大连理工大学无机化学第17章课件

第十七章d区元素(二)§17.1铜族元素*§17.3含有害金属废水的处理§17.2锌族元素第十七章d区元素(二)§17.1铜族元素*§11§17.1铜族元素17.1.1

铜族元素的单质17.1.2

铜族元素的化合物§17.1铜族元素17.1.1铜族元素的单质172铜族元素(ⅠB)：Cu，Ag，Au价电子构型：(n-1)d10ns117.1.1

铜族元素的单质铜族元素除以单质形式存在外，还以矿物形式存在。如：Cu：辉铜矿（Cu2S）孔雀石（Cu2(OH)2CO3） Ag：辉银矿（Ag2S） Au：碲金矿（AuTe2）铜族元素(ⅠB)：Cu，Ag，Au17.1.31.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Ag>Cu>Au延展性好1.物理性质特征颜色：Cu(紫红)，Ag(白)，Au(黄42.化学性质(1)与O2，H2O作用碱式碳酸铜化学活泼性差，室温下不与O2，H2O作用；加热时与O2，H2O作用。△△2.化学性质(1)与O2，H2O作用碱式碳酸铜化学活5(2)与X2作用常温下反应活泼性：Cu>Ag>Au只能在加热条件下进行常温下反应较慢(2)与X2作用常温下反应活泼性：Cu>Ag>Au只能在加6(3)与酸作用不能置换稀酸中的H+；生成难溶物或配合物,使单质还原能力增强；(3)与酸作用不能置换稀酸中的H+；7与氧化性酸作用与氧化性酸作用81.铜的化合物17.1.2

铜族元素的化合物Cu(Ⅰ)的化合物呈白色或无色，Cu+价电子构型为d10，不发生d-d跃迁。Cu(Ⅱ)的化合物呈现颜色，Cu2+价电子构型为d9，发生d-d跃迁。1.铜的化合物17.1.2铜族元素的化合物9(1)铜(Ⅰ)的化合物2Cu+Cu2++Cu，

=1.0×106Cu+在溶液中不稳定：固态Cu(Ⅰ)化合物比Cu(Ⅱ)化合物稳定性高1800℃(1)铜(Ⅰ)的化合物2Cu+Cu2++Cu10CuCl＞CuBr＞CuI＞CuSCN＞CuCN＞Cu2S

Cu(Ⅰ)化合物难溶于水，溶解度相对大小：

Cu(Ⅰ)化合物与氧作用：

Cu+为软酸，与下列配体形成配合物，稳定性大小顺序：

Cl-＜Br-＜I-＜SCN-＜NH3＜S2O32-＜CS(NH2)2＜CN-CuCl＞CuBr＞CuI＞CuSCN＞CuCN＞Cu2S11Cu(Ⅰ)配合物的配位数多为2，配体浓度增大时，也可能形成配位数为3或4的配合物。Cu(Ⅰ)配合物不易发生歧化反应Cu2+

0.447V

[CuCl2]-

0.232V

Cu△稀释Cu(Ⅰ)配合物的配位数多为2，配体浓度Cu(Ⅰ)配合物12Cu(Ⅰ)配合物吸收CO和烯烃：[CuCl2]-+CO[CuCl2(CO)]-[CuCl2]-+C2H4[CuCl2(C2H4)]-[Cu(NH3)2]++CO[Cu(NH3)2(CO)]+[Cu(NH2CH2CH2OH)2]++C2H4

[Cu(NH2CH2CH2OH)2(C2H4)]+用于石油气中分离出烯烃。Cu(Ⅰ)的难溶物不易歧化Cu2+CuCl

Cu0.561V0.117VCu(Ⅰ)配合物吸收CO和烯烃：[CuCl2]-+CO13(2)铜(Ⅱ)的化合物CuSO4·5H2O的结构与性质(2)铜(Ⅱ)的化合物CuSO4·5H2O的结构与性质14浅蓝检验糖的存在。Cu(OH)2的性质及Cu(Ⅱ)的氧化性△[Cu(H2O)6]2+的水解2Cu2++2H2O[Cu2(OH)2]2++2H+=10－10.6K

浅蓝检验糖的存在。Cu(OH)2的性质及Cu(Ⅱ)的氧化性15I-Cu2+的鉴定：(弱酸性)红棕或微酸性I-Cu2+的鉴定：(弱酸性)红棕或微酸性16Cu(Ⅱ)的配合物：多为4配位Cu(Ⅱ)配合物不如Cu(Ⅰ)配合物稳定。[CuCl4]2-[CuCl2]-lg

fK-4.64.84-62727222)OCu(P)(OPCuCu-472)(OP过量s浅蓝蓝)(适量-472OP+++2434222)Cu(NH(s)SO(OH)CuCu3)(NH过量3)(NH适量浅蓝深蓝H2OCu(Ⅱ)的配合物：多为4配位lgfK-4.6172.银、金的化合物在银的化合物中，Ag(Ⅰ)的化合物种类较多，如：Ag2O，AgNO3，Ag2SO4等。金有氧化值为+1和+3的化合物。与Cu(Ⅰ)的化合物相似，Au(Ⅰ)的化合物几乎也都是难溶于水的。在水溶液中，Au(Ⅰ)的化合物很不稳定，容易歧化为Au(Ⅲ)和Au。Au(Ⅲ)的化合物较稳定，在水溶液中多以配合物形式存在。2.银、金的化合物在银的化合物中，Ag(Ⅰ)18热稳定性差难溶于水的居多易溶于水：AgClO4,AgF,AgNO3,AgBF4,难溶于水：AgCl,AgBr,AgI,AgCN,AgSCN,Ag2S,Ag2CO3,Ag2CrO4。(1)银(Ⅰ)化合物的特点：热稳定性差难溶于水的居多(1)银(Ⅰ)化合物的特点：19具有颜色，显色机理为电荷迁移。AgClAgBrAgIAg2OAg2CrO4Ag2S白浅黄黄褐砖红黑对光敏感AgI——人工增雨，AgBr用于照相底片，印相纸。具有颜色，显色机理为电荷迁移。对光敏感AgI——人工增雨20(2)Ag(Ⅰ)离子的反应银镜反应：(2)Ag(Ⅰ)离子的反应银镜反应：21大连理工大学无机化学第17章课件22鉴定S2O32-：)S(s,AgSOH

OH)(s,OSAg2422322黑白++鉴定S2O32-：)S(s,AgSOHOH)(s,O23(3)Ag+的常见反应序列(3)Ag+的常见反应序列247231067.1))Ag(NH(×=+133=-232109.2))OAg(S(×2021048.2)Ag(CN)(×=-(AgCl)=1.8×10-10(AgBr)=5.3×10-13(AgI)=8.3×10-17(Ag2S)=6.3×10-507231067.1))Ag(NH(×=+133=-2321025§17.2锌族元素17.2.2

锌族元素的化合物17.2.1

锌族元素的单质§17.2锌族元素17.2.2锌族元素的化合物12617.2.1

锌族元素的单质锌族元素以矿物形式存在：闪锌矿(ZnS)，辰砂(HgS)。锌族元素(ⅡB)：Zn，Cd，Hg价电子构型：(n-1)d10ns217.2.1锌族元素的单质锌族元素以矿物27锌族元素单质的物理性质：熔点低：

Zn：419℃，Cd：321℃，Hg：-39℃。汞是室温下惟一的液态金属。易形成合金 黄铜：Cu-Zn 汞齐：Na-Hg，Au-Hg，Ag-Hg 用于提取贵金属。锌族元素单质的物理性质：熔点低：28锌族元素单质的化学活泼性从锌到汞降低与O2的作用：（在干燥空气中稳定）稳定性下降360℃470℃加热：潮湿：锌族元素单质的化学活泼性从锌到汞降低与O2的作用：（在干燥空29与S的作用M+SMSZnS(白)CdS(黄)HgS(红，朱砂)(黑，辰砂)Zn与碱的反应与S的作用M+SMSZnS(白)Zn3017.2.2

锌族元素的化合物锌、镉的化合物，氧化值多为+2，性质比较相似。汞的化合物，氧化值为+2，+1。其性质与锌、镉的化合物有许多不同之处。1.锌、镉的化合物(1)Zn2+

，Cd2+的水解[Zn(H2O)6]2+[Zn(OH)(H2O)5]++2H+=10－9.66K

[Cd(H2O)6]2+[Cd(OH)(H2O)5]++2H+=10－9.0K

17.2.2锌族元素的化合物锌、镉的31ZnO既溶于酸又溶于碱。Zn(OH)2为两性：Cd(OH)2为碱性：(2)Zn2+

，Cd2+与强碱的反应ZnO既溶于酸又溶于碱。Zn(OH)2为两性：Cd(OH32稀酸溶性硫化物的特征反应。为鉴定+2Cd锌钡白(立德粉)黄++22

)CdS(s,SHCd+2H+(3)硫化物的生成稀酸不溶性硫化物稀酸溶性硫化物的特征反应。为鉴定+2Cd锌钡白(立德粉)黄+33(4)常见配合物Zn2+，Cd2+与X-，NH3，CN-形成配合物[Zn(NH3)4]2+，[Cd(NH3)4]2+，[Zn(CN)4]2-，[Cd(CN)4]2-，[CdCl4]2-等。

特点：配位数为4，稳定，四面体构型，多为无色。Cd2+的配合物相对Zn2+的同配体配合物稳定。例如：F-Cl-Br-I-lg

f1K0.730.43-0.60<-1Zn2+lg

f1K0.461.951.752.10Cd2+(4)常见配合物Zn2+，Cd2+与X-，34(5)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(5)Zn2+的鉴定（碱性条件）二苯硫腙粉红色(水35Hg(Ⅰ)的化合物：

Hg2Cl2，Hg2(NO3)2，氯化亚汞(甘汞)硝酸亚汞难溶于水易溶于水2.汞的化合物(2)Hg(Ⅱ)的化合物：

HgCl2，Hg(NO3)2，HgO氯化汞(升汞)硝酸汞氧化汞直线形共价分子易溶于水400℃分解为剧毒Hg和O2剧毒229pm229pmHg(Ⅰ)的化合物：2.汞的化合物(2)Hg(Ⅱ)的化36与S2-的反应与OH-的反应(3)汞的重要反应与S2-的反应与OH-的反应(3)汞的重要反应37Hg2+0.9083VHg22+0.7955VHgHgS-0.758VHg2S-0.598VHgHg(I)形成沉淀或配合物时歧化。Hg2+0.9083VHg22+0.38氨基氯化汞与NH3的反应-4232ClNHHgCl(s,白)NH2NHHgCl

++++2433223Cl])[Hg(NH2NH]Cl)[Hg(NH+NH4ClHgCl2+2NH3

[

Hg(NH3)2]Cl2]NH4Cl氨基氯化汞与NH3的反应-4232ClNHHgCl(s,白394-24NHNesslerHgI

+试剂的主要成分，用于鉴定为-I与I-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

4OH]2[HgINH+++红棕色O4-24NHNesslerHgI+试剂的主要成分，40反之：可利用HgCl2鉴定Sn2+Hg2+的鉴定)(aq,Hg(SCN)2SCNHg(SCN)-24-2无色+(s)Hg(SCN)2SCNHg

2-2++与SCN-的反应反之：可利用HgCl2鉴定Sn2+Hg2+的鉴定)(aq,41HgS：=1.6×10-52HgS的溶解HgS：=1.6×10-52HgS的溶解42*§17.3含有害金属废水的处理17.3.2

氧化还原法17.3.1

沉淀法17.3.2

离子交换法*§17.3含有害金属废水的处理17.3.2氧化43第十七章d区元素(二)§17.1铜族元素*§17.3含有害金属废水的处理§17.2锌族元素第十七章d区元素(二)§17.1铜族元素*§144§17.1铜族元素17.1.1

铜族元素的单质17.1.2

铜族元素的化合物§17.1铜族元素17.1.1铜族元素的单质1745铜族元素(ⅠB)：Cu，Ag，Au价电子构型：(n-1)d10ns117.1.1

铜族元素的单质铜族元素除以单质形式存在外，还以矿物形式存在。如：Cu：辉铜矿（Cu2S）孔雀石（Cu2(OH)2CO3） Ag：辉银矿（Ag2S） Au：碲金矿（AuTe2）铜族元素(ⅠB)：Cu，Ag，Au17.1.461.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Ag>Cu>Au延展性好1.物理性质特征颜色：Cu(紫红)，Ag(白)，Au(黄472.化学性质(1)与O2，H2O作用碱式碳酸铜化学活泼性差，室温下不与O2，H2O作用；加热时与O2，H2O作用。△△2.化学性质(1)与O2，H2O作用碱式碳酸铜化学活48(2)与X2作用常温下反应活泼性：Cu>Ag>Au只能在加热条件下进行常温下反应较慢(2)与X2作用常温下反应活泼性：Cu>Ag>Au只能在加49(3)与酸作用不能置换稀酸中的H+；生成难溶物或配合物,使单质还原能力增强；(3)与酸作用不能置换稀酸中的H+；50与氧化性酸作用与氧化性酸作用511.铜的化合物17.1.2

铜族元素的化合物Cu(Ⅰ)的化合物呈白色或无色，Cu+价电子构型为d10，不发生d-d跃迁。Cu(Ⅱ)的化合物呈现颜色，Cu2+价电子构型为d9，发生d-d跃迁。1.铜的化合物17.1.2铜族元素的化合物52(1)铜(Ⅰ)的化合物2Cu+Cu2++Cu，

=1.0×106Cu+在溶液中不稳定：固态Cu(Ⅰ)化合物比Cu(Ⅱ)化合物稳定性高1800℃(1)铜(Ⅰ)的化合物2Cu+Cu2++Cu53CuCl＞CuBr＞CuI＞CuSCN＞CuCN＞Cu2S

Cu(Ⅰ)化合物难溶于水，溶解度相对大小：

Cu(Ⅰ)化合物与氧作用：

Cu+为软酸，与下列配体形成配合物，稳定性大小顺序：

Cl-＜Br-＜I-＜SCN-＜NH3＜S2O32-＜CS(NH2)2＜CN-CuCl＞CuBr＞CuI＞CuSCN＞CuCN＞Cu2S54Cu(Ⅰ)配合物的配位数多为2，配体浓度增大时，也可能形成配位数为3或4的配合物。Cu(Ⅰ)配合物不易发生歧化反应Cu2+

0.447V

[CuCl2]-

0.232V

Cu△稀释Cu(Ⅰ)配合物的配位数多为2，配体浓度Cu(Ⅰ)配合物55Cu(Ⅰ)配合物吸收CO和烯烃：[CuCl2]-+CO[CuCl2(CO)]-[CuCl2]-+C2H4[CuCl2(C2H4)]-[Cu(NH3)2]++CO[Cu(NH3)2(CO)]+[Cu(NH2CH2CH2OH)2]++C2H4

[Cu(NH2CH2CH2OH)2(C2H4)]+用于石油气中分离出烯烃。Cu(Ⅰ)的难溶物不易歧化Cu2+CuCl

Cu0.561V0.117VCu(Ⅰ)配合物吸收CO和烯烃：[CuCl2]-+CO56(2)铜(Ⅱ)的化合物CuSO4·5H2O的结构与性质(2)铜(Ⅱ)的化合物CuSO4·5H2O的结构与性质57浅蓝检验糖的存在。Cu(OH)2的性质及Cu(Ⅱ)的氧化性△[Cu(H2O)6]2+的水解2Cu2++2H2O[Cu2(OH)2]2++2H+=10－10.6K

浅蓝检验糖的存在。Cu(OH)2的性质及Cu(Ⅱ)的氧化性58I-Cu2+的鉴定：(弱酸性)红棕或微酸性I-Cu2+的鉴定：(弱酸性)红棕或微酸性59Cu(Ⅱ)的配合物：多为4配位Cu(Ⅱ)配合物不如Cu(Ⅰ)配合物稳定。[CuCl4]2-[CuCl2]-lg

fK-4.64.84-62727222)OCu(P)(OPCuCu-472)(OP过量s浅蓝蓝)(适量-472OP+++2434222)Cu(NH(s)SO(OH)CuCu3)(NH过量3)(NH适量浅蓝深蓝H2OCu(Ⅱ)的配合物：多为4配位lgfK-4.6602.银、金的化合物在银的化合物中，Ag(Ⅰ)的化合物种类较多，如：Ag2O，AgNO3，Ag2SO4等。金有氧化值为+1和+3的化合物。与Cu(Ⅰ)的化合物相似，Au(Ⅰ)的化合物几乎也都是难溶于水的。在水溶液中，Au(Ⅰ)的化合物很不稳定，容易歧化为Au(Ⅲ)和Au。Au(Ⅲ)的化合物较稳定，在水溶液中多以配合物形式存在。2.银、金的化合物在银的化合物中，Ag(Ⅰ)61热稳定性差难溶于水的居多易溶于水：AgClO4,AgF,AgNO3,AgBF4,难溶于水：AgCl,AgBr,AgI,AgCN,AgSCN,Ag2S,Ag2CO3,Ag2CrO4。(1)银(Ⅰ)化合物的特点：热稳定性差难溶于水的居多(1)银(Ⅰ)化合物的特点：62具有颜色，显色机理为电荷迁移。AgClAgBrAgIAg2OAg2CrO4Ag2S白浅黄黄褐砖红黑对光敏感AgI——人工增雨，AgBr用于照相底片，印相纸。具有颜色，显色机理为电荷迁移。对光敏感AgI——人工增雨63(2)Ag(Ⅰ)离子的反应银镜反应：(2)Ag(Ⅰ)离子的反应银镜反应：64大连理工大学无机化学第17章课件65鉴定S2O32-：)S(s,AgSOH

OH)(s,OSAg2422322黑白++鉴定S2O32-：)S(s,AgSOHOH)(s,O66(3)Ag+的常见反应序列(3)Ag+的常见反应序列677231067.1))Ag(NH(×=+133=-232109.2))OAg(S(×2021048.2)Ag(CN)(×=-(AgCl)=1.8×10-10(AgBr)=5.3×10-13(AgI)=8.3×10-17(Ag2S)=6.3×10-507231067.1))Ag(NH(×=+133=-2321068§17.2锌族元素17.2.2

锌族元素的化合物17.2.1

锌族元素的单质§17.2锌族元素17.2.2锌族元素的化合物16917.2.1

锌族元素的单质锌族元素以矿物形式存在：闪锌矿(ZnS)，辰砂(HgS)。锌族元素(ⅡB)：Zn，Cd，Hg价电子构型：(n-1)d10ns217.2.1锌族元素的单质锌族元素以矿物70锌族元素单质的物理性质：熔点低：

Zn：419℃，Cd：321℃，Hg：-39℃。汞是室温下惟一的液态金属。易形成合金 黄铜：Cu-Zn 汞齐：Na-Hg，Au-Hg，Ag-Hg 用于提取贵金属。锌族元素单质的物理性质：熔点低：71锌族元素单质的化学活泼性从锌到汞降低与O2的作用：（在干燥空气中稳定）稳定性下降360℃470℃加热：潮湿：锌族元素单质的化学活泼性从锌到汞降低与O2的作用：（在干燥空72与S的作用M+SMSZnS(白)CdS(黄)HgS(红，朱砂)(黑，辰砂)Zn与碱的反应与S的作用M+SMSZnS(白)Zn7317.2.2

锌族元素的化合物锌、镉的化合物，氧化值多为+2，性质比较相似。汞的化合物，氧化值为+2，+1。其性质与锌、镉的化合物有许多不同之处。1.锌、镉的化合物(1)Zn2+

，Cd2+的水解[Zn(H2O)6]2+[Zn(OH)(H2O)5]++2H+=10－9.66K

[Cd(H2O)6]2+[Cd(OH)(H2O)5]++2H+=10－9.0K

17.2.2锌族元素的化合物锌、镉的74ZnO既溶于酸又溶于碱。Zn(OH)2为两性：Cd(OH)2为碱性：(2)Zn2+

，Cd2+与强碱的反应ZnO既溶于酸又溶于碱。Zn(OH)2为两性：Cd(OH75稀酸溶性硫化物的特征反应。为鉴定+2Cd锌钡白(立德粉)黄++22

)CdS(s,SHCd+2H+(3)硫化物的生成稀酸不溶性硫化物稀酸溶性硫化物的特征反应。为鉴定+2Cd锌钡白(立德粉)黄+76(4)常见配合物Zn2+，Cd2+与X-，NH3，CN-形成配合物[Zn(NH3)4]2+，[Cd(NH3)4]2+，[Zn(CN)4]2-，[Cd(CN)4]2-，[CdCl4]2-等。

特点：配位数为4，稳定，四面体构型，多为无色。Cd2+的配合物相对Zn2+的同配体配合物稳定。例如：F-Cl-Br-I-lg

f1K0.730.43-0.60<-1Zn2+lg

f1K0.461.951.752.10Cd2+(4)常见配合物Zn2+，Cd2+与X-，77(5)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(5)Zn2+的鉴定（碱性条件）二苯硫腙粉红色(水78Hg(Ⅰ)的化合物：

Hg2Cl2，Hg2(NO3)2，氯化亚汞(甘汞)硝酸亚汞难溶于水