg2Cl2：甘汞,直线型共价分子,易升华,微溶于水,剧毒。ClHgClHgCl2：升汞,.2.硝酸盐Hg2+ 0.9083V Hg22+ 0.7955V Hg制备：Hg(NO3)2，Hg 2(NO3)2是离子型化合物是离子型化合物,易溶于水。易溶于水。2233OH)Hg(NO2HNOHgO22233OH22NO)Hg(NO) 浓(4HNOHg23223)(NOHg)Hg(NOHg）不歧化，（不同于CuHg 2208 HgHgHg222K.17.2.3 水溶液

15、中锌族元素的离子及反应水溶液中锌族元素的离子及反应1.与OH-的作用2Cd2Cd(OH)CdO(s)-OHH523K2.与NH3H2O的作用Cd)Zn,(M 2NHM(OH)OH2NHM42232O2H)M(NH2NH2NHM(OH)22433422Zn) 白s,(Zn(OH)2-24Zn(OH)ZnO(s)H)(OH-过量398K)(OH-适量.3.与S2-的作用稀酸性条件沉淀完全，溶于6.0molL-1HCl。氨碱性条件沉淀完全，溶于0.3molL-1HCl的特征反应。为鉴定2Cd)(s,BaSOZnSBaS(aq)(aq)ZnSO44白锌钡白(立德粉)白22 +2H+ )ZnS(s,SH

16、Zn黄22 )CdS(s,SHCd+2H+.4.Zn2+的鉴定（碱性条件）二苯硫腙 (CCl4溶液)绿色粉红色 (水层)上棕色 (CCl4层)下21.汞的重要反应2.与S2-的反应HgHgSSHg)HgS(s,SHg-22222黑1.与OH-的反应HgHgO(s)O(s,HgHgO21Hg(s)C400)HgO(s,OHHg22222褐黄.若Hg2+是由Hg(NO3)2溶液提供，则：-3-223232-322NO)3HgS(s,S2HgS)Hg(NO)(s, 2HgS)Hg(NO2S2NO3Hg黑黄色HgS -0.758V Hg2S -0.598V Hg-22-22423HgSSHgSO4H3

17、S2NO HgCl3H12HCl2HNO3HgSHgS： =1.610-52Ksp可见：Hg(I)在游离时不歧化，形成沉淀 (除Hg2Cl2)、配合物时歧化。.胺基氯化汞3.与NH3的反应2Cl)Hg(NH4NHHgCl24332ClNHHg(l)HgCl(s)NH2NHClHg 42322-4232ClNHHgCl(s)NH2NHHgCl 只有在含有NH4Cl的过量氨水中，HgCl2才能生成243)Hg(NH2433223Cl)Hg(NH2NHCl)Hg(NHNH4ClHgCl2 + 2NH3 Hg (NH3)2Cl2.43223-3223NH2Hg) (s,白HgNONHHgO OH4NH

18、NO2Hg 43223-323NH ) (s,白HgNONHHgO OH4NHNOHg OHNO)2Hg(NH 4NH3NHHgNONHHgO2-32433432 )Hg(NH4NHHg24332加 有利于平衡右移 NH4.4-24NHNesslerHgI 试剂，用于鉴定为-IHgHgI-244.与I-，SCN-的反应2-2)(s,HgI2IHg 金红色-24-2)(aq,HgI2IHgI 无色222-22HgHgI)(s,IHg2IHg 草绿色2-O3H7I 2-244)I(s,NH HgHg 4OH2HgINH红棕色O.-26-222-2622-22SnCl)2Hg(l,4ClSn(s)C

19、lHgSnCl)(s,ClHg8ClSnHg2黑白反之：可利用HgCl2鉴定Sn2+5.Hg2+的鉴定)(aq,Hg(SCN)2SCNHg(SCN)-24-2无色(s)Hg(SCN)2SCNHg 2-2.1、一棕黑色固体(A)不溶于水，但可溶于浓盐酸，生成近乎无色溶液(B)和黄绿色气体(C)。在少量(B)中加入硝酸和少量NaBiO3(s)，生成紫红色溶液(D)。在(D)中加入一淡绿色溶液(E)，紫红色褪去，在得到的溶液(F)中加入KNCS溶液又生成血红色溶液(G)。再加入足量的NaF则溶液的颜色又褪去。在(E)中加入BaCl2溶液则生成不溶于硝酸的白色沉淀(H)。试确定各字母所代表的物质 物质

20、推断物质推断.A：MnO2；B：Mn2+(MnCl2)；C：Cl2 D：NaMnO4 (MnO4- ) E：FeSO4 F：Fe3+ ；G：Fe(NCS)63- .红 色 固 体 粉 末 （ 1 ）HNO3棕 色 沉 淀（ 2 ）溶 液 （ 3 ）浓 HCl白 色 沉 淀 （ 4） 溶 于 热 水气 体 （ 5）K2CrO4现 象 （ 7）产 物 （ 8）通 入 KI溶 液（ 6）CCl4层 紫 红 色.(1) Pb3O4 (2) PbO2 (3) Pb(NO3)2 (4) PbCl2 (5) Cl2 (6) I2 (7)黄色沉淀 (8) PbCrO4Pb3O4 +4HNO3 = 2Pb(NO

21、3)2 +PbO2 +2H2OPbO2 + 4HCl(浓) = PbCl2 + 2H2O + Cl2Pb2+ + CrO42- = PbCrO4Cl2 + 21- = 2Cl- + I2.简答题：Fe3+能腐蚀Cu，而Cu2+又能腐蚀Fe， 从有关电对的标准电极电势解释上述现象，并写出有关方程式。 Fe3+ 0.771V Fe2+ -0.44V Fe， Cu2+ 0.337V Cu322FeFe(Cu /Cu)EE（）22Cu /Cu)(Fe /Fe)EE（Fe3 Cu Fe2+ Cu2+， （2分）Cu2+ Fe Cu Fe2+， .计算题计算题 1、450时HgO的分解反应为：2HgO (s) 2Hg (g) + O2 (g)，若将0.05mol HgO固体放在1L密闭容器中加热到450，平衡时测得总压力为108.0KPa,求该反应在450时的平衡常数K及HgO的转化率。 .解：Hg蒸汽的分压为：2/3108.0kPa =72.0 kPa O2的分压为：1/3108.0 kPa = 36.0 kPa所以：K = (p(Hg)/p