铜族元素锌族元素

1、第18章铜族元素 锌族元素18-2 .比较Cu +和Cu2+的热稳定性。说明Cu +在水溶液中不稳定，但 CuCl 是稳定的答：Cu+是18电子的饱和结构，在固态或高温下可形成稳定的Cu +化合物，此外还能形成一些稳定的配合物，如：4CuO =2Cu 2O+O 2 T2CuCl 2 + HCl (浓)-2CuCl + Cl 2 TCu+CuCl 2 + 2HCl (浓)=2HCuCl 22Cu 2+ + 4I - = 2CuI + I 22Cu 2+ + 10CN - = 2Cu(CN) 43- + (CN) 2 f在水溶液中由于 Cu2+的电荷多，有比较大的水合热，Cu2+离子稳定，Cu +

2、在水溶液中易发生歧化反应。如：Cu2O+H 2SO4= Cu2SO4+H 2OCu2SO4= CuSO4+Cu要使Cu2+转化为Cu+,就必须有还原剂存在，同时还要降低溶液中的Cu +的浓度，使Cu+变为难溶物质或难解离的配合物，CuCl溶解度很小，因而能稳定存在。18-4简单回答下列问题: (1)各举二例说明Cu +与Cu2+、Hg22+与Hg2+转化并写出化学反应答：Cu2+ 转化为 Cu+:4CuO 2CU2O+O 2 t2CuCl 2 2CuCl + Cl 2 TCu +转化为 Cu2+ : Cu2SO4I CuSO4+Cu4Cu(NH 3)2+ + 8NH 3 + O2 + 2H2O

3、 = 4Cu(NH 3)42+ +4OH -Hg22+ 转化为 Hg2+: Hg 2CI2 + 2NH 3Hg + HgNH 2CI NH 4ClHg 2cI2 + Cl 2 = 2HgCl 2Hg 2+ 转化为 Hg22+:Hg 2+HgHg 22+2HgCl 2 + SnCl 2 + 2HCl ;I Hg 2cl2 + H 2SnCl6(2)铜在潮湿空气中生成绿色铜锈，银在含 H2s气体中慢慢变黑。答：铜在潮湿的空气中，会与空气中的氧气、二氧化碳气体及水蒸气发生反应生成碱式碳酸铜，颜色为绿色。反应如下：2Cu + O 2 + H 2O + CO 2 Cu(OH) 2 CuCO3银在含H2s

4、气体中会生成黑色硫化银，反应如下:4Ag + 2H 2s + O 2 2Ag 2S + 2H 2O(3)焊接金属时，用浓ZnCl2溶液为什么能清除金属表面的氧化物。答：氯化锌的浓溶液，有显著的酸性，能溶解金属氧化物，在焊接金属时 常用氯化锌的浓溶液清除金属表面的氧化物，而焊接后的盐又覆盖在金属表 面，使之不再被氧化，使焊点更牢固。ZnCl 2 + H 2O HZnCl 2(OH)FeO + 2HZnCl 2(OH) FeZnCl 2(OH) 2 + H 2O(4)有空气存在时铜能溶于稀硫酸或稀盐酸。答：铜元素在氢以后，它不与水反应，也不能置换稀酸中的氢。但当有空 气存在时，铜可缓慢溶解于这些稀

5、酸中。反应如下：2Cu+4HCl+O 2 2CuCl 2+2H 2O2Cu+2H 2SO4+O 2 2CuSO4+2H 2O(5)加热CuCl2?2H2O时为什么得不到无水 CuCl20答：CuCl2?2H2O晶体脱水时有水解发生，故得不到无水 CuCl2CuCl2?2H2O Cu(OH)Cl + HCl + H 2O(6)锌能溶于氨水和NaOH溶液答：锌是两性金属，所以溶于碱；锌与氨生成配合物，所以也溶于氨水。反应如下：Zn + 4NH 3 +2H 2O - Zn(NH 3闻2+ + 2OH - + H 2Zn+2NaOH+2H 2O Na2Zn(OH) 4 + H 2(g)CuCl、AgC

6、l、Hg 2c12均为白色粉末，如何用简便方法区分答：加入氨水，CuCl先生成无色溶液后迅速氧化成蓝色溶液， AgCl生成 无色溶液，Hg 2cl2生成灰黑色溶液。CuCl+2NH 3 Cu(NH 3)2Cl4Cu(NH 3)2+ 8NH 3 H2O + O 2I 4Cu(NH 3)42+ + 4OH - + 6H 2OAgCl + 2NH 3 Ag(NH 3)2ClHg 2cl2 + 2NH 3 - Hg(黑)+ Hg(NH 2)Cl(白)+ NH 4ClHgS不溶于HCl、HNO 3、(NH4”S中，溶解于王水或 Na 2s中答：因为硫化汞是金属硫化物中溶解度极小，难溶于非氧化性酸如HCl

7、和一般的氧化性酸如HNO3中；由于(NH4)2S是弱酸弱碱盐，在(NH4)2S中由 于酸度较大，S2-浓度较小，不能与HgS配位而溶解。在王水中，由于 HNO 3 的强氧化性和Cl-配位的共同作用，降低了溶液中 Hg2+和S2-的浓度，因而溶 解；在硫化钠溶液中，由于碱性强，S2-浓度大，能与HgS配位而使之溶解。3HgS+8H +2NO 3-+12Cl 3HgCl 42-+3S 2NO 住4H 2O HgS+Na 2sNa2HgS2(9)解释Cu(NH 3)42+和Cu(NH 3)2+配离子颜色为什么不同。答：Cu2+的价电子结构是3d9,可发生d-d跃迁，所以配离子有颜色Cu +价电子结构

8、是3d10,电子都已经配对，不发生 d-d跃迁，所以配离子无色颜色。(10)银氨溶液为什么不可久放。答：Ag(NH 3)2+放置久后，会析出具有爆炸性的 Ag2NH和AgN3,因此实验后的Ag(NH 3)2 +溶液必需加硝酸处理，不能久放。18-5 .选择适当的配合剂溶解下列各物质CuCl、AgBr、AgI、Cu(OH) 2、Hgl 2、Zn(OH) 2、CuS、HgS、CuI答：可分别选用浓盐酸、硫代硫酸钠、氧化钠、氨水、过量碘化钾、过量氢氧化钠、氟氢酸、王水(或硫化钠)、硫代硫酸钠CuCl+HClHCuCl 2AgBr+2S 2O32- = Ag(S 2。3)23-+Br-AgI+2CN

9、-:Ag(CN) 2- + I-Cu(OH) 2+NH3=2Cu(NH3)42+2OH-HgI 2+2I - HgI42Zn(OH) 2+2OH -=Zn(OH) 422CuS+10CN -= 2Cu(CN) 43-+2S 2-+(CN) 23HgS + 8H + 2NO 3- + 12Cl - = 3HgCl 42-+3S 卜2NO 件4H 2O18-6完成反应方程式答：(1)CU2O + 2HCl(稀)一CuCl2 + H 2O + Cu2CuSO4 + 4KI 2CuI J + I 2+ 2K 2SO42CuSO4 + 4KCN(CN)2 件2CuCN b2K 2SO42CuSO4 +

10、10KCN I-I (CN)2 2K 3Cu(CN) 4+ 2K 2SO4 2AgNO 3 + 2NaOH I-I Ag2O 2NaNO 3+H 2OAgBr + 2S 2O32- - Ag(S 2O3”3- + Br-ZnSO4 + 4NH 3 H2O Zn(NH 3)4SO4 + 4H 2OHg(NO 3)2 + 4KIK2 HgI 4 + 4KNO 3Hg(NO 3)2 + 2NaOHI- HgO J + 2NaNO 3 + H2OHg2cl2 + 2NH 3 IHgNH 2Cl ； + Hg，+ NH 4ClHg(NO 3)2 + 2NH 3 HgNH 2NO3 J + NH 4NO3

11、2HgCl 2 + SnCl 2 - Hg 2cl2 J + SnCl 4Hg 2cl2+SnCl 2 2Hg ； + SnCl 418-7铁能使Cu2+还原，铜能使Fe3+还原，说明两者是否矛盾，为什么?答：相关电对电极电势如下：Cu2 /Cu =0.3419V ,Fe3 /Fe20.77V, Fe2 /Fe =-0.447VCu2/Cu- Fe2/Fe=0.3419V-(-0.447)=0.7889V，所以铁可使 Cu2+ 还原。Fe3 /Fe2 -Cu2/Cu =0.77V-0.3419V=0.4281V，所以铜可使 Fe3+ 还原。两者不矛盾。18-8分离下列各组混合物(1)CuSO4

12、 和 ZnSO4 ; (2)CuSO4 和 CdSO4 ; (3)CdS 和 HgS ; (4)HgCl 2和 Hg 2cl2答：(1)加入KI溶液，使CuSO4生成沉淀，ZnSO4在溶液中过滤分离。(2)将二者溶于浓盐酸后，通入H2S,使CuS生成沉淀而CdS未能生成。CdS溶解度大于HgS ,加入浓盐酸就可使 CdS溶解而HgS不溶。HgCl 2溶于水而Hg 2cl2是沉淀，加入少量水后过滤，就可分离。18-9 已知 （Au3 /Au ）1.5V, （Au / Au） 1.68V ,根据下列电对的电极电势计算AuCl 2-和AuCl 4-的稳定常数。AuCl 2AuCl 2-+e - Au

13、+2Cl -=1.6VAuCl 4AuCl 4-+2e - AuCl 2-+2Cl -=0.93V解：（1）AuCl2/ Auau /au 0.0592lgK稳1.6 1.68 0.0592lg K稳lgK稳解：（1）AuCl2/ Auau /au 0.0592lgK稳1.6 1.68 0.0592lg K稳lgK稳=1.3514K 稳,=22.46AuCl4 /AuCl23Au3 /Au0.0592l K稳AuCLK稳AuCk0.93 1.50.0592, K稳AuClJ TgK稳AuCl2lgK稗AuCLJ419.2568K 稳AuCl2K 稗K 稗AuCL1941.806 1019K 稳

14、AuCl2_20K 稳AuCl4 4.057 1018-11、锌、镉、汞用盐酸处理会得到什么氧化态的产物？若将几滴 Hg滴入Zn2+、Hg2+、Cd2+溶液中会有什么反应发生？答：除汞外都得到+2氧化态的产物。若将几滴Hg滴入Zn2+、Hg2+、Cd2+溶液中则只在 Hg 2+的溶液中会有有部分 Hg 溶解，若溶液中有 Cl-,则会有Hg 2cl2沉淀生成。18-12 举例说明Cu2+、Ag+和Ag(NH 3)2+的氧化性。答：(1)2CuSO 4+4KI I-I 2CuI 加 2+2K 2SO42Ag + + Cu = 2Ag + Cu 2+2Ag(NH 3)2 +RCHO(甲醛或葡萄糖)+

15、3OH -2Ag RCOO -+4NH 3 1+2H 2O18-15用化学方法区分镁盐和锌盐、锌盐和镉盐、锌盐和铝盐答：(1)加入过量NaOH溶液，锌盐生成无色溶液Zn(OH) 42-,镁盐生成白色沉淀Mg(OH) 2。(2)向二者盐溶液中通入H2S,生成黄色CdS沉淀而ZnS为白色沉淀。(3)加入过量氨水，先生成沉淀后又溶解为无色溶液Zn(NH 3)42+的为锌盐，只生成沉淀Al(OH)3的为铝盐。18-16 在 Cu2+、Zn2+、Ag +、Cd2+、Hg 2+、Hg 22+中加入适量和过量 NaOH溶液各生成什么？写出反应方程式。答：(1) Cu2+ +2OH I 2Cu(OH) 2 J

16、Cu(OH) 2+2OH -2Cu(OH) 42Zn 2+ +2OH -Zn(OH) 2 JZn(OH) 2+2OH -Zn(OH) 422Ag +2OH 2Ag 2O b H 2OCd 2+ +2OH - Cd(OH) 2 JCd(OH) 2 +2OH -(热浓)一2Cd(OH) 42Hg2+ +2OH -:-I HgO H 2OHg22+ + 2OH: 2HgO Hg H 2O18-17某黑色固体A不溶水，但可溶于硫酸生成蓝色溶液 B。在B中加入适 量氨水生成浅蓝色沉淀 C,加入过量氨水后生成绛蓝色溶液 D。在D中 加入H2s饱和水溶液得黑色沉淀E, E溶于浓HNO 3。确定A、B、C、D

17、、 E所代表的物质，写出相应反应方程式。答：A: CuO、B: CuSO4、C: Cu2(OH)2SO4、D: Cu(NH 3”SO4、E: CuSCuO + H 2SO4CuSO4 + H 2O2CuSO 4 + 2NH 3 H2OCu2(OH) 2SO4 b(NH 4”SO4CuSO 4 + 4NH 3CuSO 4 + 4NH 3Cu(NH 3)4SO4Cu(NH 3)4SO4 + H 2SCuS (NH 4)2SO4 + 2NH 3(5) 3CuS + 8HNO 3 -I 3Cu(NO 3)2 + 2NO T + 3S 4H 2O18-18有一无色溶液A,加入氨水时有白色沉淀 B,加入稀碱有黄色沉淀 C 生成，加入KI溶液先有红色沉淀D生成，加入过量后溶液显无色 E,在 A中加入数滴汞，并振荡，汞消失后为无色溶液 F,在F中加入氨水得灰 色沉淀。确定A、B、C、D、E、F为何物？写出有关方程式。答：A, Hg(NO 3)2、B, HgNH 2NO3、C, HgO、D, HgI 2、E, &HgI 4、F,Hg2(NO 3)