有机无机化学化工热力学教学课件铜族元素

1、第十四章 过渡元素(二)第一节 铜族元素第十四章 过渡元素(二)14.1.1铜族元素概述通性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( (冲积金冲积金) )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

2、 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 /VACu3+ Cu2+ Cu+ Cu 2.4 0.159 0.52Cu+ 易发生歧化： 2Cu+ Cu2+ + CuAg3+ Ag2+ Ag+ Ag 1.8 1.98 0.7991发生： Ag2+ + Ag 2Ag+ Au3+ Au+ Au 1.36 1.83Au+ 易发生歧化： 3Au+ Au3+ + 2Au单质物理性质Cu红色红色Ag银白色银白色Au黄色黄

3、色密度大, 为重金属, 其中金的密度最大。如黄铜60%Cu、40%Zn 青铜80%Cu、15%Sn、5%Zn 白铜5070%Cu、1315%Ni、 1325%Zn能与许多金属形成合金。化学性质化学活泼性差单质Cu ：干燥空气中稳定，在含有CO2的潮湿空气中表面生成铜绿Ag ：室温时不与氧气和水作用，若与含H2S空气接触，表面蒙上一层Ag2S2Cu+O2+H2O+CO2 Cu2(OH)2CO3Cu、Ag ：不溶于非氧化性酸，能与硝酸、热浓硫酸作用4Ag + 2H2S + O2 2Ag2S + 2H2O Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O3Cu+8HNO3(稀) 3Cu

4、(NO3)2+2NO +4H2OCu + 2H2SO4(浓) CuSO4+ SO2 + 2H2O2Ag+ 2H2SO4(浓) Ag2SO4 + SO2 +2H2OAg + 2HNO3(65%) AgNO3 + NO2 + H2O化学性质化学活泼性差单质Cu ：干燥空气中稳定，在含有CO2的潮湿空气中表面生成铜绿Ag ：室温时不与氧气和水作用，若与含H2S空气接触，表面蒙上一层Ag2SCu、Ag ：不溶于非氧化性酸，能与硝酸、热浓硫酸作用Au：溶于王水Au+HNO3+4HCl HAuCl4+NO +2H2O14.1.2铜的重要化合物氧化物Cu2OCuO颜色颜色暗红色暗红色黑色黑色溶解性溶解性难溶

5、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Cu2O+4NH3+H2O 2Cu(NH3)2+2OH-在空气中被氧化4Cu(NH3)2+O2+8NH3+2H2O 4Cu(NH3)42+(深蓝色)+4OH-氢氧化物CuOH不稳定，至今尚未制得(CuOH)2为浅蓝色，难溶于水1. 受热易脱水Cu(OH)2 CuO + H2O8090C2. 两性：以碱性为主Cu(OH)2 + 2H+ Cu2+ + H2O (浅兰色)Cu(OH)2 + 2OH- Cu(OH)42-(亮兰色)3. 溶于氨水Cu

6、(OH)2+4NH3 Cu(NH3)42+ + 2OH-2Cu(OH)42-+C6H12O6(葡萄糖) Cu2O +C6H12O7+4OH-+2H2O (葡萄糖酸) 用此反应可检查尿糖氯化亚铜(CuCl)盐类制取:1. 在热、浓HCl溶液中, 用Cu粉还原CuCl2Cu2+ + Cu + 4Cl- 2CuCl2-2. 用水稀释2CuCl2- 2CuCl (白色) + 2Cl-总反应：Cu2+ + Cu + 2Cl- 2CuClCuCl盐酸溶液可用作测定气体中CO含量CuCl +CO+H2O CuCl(CO)H2O (氯化羰基亚铜)盐类氯化铜(CuCl2)无水CuCl2为棕黄色固体, 是共价化合

7、物易溶于水和有机溶剂(如乙醇、丙酮)CuCl2溶液随c(Cl-)不同而呈不同颜色CuCl42-+ 4H2O Cu(H2O)42+ + 4Cl-(黄色) (浅蓝色)硫酸铜(CuSO4)盐类无水CuSO4为白色粉末，易溶于水，吸水性强，吸水后呈蓝色，可检验有机液体中的微量水分CuSO45H2O称为胆矾，呈蓝色Cu2+易水解，水溶液呈酸性Cu2+ H2O Cu(OH)+ + H+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

8、-Cu(NH3)42+2+Cu()与Cu()的相互转化Cu() Cu() 价层电子构型 3d10 3d9固态稳定性 电荷 +1 72 离子 Cu+ Cu2+水合焓/(kJmol-1) -593 -2100溶液中稳定性 由于Cu()固态稳定所以存在有CuCl、Cu2S、Cu2O 等化合物Cu()与Cu()的稳定性比较Cu()与Cu()的相互转化2Cu+ Cu2+ + Cu K =1.2106在酸性溶液中，Cu+易发生歧化使Cu() Cu() 1. 有还原剂存在2. 生成Cu()的难溶物或配离子 2Cu2+ + 4I- 2CuI (白色) + I22Cu2+4CN- 2CuCN (白色) + (C

9、N)2 2Cu2+SO2+2Cl-+2H2O 2CuCl +SO4 +4H+ KCN过量 CuCN+(x-1)CN-Cu(CN)x1-X (x=24)2Cu2+的鉴定 在酸性或中性溶液中， 用K4Fe(CN)6试剂2Cu2+ +Fe(CN)64- Cu2Fe(CN)6 红褐色动画演示14.1.3银的重要化合物氧化物和氢氧化物OH)O(s,Ag2OH2Ag22-褐42232NHO(s)AgOH2NH2Ag -2323 2Ag O4NHH O2Ag(NH ) 2OH AgOH只有用强碱与可溶性银盐的90%酒精溶液，在低于零下45时才能制得。AgOH为白色固体，极不稳定，形成后立即脱水变为暗棕色。

10、14.1.3银的重要化合物卤化银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,变形性增大,共价性增强,溶解度减小卤化银具有感光性，可作感光物质 2AgX 2Ag + X2日光卤化银敷有AgBr照相底片(亮)感光多(暗)感光少曝光发生反应：AgBr Ag(银核) + Br 亮，感光多，产生Ag 核多 暗，感光少，产生Ag 核少光子曝光卤化银敷有AgBr照相底片(亮)感光多(暗)感光少曝光Ag多AgBr多显影 用显影剂(有机还原剂)处理 AgBr + e- Ag + Br- 亮, Ag 核多, 反应生成

11、Ag多, 残余AgBr少 暗, Ag 核少, 反应生成Ag少, 残余AgBr多显影卤化银敷有AgBr照相底片(亮)感光多(暗)感光少曝光Ag多AgBr多显影黑亮定影 用定影剂(主要Na2S2O3)处理 AgBr + 2S2O3 Ag(S2O3)23- + Br- 亮，Ag 多，底片黑 暗，Ag 少，底片亮定影2-卤化银敷有AgBr照相底片(亮)感光多(暗)感光少曝光Ag多AgBr多显影黑亮定影说明以上得到的是“底片” 洗相时，将“底片”放在照相纸上再进行曝光、显影、定影，即得照片。硝酸银 Ag+2HNO3(65%) AgNO3+NO2 +H2O1. 制取： 2. 性质：为易溶于水的无色菱形片状

12、晶体不稳定，受热或见光易分解2AgNO3 2Ag + 2NO2 + O2AgNO3 应保存在棕色瓶中具有氧化性，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、 分析试剂 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- Kf1.121072.8810131.261021配离子稳定性增大具有弱氧化性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- Kf1.121072.8810131.261021配离子稳定性增大为电