wjhx-22-1 铜族元素

1、第第六六节铜族元素节铜族元素第第22章章 过渡元素过渡元素第一节第一节铜族元素铜族元素13-6-1铜族元素概述铜族元素概述22-1-122-1-1铜族元素概述铜族元素概述ds区区B族族CuAgAuUnn铜铜银银金金放放射射性性元元素素主要主要矿物矿物辉铜矿辉铜矿(Cu(Cu2 2S)S)黄铜矿黄铜矿(CuFeSCuFeS2 2)赤铜矿赤铜矿(CuCu2 2O O)孔雀石孔雀石(CuCu2 2(OH(OH)2 2COCO3 3) )蓝铜矿蓝铜矿(CuCu3 3(OH(OH)2 2(CO(CO3 3)2闪银矿闪银矿(Ag2S)角银矿角银矿(AgCl)岩石岩石( (岩脉金岩脉金) )砂砾砂砾( (冲

2、积金冲积金) )通性通性ds区区B族族CuAgAu铜铜银银金金价层电子构型价层电子构型 3d104s14d105s15d106s1主要氧化数主要氧化数 +3、+2、+1 +3、+2、+1+3、+2、+1离子有较强的极化力，变形性大，其化合离子有较强的极化力，变形性大，其化合物有一定的共价性。物有一定的共价性。通性通性E /VCu3+ Cu2+ Cu+ Cu 2.4 0.159 0.52Cu+ 易发生歧化：易发生歧化： 2Cu+ Cu2+ + CuAg3+ Ag2+ Ag+ Ag 1.8 1.98 0.7991发生：发生： Ag2+ + Ag 2Ag+ Au3+ Au+ Au 1.36 1.83

3、AAu+ 易发生歧化：易发生歧化： 3Au+ Au3+ + 2Au通性通性单质单质物理性质物理性质Cu红色红色Ag银白色银白色Au黄色黄色密度大密度大, 为重金属为重金属, 其中金的密度最大。其中金的密度最大。延展性好。延展性好。1g Au 能抽成长能抽成长3.4km 的丝的丝,压成压成0.0001mm 厚的薄片厚的薄片导电性居金属前列，导电性居金属前列，Ag 第一第一, Cu 第二，第二，Au 第三。第三。能与许多金属形成合金。能与许多金属形成合金。如黄铜如黄铜60%Cu、40%Zn 青铜青铜80%Cu、15%Sn、5%Zn 白铜白铜5070%Cu、1315%Ni、 1325%Zn单质单质化

4、学性质化学性质化学活泼性差化学活泼性差Cu ：干燥空气中稳定，在含有：干燥空气中稳定，在含有CO2的的潮湿空气中表面生成铜绿潮湿空气中表面生成铜绿2Cu+O2+H2O+CO2 Cu2(OH)2CO3Ag ：室温时不与氧气和水作用，若与：室温时不与氧气和水作用，若与含含H2S空气接触，表面蒙上一层空气接触，表面蒙上一层Ag2S4Ag + 2H2S + O2 2Ag2S + H2OCu、Ag ：不溶于非氧化性酸，能与硝：不溶于非氧化性酸，能与硝酸、热浓硫酸作用酸、热浓硫酸作用 Cu+4HNOCu+4HNO3 3( (浓浓) Cu(NO) Cu(NO3 3) )2 2+2NO+2NO2 2 +2H+

5、2H2 2O O3Cu+8HNO3Cu+8HNO3 3( (稀稀) 3Cu(NO) 3Cu(NO3 3) )2 2+2NO+2NO +4H+4H2 2O OCu + 2HCu + 2H2 2SOSO4 4( (浓浓) CuSO) CuSO4 4+ SO+ SO2 2 + 2H+ 2H2 2O O2Ag+ 2H2Ag+ 2H2 2SOSO4 4( (浓浓) Ag) Ag2 2SOSO4 4 + SO+ SO2 2 +2H+2H2 2O OAg + 2HNOAg + 2HNO3 3(65%) AgNO(65%) AgNO3 3 + NO+ NO2 2 + H+ H2 2O O单质单质化学性质化学性

6、质化学活泼性差化学活泼性差Cu ：干燥空气中稳定，在含有：干燥空气中稳定，在含有CO2的的潮湿空气中表面生成铜绿潮湿空气中表面生成铜绿Ag ：室温时不与氧气和水作用，若与：室温时不与氧气和水作用，若与含含H2S空气接触，表面蒙上一层空气接触，表面蒙上一层Ag2SCu、Ag ：不溶于非氧化性酸，能与硝：不溶于非氧化性酸，能与硝酸、热浓硫酸作用酸、热浓硫酸作用Au：溶于王水：溶于王水Au+HNO3+4HCl HAuCl4+NO +2H2O13-6-2铜的重要化合物铜的重要化合物22-1-222-1-2铜的重要化合物铜的重要化合物氧化物氧化物Cu2OCuO颜色颜色暗红色暗红色黑色黑色溶解性溶解性难溶

7、于水，易溶于酸难溶于水，易溶于酸热稳定性热稳定性 稳定稳定,1235 熔化也不分解熔化也不分解 高高加入氨水加入氨水 Cu(NH3)2+(无色无色)微溶微溶CCu2O + 2H+ Cu2+ + Cu + H2OCu2O + 2HCl 2CuCl + H2O (白色白色)CuO + 2H+ Cu2+ + H2O 10004CuO Cu2O + O2C22-1-222-1-2铜的重要化合物铜的重要化合物氧化物氧化物Cu2OCuO颜色颜色暗红色暗红色黑色黑色溶解性溶解性难溶于水，易溶于酸难溶于水，易溶于酸热稳定性热稳定性 稳定稳定,1235 熔化也不分解熔化也不分解 高高加入氨水加入氨水 Cu(NH

8、3)2+(无色无色)微溶微溶CCu2O+4NH3+H2O 2Cu(NH3)2+2OH- -在空气中被氧化在空气中被氧化4Cu(NH3)2+O2+8NH3+2H2O 4Cu(NH3)42+(深蓝色深蓝色)+4OH- -CuOH不稳定，至今尚未制得不稳定，至今尚未制得氢氧化物氢氧化物(CuOH)2为浅蓝色，难溶于水为浅蓝色，难溶于水1. 受热易脱水受热易脱水Cu(OH)2 CuO + H2O8090 C2. 两性：以碱性为主两性：以碱性为主 (演示实验演示实验)Cu(OH)2 + 2H+ Cu2+ + H2O (浅兰色浅兰色)Cu(OH)2 + 2OH- - Cu(OH)42-(亮兰色亮兰色)3.

9、 溶于氨水溶于氨水 (演示实验演示实验)Cu(OH)2+4NH3 Cu(NH3)42+ + 2OH- -2Cu(OH)42-+C6H12O6(葡萄糖葡萄糖) Cu2O +C6H12O7+4OH- -+2H2O (葡萄糖酸葡萄糖酸) 用此反应可检查尿糖用此反应可检查尿糖制取制取:盐类盐类氯化亚铜氯化亚铜(CuCl)2. 用水稀释用水稀释Cu2+ + Cu + 4Cl- - 2CuCl2- -1. 在热在热、浓浓HCl溶液中溶液中, 用用Cu粉还原粉还原CuCl2总反应总反应：Cu2+ + Cu + 2Cl- - 2CuCl2CuCl2- - 2CuCl (白色白色) + 2Cl- -CuCl盐酸

10、溶液可用作测定气体中盐酸溶液可用作测定气体中CO含量含量CuCl +CO+H2O CuCl(CO)H2O ( (氯化羰基亚铜氯化羰基亚铜) )无水无水CuCl2为棕黄色固体为棕黄色固体, 是共价化合物是共价化合物盐类盐类氯化铜氯化铜(CuCl2)易溶于水和有机溶剂易溶于水和有机溶剂(如乙醇、丙酮如乙醇、丙酮)CuCl2溶液随溶液随c(Cl- -)不同而呈不同颜色不同而呈不同颜色CuCl42-2-+ 4H2O Cu(H2O)42+ 2+ + 4Cl- -(黄色黄色) (浅蓝色浅蓝色)无水无水CuSO4为白色粉末，易溶于水，吸为白色粉末，易溶于水，吸水性强，吸水后呈蓝色，可检验有机液水性强，吸水后

11、呈蓝色，可检验有机液体中的微量水分体中的微量水分盐类盐类硫酸铜硫酸铜(CuSO4)CuSO45H2O称为胆矾，呈蓝色称为胆矾，呈蓝色Cu2+2+易水解，水溶液呈酸性易水解，水溶液呈酸性Cu2+2+ H2O Cu(OH)+ + + H+ +配合物配合物Cu(I)Cu(II)常见配位数常见配位数24主要配合物主要配合物CuCl2- -Cu(SCN)2- - Cu(NH3)2+ +Cu(S2O3)23-3- Cu(CN)2- -Cu(H2O)42+2+ CuCl42-2-Cu(NH3)42+2+Cu()与与Cu()的相互转化的相互转化Cu() Cu() 价层电子构型价层电子构型 3d10 3d9固态

12、稳定性固态稳定性 Cu()与与Cu()的稳定性比较的稳定性比较电荷电荷 +1 72 离子离子 Cu+ Cu2+水合焓水合焓/(kJmol-1) -593 -2100溶液中稳定性溶液中稳定性 由于由于Cu()固态稳定固态稳定所以存在有所以存在有CuCl、Cu2S、Cu2O 等化合物等化合物Cu()与与Cu()的相互转化的相互转化2Cu+ Cu2+ + Cu K =1.2106在酸性溶液中，在酸性溶液中，Cu+易发生歧化易发生歧化使使Cu() Cu() 1. 有还原剂存在有还原剂存在2. 生成生成Cu()的难溶物或配离子的难溶物或配离子 2Cu2+ + 4I- 2CuI (白色白色) + I22C

13、u2+4CN- 2CuCN (白色白色) + (CN)2 2Cu2Cu2+2+SO+SO2 2+2Cl+2Cl- -+2H+2H2 2O 2CuCl +SOO 2CuCl +SO4 42-2-+4H+4H+ + KCNKCN过量过量 CuCN+CuCN+(x-1x-1)CNCN- -CuCu(CNCN)x x1-X 1-X (x=24)Cu2+的鉴定的鉴定 在酸性或中性溶液中，在酸性或中性溶液中， 用用K4Fe(CN)6试剂试剂2Cu2+ +Fe(CN)64- Cu2Fe(CN)6 红褐色红褐色13-6-3银的重要化合物银的重要化合物22-1-322-1-3银的重要化合物银的重要化合物卤化银卤

14、化银AgXAgFAgClAgBrAgI颜色颜色白白浅黄浅黄黄黄溶解性溶解性 溶于水溶于水难溶于水难溶于水键型键型离子离子 共价共价r(X- -) )增大增大, ,变形性增大变形性增大, ,共价性增强共价性增强, ,溶溶解度减小解度减小卤化银具有感光性，可作感光物质卤化银具有感光性，可作感光物质 2AgX 2Ag + X2日光日光卤化银卤化银敷有敷有AgBr照相底片照相底片(亮亮)感光多感光多(暗暗)感光少感光少曝光曝光发生反应：发生反应：AgBr Ag(银核银核) + Br 亮，感光多，产生亮，感光多，产生Ag 核多核多 暗，感光少，产生暗，感光少，产生Ag 核少核少光子光子曝曝光光卤化银卤化

15、银敷有敷有AgBr照相底片照相底片(物亮物亮)感光多感光多(物暗物暗)感光少感光少曝光曝光Ag多多AgBr多多显影显影 用显影剂用显影剂(有机还原剂有机还原剂)处理处理 AgBr + e- Ag + Br- - 亮亮, Ag 核多核多, 反应生成反应生成Ag多多, 残余残余AgBr少少 暗暗, Ag 核少核少, 反应生成反应生成Ag少少, 残余残余AgBr多多显显影影卤化银卤化银敷有敷有AgBr照相底片照相底片(物亮物亮)感光多感光多(物暗物暗)感光少感光少曝光曝光Ag多多AgBr多多显影显影黑黑亮亮定影定影 用定影剂用定影剂(主要主要Na2S2O3)处理处理 AgBr + 2S2O32- A

16、g(S2O3)23- + Br- - 亮，亮，Ag 多，底片黑多，底片黑 暗，暗，Ag 少，底片亮少，底片亮定定影影卤化银卤化银敷有敷有AgBr照相底片照相底片(物亮物亮)感光多感光多(物暗物暗)感光少感光少曝光曝光Ag多多AgBr多多显影显影黑黑亮亮定影定影说说明明以上得到的是以上得到的是“底片底片” 洗相时，将洗相时，将“底片底片”放在照相纸上放在照相纸上再进行曝光再进行曝光、显影显影、定影定影，即得照片即得照片。硝酸银硝酸银 1. 制取：制取： Ag+2HNO Ag+2HNO3 3(65%) AgNO(65%) AgNO3 3+NO+NO2 2 +H +H2 2O O2. 性质：性质：为

17、易溶于水的无色菱形片状晶体为易溶于水的无色菱形片状晶体不稳定，受热或见光易分解不稳定，受热或见光易分解2AgNO3 2Ag + 2NO2 + O2AgNO3 应保存在棕色瓶中应保存在棕色瓶中具有氧化性，遇微量有机物被还原为具有氧化性，遇微量有机物被还原为Ag3. 用途：主要用于照相制造溴化银乳剂、用途：主要用于照相制造溴化银乳剂、 分析试剂分析试剂 配合物配合物 过量过量NH3过量过量Na2S2O3过量过量KCNAgCl溶溶溶溶溶溶AgBr微溶微溶溶溶溶溶AgI不溶不溶微溶微溶溶溶溶解溶解产物产物Ag(NH3)2+Ag(S2O3)23-Ag(CN)2- K1.121072.8810131.261021配离子稳定性增大配离子稳定性增大f具有弱氧化性具有弱氧化性2Ag(NH3)2+RCHO+3OH- - 2Ag +RCOO- -+4NH3 +2H2O用于在玻璃、暖水瓶胆上的镀银用于在玻璃、暖水瓶胆上的镀银配合物配合物 过量过量NH3过量过量Na2S2O3过量过量KCNAgCl溶溶溶溶溶溶AgBr微溶微溶不溶不溶不溶不溶AgI不溶不溶微溶微溶溶溶溶解溶解产物产物Ag(NH3)2+Ag(S2O3)23-Ag(CN)2- K1.121072.8810131.991038配离子稳定性增大配离子稳定性增大f为电镀