第19章铜副族和锌副族

会计学1第19章铜副族和锌副族铜副族元素锌副族元素主要内容12第1页/共121页铜副族（ⅠB）：原子核外价层电子的构型：

（n－1）d10ns1

常见氧化态:

铜（＋1，＋2）银（＋1）金（＋1，＋3）第2页/共121页铜

Cu

铜在地壳中的质量分数为

0.005

%。单质铜，黄铜矿CuFeS2，辉铜矿Cu2S银

Ag银在地壳中的质量分数为

710－6%。单质银，闪银矿Ag2S，角银矿AgCl金

Au金在地壳中的质量分数为

1.110－7%。单质金，以极分散形式分布于岩石中。第3页/共121页锌副族（ⅡB）:ZnCdHg原子核外价层电子的构型：n－1d10ns2

（）常见氧化态:

锌和镉

＋2

汞

＋2、＋1Hg22＋（）第4页/共121页锌

Zn闪锌矿ZnS，菱锌矿ZnCO3，锌在地壳中的质量分数为0.0075%。

极少单独存在，以CdS形式混生于闪锌矿中，在地壳中的质量分数为

1.1

10－5%。镉

Cd

辰砂，又名朱砂，

HgS，

在地壳中的质量分数为

510－6%。汞

Hg第5页/共121页19－1－1

铜副族元素单质1铜副族元素单质的性质

（1）物理性质

铜副族元素属于重金属，导电性和导热性在所有金属中是最好的，银占首位，铜次之。19－1

铜副族元素第6页/共121页

均具有很好的延展性，1g金可抽成

3km长的丝或压成厚度约为

0.0001

mm

的金箔。

铜副族元素之间、铜副族元素与其他金属都很容易形成合金，例如：

黄铜Cu－

Zn合金白铜Cu－

Ni合金青铜Cu－

Zn－

Sn

合金第7页/共121页

（2）化学性质

铜副族元素的金属性远比碱金属的弱，且其金属性随着原子序数的增加而减弱。

2Cu+O2+H2O+CO2

——

CuOH2•

CuCO3

（）Cu与含有CO2

的潮湿的空气反应，生成绿色

CuOH2•

CuCO3。（）第8页/共121页

空气中若含有H2S气体，与银接触后，银的表面很快会生成一层

Ag2S

黑色薄膜而使银失去银白色光泽。

铜、银、金都不能与稀盐酸或稀硫酸作用而放出氢气。第9页/共121页

铜和银可溶于硝酸或热的浓硫酸：Cu+2H2SO4（浓）——CuSO4+SO2

↑+2H2OCu+4HNO3（浓）——CuNO32+2NO2

↑+2H2O

（）3Cu+8HNO3（稀）——3CuNO32+2NO↑+4H2O

（

）第10页/共121页

金的金属活性最差，只能溶于王水中：Au+4HCl+HNO3——H[AuCl4]+NO↑+2H2O

铜在红热时与空气中的氧气反应生成氧化铜，在高温下又分解为Cu2O。

银和金没有铜活泼，高温下在空气中也是稳定的。第11页/共121页

Cu

与一些强配体作用放出H2，如CN－：

Cu与配位能力较弱的配体作用时，要在氧气存在下方能进行：2Cu＋8CN－＋2H2O——2CuCN43－＋2OH－＋H2↑（）2Cu＋8NH3＋O2＋2H2O——2[CuNH34]2＋＋4OH－（）第12页/共121页Ag，Au也可以在有氧气存在下，与强配体作用：

4Ag＋8CN―＋O2＋2H2O——4[AgCN2]―

＋4OH－（）（）4Au＋8CN―＋O2

＋2H2O——4[AuCN2]―

＋4OH－第13页/共121页2

铜副族元素的提取

（1）铜的冶炼

将矿石粉碎，以增大接触面积，采用“浮选法”将Cu富集到15~20%。

将得到的精矿焙烧，除去部分的硫和挥发性杂质，并使部分硫化物氧化成氧化物:

第14页/共121页

将焙烧过的矿石与沙子混合，在反射炉中加热到

1273K

左右，FeS

进一步氧化为

FeO，大部分FeO

与SiO2形成熔渣FeSiO3，浮于上层:2FeS+3O2——FeO+2SO2FeO+SiO2——FeSiO32CuFeS2+O2——Cu2S+2FeS+SO2第15页/共121页Cu2S和剩余的FeS熔融在一起形成所谓“冰铜”，冰铜较重，沉于下层。2Cu2S

+

3O2——

2Cu2O+2SO2

2Cu2O+Cu2S

——6Cu+SO2↑

将冰铜放入转炉熔炼，鼓入大量的空气，得到大约含铜98%的粗铜。第16页/共121页

工业上采用电解法将粗铜精炼以除去杂质。在一个盛有CuSO4

和

H2SO4

混合物溶液的电解槽中，以粗铜为阳极，纯铜为阴极进行电解：

阳极反应：

Cu（粗铜）——Cu2++2e―

阴极反应：

Cu2++2e―——Cu

（精铜，99.95%）第17页/共121页（2）银和金的提取

以游离态和以化合态的银都可以用氰化钠浸取：4Ag+8NaCN+2H2O+O2——4Na[AgCN2]+4NaOH（）（）Ag2S＋4NaCN——

2Na[AgCN2]＋Na2S第18页/共121页

再用锌等较活泼的金属还原即可得到单质银：

（）2[AgCN2]－+Zn——[ZnCN4]2－+2Ag（）

从矿石中炼金的方法有两种，即汞齐法和氰化法。第19页/共121页

汞齐法将矿石粉与汞混合生成金汞齐，加热时汞挥发掉即得到单质金。

氰化法提金首先用氰化钠浸取矿粉，将金溶出：

4Au+8CN－

+2H2O+O2——

4[

AuCN2]－

+4OH－

（）第20页/共121页

再用锌还原[

AuCN2]－得单质金：（）2[

AuCN2]－+Zn

——

[

ZnCN4]2－+2Au

（）（）

或者电解Na[AuCN2]溶液，在阴极上得到金：（）第21页/共121页

阴极主要反应：

[AuCN2]―+e―——

Au+2CN―（）

阳极主要反应：

CN―+2OH――2e―

——

CNO―+H2O2CNO―+4OH――6e―——2CO2+N2+2H2O第22页/共121页

（1）氧化物和氢氧化物19－1－2

铜的化合物1氧化数为＋1的化合物

氧化亚铜可以通过在碱性介质中还原

CuⅡ

化合物得到。（）第23页/共121页

用葡萄糖作还原剂时，反应如下：

2

[Cu

OH

4]2－

+CH2OH

CHOH

4CHO

——Cu2O↓+CH2OH

CHOH

4COOH

+2

H2O+4

OH－（

）（

）（

）第24页/共121页

Cu2＋和酒石酸根

C4H4O62－的配位化合物，其溶液呈深蓝色，有机化学中称为斐林（Fehling）溶液。

斐林溶液可用来鉴定醛基，其现象是生成红色的

Cu2O

沉淀。第25页/共121页

实验室里，Cu2O

可由

CuO

热分解得到

Cu2＋

盐的碱性溶液与其它还原剂反应，也得到Cu2O，如与联氨反应：4CuO——2Cu2O＋O2↑

4Cu2＋＋8OH－＋N2H4

——

2Cu2O↓＋N2↑＋6H2O第26页/共121页

Cu2O

呈弱碱性，溶于稀酸，并立即歧化为

Cu

和

Cu2＋：

Cu2O

基本属于共价化合物，不溶于水。

Cu2O+2H＋

——

Cu＋

+Cu2＋

+H2O

Cu2O

十分稳定，在

1235℃熔化但不分解。第27页/共121页

Cu2O+4NH3

+H2O——

2[Cu

NH3

2]＋

+2OH－（）

铜的+1价氢氧化物很不稳定，易脱水变为相应的氧化物Cu2O。

用NaOH处理CuCl的冷盐酸溶液时，生成黄色的CuOH沉淀，但沉淀很快变为橙色，最后变为红色成为Cu2O。

Cu2O

溶于氨水，生成无色的络离子：第28页/共121页（2）卤化物

CuCl，CuBr

和

CuI

均为白色，都是难溶化合物，且溶解度依次减小。

CuCl，CuBr

和

CuI

都可以通过二价铜离子在相应的卤离子存在的条件下被还原：

2Cu2＋

+4I－——2CuI↓+I2第29页/共121页

在热的浓盐酸中，用铜粉还原CuCl2，生成土黄色的[CuCl2]–：Cu2++Cu+4Cl–——2[CuCl2]–

用水稀释[CuCl2]–

溶液，能得到难溶的CuCl白色沉淀：2[CuCl2]–——CuCl+Cl–第30页/共121页CuCl不溶于硫酸、稀硝酸，但可溶于氨水、

浓盐酸及碱金属的氯化物溶液中，形成[CuNH3

2]＋，[CuCl2]－，[CuCl3]2－或[CuCl4]3－等配离子。（）第31页/共121页（3）硫化物

硫化亚铜Cu2S是黑色物质，难溶于水。

用金属单质与S直接化合生成硫化物，也可以向CuⅠ

溶液中通入H2S制备硫化物。

（）S2–

的离子半径比O2–

的大，更易失电子，因此S2–与CuⅠ

间的极化作用更强，硫化物呈深色，水中溶解度比相应的氧化物小。

（）第32页/共121页Cu2S只能溶于浓、热硝酸或氰化钠（钾）溶液中:3Cu2S

+

16HNO3——

6CuNO3

2

+3S+4NO↑+8H2O（）（）

Cu2S

+4CN

－

——

2[Cu

CN

2]－

+S2－第33页/共121页（4）配位化合物Cu＋可与单齿配体形成配位数为2、3、4的配位化合物，由于Cu＋的价电子构型为d10，所以配位化合物不会由于d－d跃迁而产生颜色。

[CuNH32]＋不稳定，遇到空气则变成深蓝色的[CuNH34]2＋：

（）（）第34页/共121页

利用这个性质可除去气体中的痕量O2。4[CuNH32]＋

+O2+8NH3+2H2O——4[CuNH34]2＋

+4OH－（）（）第35页/共121页

在合成氨工业中常用醋酸二氨合铜（Ⅰ）溶液吸收能使催化剂中毒的CO气体：[CuNH32]++CO+NH3

——[CuCONH33]+（）（

）（）第36页/共121页2氧化数为＋2的化合物

（1）氧化物和氢氧化物

氧化铜CuO，可由某些含氧酸受热分解或在氧气中加热铜粉而制得：2CuNO32——2CuO＋4NO2↑＋O2↑（）2Cu＋O2——2CuO第37页/共121页CuO

具有氧化性，高温下可被一些还原剂还原。CuO属于碱性氧化物，难溶于水，可溶于酸：

CuO＋2H＋

——Cu2＋＋H2OCuO的热稳定性较好，加热到1000℃时分解。4CuO——2Cu2O+O2↑△第38页/共121页（）

可溶性的CuⅡ

盐中加入强碱，得到蓝绿色的氢氧化铜：（）

CuSO4+2NaOH——

CuOH2

↓+Na2SO4第39页/共121页

在NH4＋存在时，氢氧化铜可溶于氨水形成铜氨配离子:

CuOH2

不稳定，加热分解：（）CuOH2——CuO+H2O（）CuOH2

＋4NH3

•

H2O——[CuNH34]2＋＋2OH–+4H2O（）（）NH4+第40页/共121页

CuOH2

略显两性，既可溶于酸，也可溶于过量的浓碱溶液中：（）CuOH2

＋2NaOH——Na2[CuOH4]（

）（）（）CuOH2

＋H2SO4

——CuSO4

＋2H2O第41页/共121页CuF2白色，CuCl2黄褐色

和CuBr2黑色，带有结晶水的

CuF2•

2H2O

蓝色和蓝绿色的CuCl2•

2H2O。

（2）卤化铜

无水CuCl2

为无限长链结构。每个Cu处于4个Cl形成的平面正方形的中心:第42页/共121页CuCl2易溶于水，在很浓的

CuCl2水溶液中，可形成黄色的

[CuCl4]2－：CuCl2

稀溶液显蓝色，这是因为溶液中存在[CuH2O4]2+

的缘故：（）[CuCl4]2―+4H2O——

[CuH2O4]2++4Cl―（）Cu2＋＋4Cl－

——[CuCl4]2－第43页/共121页CuCl2•2H2O受热时分解：

由于脱水时发生水解，所以用脱水方法制备无水

CuCl2

时，要在

HCl

气流中进行。无水CuCl2

进一步受热：2CuCl2•2H2O——

CuOH2•CuCl2

＋2HCl↑＋2H2O（）2CuCl2————2CuCl+Cl2↑HCl气流△第44页/共121页

（3）含氧酸的铜盐

无水

CuSO4为白色粉末，易溶于水，有很强的吸水作用，吸水后显出水合铜离子的特征蓝色。此特性用来检验一些有机物如乙醇、乙醚等中的微量水分。也可用作燥剂。

第45页/共121页CuSO4具有杀菌能力，被用于蓄水池、游泳池以防止藻类生长。与石灰乳混合配制的波尔多液，农业上用来消灭植物病虫害。CuSO4在650℃下部分发生分解成CuO，SO3，SO2

及O2。第46页/共121页Cu2＋为

d9构型，有一个成单电子，具有顺磁性。由于可以发生

d－d跃迁，化合物都有颜色，比如，CuSO4•5H2O和许多水合铜盐都是蓝色。（4）配位化合物Cu2＋与单齿配体一般能形成配位数4的正方形配位单元，如：

[CuNH34]2＋，[Cu

H2O

4]2＋，[CuCl4]2－。（）（）第47页/共121页此外，Cu2＋还可以与一些有机配体，如缩二脲NH2CONHCONH2与

CuSO4

反应呈现特征紫色，生成下列两种离子：CNHOHNCONHCuHOOHCu2–第48页/共121页CNHOHNCONHCu2–此外，Cu2＋还可以与一些有机配体，如缩二脲NH2CONHCONH2与

CuSO4

反应呈现特征紫色，生成下列两种离子：第49页/共121页

气态时，Cu＋的化合物十分稳定。

在水溶液中，Cu＋易发生歧化反应生成Cu2＋和Cu：

铜主要有+1和+2两种氧化态。2Cu＋——Cu2＋

+Cu3CuⅠ

和CuⅡ

的相互转化（）

（）第50页/共121页

EӨ右

>EӨ左，Cu＋转化成Cu2＋和

Cu的趋势很大，在298K时，此歧化反应的平衡常数：KӨ

=1.7×106从铜的元素电势图上看

例如：

Cu2O+H2SO4（稀）

——Cu+CuSO4+H2OCu2＋Cu＋

Cu0.521V0.159VEӨA/V第51页/共121页

其中

Cu是还原剂，Cl－是络合剂。2Cu2＋＋Cu＋2Cl－——2CuCl

使

Cu2+转变为

Cu+，在有还原剂的同时，还要有

Cu+的沉淀剂或配位剂存在，以降低溶液中Cu+

的浓度:第52页/共121页2Cu2＋＋Cu＋2Cl－——2CuCl

CuCl的生成使得溶液中游离的Cu＋浓度大大降低，导致EӨ（Cu/Cu＋）下降，而EӨ

Cu2＋/Cu＋升高，故

Cu2＋将

Cu

氧化为CuCl。（）第53页/共121页

在热的CuⅡ

溶液中加入KCN，得白色CuCN沉淀：（）2Cu2＋

+4CN－

——2CuCN↓＋CN2↑（）CN－既是还原剂，又是CuⅠ

的沉淀剂。

（）第54页/共121页CuCN＋x－1CN－

——[CuCNx]1－x

（x=2∼4）（）（）

若加入过量的KCN，则CN－

成为

CuⅠ

的络合剂：

（）第55页/共121页CuⅢ

的化合物很少，氯化铜、金属钾和单质氟共热可得

K3CuF6：（）5K+CuCl2+3F2

——K3CuF6+2KCl或通过下面的反应也可以得到

：

2CuO+2KO2——2KCuO2+O2↑第56页/共121页19－1－3

银的化合物1氢氧化物与氧化物Ag2O可由可溶性银盐与强碱反应生成。Ag＋与强碱作用生成白色AgOH沉淀，其极不稳定，立即脱水变为棕黑色Ag2O：2Ag＋+2OH－——2AgOH（白）Ag2O（棕黑）+H2O第57页/共121页②Ag2O在300℃

即发生分解，生成银和氧，Cu2O对热十分稳定；

Ag2O和Cu2O主要有下列异同点：

①

Ag2O为中强碱，而Cu2O呈弱碱性；

③Ag2O与HNO3

反应生成稳定的AgⅠ

盐。

（）Ag2O＋2HNO3——2AgNO3

＋H2O第58页/共121页

而Cu2O溶于非氧化性的稀酸，若不能生成CuⅠ

的沉淀或络离子时，将立即歧化。（）④Ag2O

和Cu2O相似，溶于氨水会生成无色的[AgNH3

2]＋配离子：（）Ag2O+4NH3+H2O——2[AgNH3

2]＋

+2OH－（）第59页/共121页

卤化银中只有

AgF是离子型化合物，易溶于水，其它的卤化银均难溶于水，

且溶解度按AgCl，AgBr，

AgI次序降低，颜色也依次加深。2其它简单化合物第60页/共121页

将Ag2O溶于氢氟酸，然后蒸发至黄色晶体析出而得到氟化银。

而将硝酸银与可溶性氯、溴、碘化物反应即生成不同颜色的卤化银沉淀。第61页/共121页

胶片在摄影过程中的感光就是这一反应，底片上的

AgBr感光分解生成Ag。2AgBr———2Ag+Br2hv

卤化银有感光性，是指其在光的作用下分解：第62页/共121页

最后，用

Na2S2O3

等定影液溶解掉未感光的AgBr，这就是定影：AgBr＋2S2O32－——[AgS2O3

2]3－＋Br－（

）

然后用氢醌等显影剂处理，将含有银核的AgBr还原为金属银而显黑色，这就是显影。第63页/共121页

难溶卤化银

AgX等能和相应的卤离子

X－形成溶解度较大的配离子：AgX＋n－1X－——AgXn(n－1)－

（X=Cl，Br，I；n=2，3，4）（）第64页/共121页

注意下列相关反应的平衡常数：AgCl——Ag++Cl–

Ksp=1.8×10–10Ag++2Cl–——[AgCl2]–

K稳

=1.1×105AgCl+Cl–——[AgCl2]–

K=2.0×10–5

因此，用卤离子沉淀Ag+

进行分离时，必须注意卤离子的适量，否则会造成Ag+

沉淀不完全。第65页/共121页

硫化银Ag2S是黑色物质，难溶于水，需要在浓、热硝酸或氰化钠(钾)溶液才能溶解。Ag2S+4HNO3

浓——

2AgNO3+S+2NO2↑

+2H2O（）Ag2S+4CN–——

2[AgCN2]–+S2–

（）第66页/共121页

在光照或加热到440℃时，硝酸银分解：

在医药上AgNO3常用做消毒剂和防腐剂。2AgNO3——2Ag+2NO2

↑+O2↑因此AgNO3

要保存在棕色瓶中。

与

AgNO3

相比，CuNO32

的热稳定性更差些，因为CuⅡ

的反极化作用比AgⅠ

强。（）（）（）第67页/共121页

由于

Ag＋的价电子构型为d10，d轨道全充满，不存在d－d跃迁,这些配离子常常是无色的。

3配位化合物Ag＋常形成配位数为

2

的直线型配合物[AgNH32]＋，[AgS2O32]3－，这些配合物经常是外轨型。（）（）第68页/共121页该反应称为银镜反应，常用于鉴定醛。

[AgNH3

2]＋用于制造保温瓶和镜子镀银：（）2[AgNH32]＋+RCHO+3OH－——2Ag↓+RCOO－

+4NH3↑+2H2O（）第69页/共121页Ag+

与NH3，S2O32－，CN－等形成稳定程度不同的配离子：

Ag＋+2Cl－

——[AgCl2]－

K稳

=1.1×105Ag＋+2NH3——[AgNH32]－

K稳

=1.1×107（

）第70页/共121页AgCl可以很好地溶解在氨水中，AgBr能很好地溶解在Na2S2O3溶液中，而AgI可以溶解在KCN溶液中。Ag＋+2S2O3

2－——[AgS2O32]3－

K稳

=2.9×1013（

）Ag＋+2CN－——[AgCN2]－

K稳

=1.3×1021（

）第71页/共121页19―1―4金的化合物

金在473K下同氯气作用，得到反磁性的红色固体AuCl3。无论在固态还是在气态下，该化合物均为二聚体，具有氯桥结构：

金在化合态时的氧化数主要为＋3。AuClClClClAuClCl第72页/共121页

用有机物如草酸、甲醛或葡萄糖等可以将

AuCl3还原为胶态金。

在盐酸溶液中，可形成平面

[AuCl4]－，与Br－作用得到

[AuBr4]－，而同I－作用得到不稳定的AuI。

第73页/共121页

水合

Au2O3•H2O是通过往

[AuCl4]–溶液中加碱得到的，若用过量的碱反应则形成

[AuOH4]–

配离子。（）

在金的化合物中，+3氧化态是最稳定的。AuⅠ

化合物也是存在的，但不稳定，很容易转化为AuⅢ

。

（）

（）第74页/共121页

EӨ右

>EӨ左，Au＋转化成Au3＋和

Au的趋势很大：Au3＋Au＋

Au1.69V1.401V从金的元素电势图上看：3Au3+——Au++2Au第75页/共121页1锌副族元素单质的性质（1）物理性质

与过渡金属相比，锌副族元素的一个重要特点是熔、沸点较低。原因是锌副族元素的原子半径大，且次外层d轨道全充满，不参与形成金属键，故金属键较弱。19－2－1

锌副族元素单质19－2

锌副族元素第76页/共121页

由于汞原子6s轨道上的两个电子非常稳定，因此它的金属键更弱，其是熔点最低的金属。

汞既是唯一的室温下的液态金属，又是少见的气态时以单原子分子形式存在的金属元素。

汞可以溶解其他金属，形成类似于溶液的汞齐。第77页/共121页

汞齐在化学、化工和冶金中都有重要的用途，如钠汞齐与水作用，缓慢放出氢气，在有机化学中常用作还原剂。

此外，利用汞能溶解金、银的性质，在冶金中用汞来提炼这些金属。第78页/共121页

锌、镉、汞的化学活泼性随着原子序数的增大而递减，但比铜副族强。

（2）化学性质Zn＞Cd＞H＞Cu＞Hg＞Ag＞Au

化学活泼性：

锌、镉、汞的第一、第二电离能都比较小，第三电离能明显较大，因此锌副族的常见氧化态为＋2。第79页/共121页

镉与稀酸反应较慢，汞则完全不反应，但他们都能溶于稀硝酸。

纯锌在稀酸中反应极慢，当含有Ag，Co，

Cu等少量杂质时，加快反应进度。

汞与过量稀硝酸反应生成硝酸汞：

3Hg+8HNO3——

3HgNO32+2NO↑+4H2O（）第80页/共121页

但过量的汞与冷的稀硝酸反应得到的是硝酸亚汞：

6Hg+8HNO3——3Hg2NO32+2NO↑+4H2O（）锌是两性金属，能溶于强碱溶液：Zn+2NaOH+2H2ONa2[ZnOH4]+H2↑（）第81页/共121页

锌也能溶于氨水中形成配离子：

而同样是两性金属的铝，却不会发生氨溶反应。锌在加热情况下，可以与大部分非金属作用，与卤素在通常条件下反应较慢。Zn+4NH3+2H2O——[ZnNH34]2＋

+H2↑+2OH－（）第82页/共121页2锌副族元素的提取（1）锌的冶炼

闪锌矿经浮选得到含ZnS40∼60%

的精矿，加热焙烧使它转化为氧化锌：

2ZnS+3O2——2ZnO+2SO2

再把氧化锌和焦炭混合，在鼓风炉中加热至1373∼1573K：

2C+O2——2COZnO+CO——Zn（g）+CO2第83页/共121页

将生成的锌蒸馏出来，得到纯度为98%的粗锌，其中主要杂质为铅、镉、铜、铁等。

通过精馏将铅、镉、铜、铁等杂质除掉，得到纯度为99.9%的锌。第84页/共121页

也可将焙烧所得的氧化锌及少量的硫化物用稀硫酸浸取，使ZnO转化为ZnSO4。

调节溶液的

pH，使Fe，As，Sb

等杂质生成沉淀进入浸出渣中。

加入Zn粉，使上述溶液中的Cd，Cu

等杂质转化为金属进入残渣中。

最后以ZnSO4

作电解液，Al

为阴极，Pb为阳极进行电解，可得到纯度为99.99%的锌。第85页/共121页

镉主要存在于锌的各种矿石中，大部分是在炼锌时作为副产品得到的。（2）镉和汞的提取

由于镉的沸点比锌的沸点低，将含镉的锌加热到镉的沸点以上，锌的沸点以下的温度，镉先被蒸出得到粗镉。再将粗镉溶于HCl，用Zn置换，可以得到较纯的镉。第86页/共121页

汞常以辰砂形式存在。HgS与Fe作用，可以得到汞单质。HgS+Fe——Hg+FeS

HgS在空气中灼烧至600∼700℃：HgS+O2——Hg+SO2HgS与CaO作用，得到汞单质：

4HgS+4CaO——4Hg+3CaS+CaSO4

第87页/共121页19－2－2

锌和镉的化合物

锌和镉也存在

+1

化合物，但

Zn22＋，Cd22＋极不稳定，在水中立即歧化：

锌和镉化合物一般具有抗磁性，而且由于次外层d电子全部充满，不存在d－d跃迁，锌Ⅱ

的化合物经常是无色的。（）Cd22＋——Cd2＋

+Cd↓第88页/共121页1氧化物和氢氧化物CdO，ZnO也可由相应的碳酸盐、硝酸盐热分解而得到：

锌和镉分别在氧气中燃烧得到相应的氧化物。ZnCO3——ZnO+CO2↑△CdCO3——

CdO+CO2↑△第89页/共121页

ZnO俗名锌白，两性氧化物，纯

ZnO

为白色，加热变为黄色，其结构属硫化锌型。CdO由于制备方法的不同而显不同颜色，如镉在空气中加热生成褐色

CdO，250℃时氢氧化镉热分解则得到绿色CdO，其具有NaCl型晶体结构。第90页/共121页

氧化物的热稳定性依ZnO，CdO，HgO次序递减，ZnO，CdO较稳定，受热升华但不分解。CdO属碱性氧化物，而ZnO属两性氧化物。第91页/共121页

锌盐和镉盐溶液中加入适量强碱，得到相应的氢氧化物：ZnCl2+2NaOH——ZnOH2↓+2NaCl（）（）CdCl2+2NaOH——CdOH2↓+2NaCl第92页/共121页

氢氧化锌为两性物质，与强酸作用生成锌盐，与强碱作用得到锌酸盐：ZnOH2+2H＋

——Zn2＋

+2H2O（）（）（）ZnOH2+2OH－

——[ZnOH4]2－第93页/共121页

氢氧化镉也显两性，但偏碱性，只有在热、浓的强碱中才缓慢溶解。

氢氧化锌和氢氧化镉受热、脱水分别生成ZnO和CdO：（）ZnOH2——ZnO+H2O（）CdOH2——CdO+H2O

ZnOH2

的热稳定性强于CdOH2。（）（）第94页/共121页

在NH4＋存在下，ZnOH2，CdOH2

都可以溶于氨水形成配位化合物，而AlOH3

却不能，据此可以将铝盐与锌盐、镉盐加以区分和分离。

（

）

（

）（）ZnOH2

＋4NH3——[ZnNH34]2＋＋2OH–NH4＋（）（）CdOH2

＋4NH3——[CdNH34]2＋＋2OH–NH4＋（）（）第95页/共121页

2其它化合物

在含Zn2＋，Cd2＋的溶液中通入H2S气体，得到相应的硫化物，ZnS是白色的，CdS是黄色的。ZnS和CdS都难溶于水。ZnS能溶于0.1mol·L－1的盐酸，不溶于醋酸。第96页/共121页

往锌盐溶液中通入H2S气体，ZnS有可能沉淀不完全，

这主要是因为在生成沉淀过程中：[H+]增加，阻碍了ZnS进一步沉淀。Zn2++H2S——ZnS+2H+第97页/共121页CdS的溶度积更小，不溶于稀酸，但能溶于浓酸。ZnS不溶于醋酸。

通过控制溶液的酸度，可以用通入H2S气体的方法使Zn2+，Cd2+分离。第98页/共121页ZnS本身可做白色颜料，它同硫酸钡共沉淀形成的混合晶体ZnS•BaSO4，称为锌钡白或立德粉，是一种很好的白色颜料。其制备反应如下：CdS被称作镉黄，可用做黄色颜料。ZnSO4aq+BaSaq——ZnS•BaSO4↓（）（）第99页/共121页

因此，通过将ZnCl2溶液蒸干或加热含结晶水的ZnCl2晶体的方法，是得不到无水ZnCl2，只能得到碱式盐。ZnCl2

易潮解，吸水性很强，在水中溶解度极大，其溶液因

Zn2+

的水解而显酸性。Zn2＋+H2O——ZnOH＋

+H＋（）

ZnCl2•H2O——ZnOHCl+HCl↑（）△第100页/共121页

ZnCl2

在乙醇和其它有机溶剂中溶解性较好。ZnCl2+H2O——H[ZnCl2OH]（）（）

在ZnCl2

的浓溶液中，由于生成二氯•

羟合锌Ⅱ

酸而具有显著的酸性：第101页/共121页（）

二氯•羟合锌Ⅱ

酸能溶解金属氧化物，而不损害金属表面：（

）（）FeO+2H[ZnCl2OH]Fe[ZnCl2OH]2+H2O第102页/共121页1氧化数为＋1的化合物19－2－3

汞的化合物Hg2NO3

2

和Hg2Cl2等化合物，Hg

的氧化态是+1，

这类化合物被称为亚汞化合物。这类化合物是反磁性的，汞以Hg22＋形式出现。（）第103页/共121页Hg2Cl2为白色固体，难溶于水。少量的Hg2Cl2毒性较低，因味略甜，俗称甘汞。常被用来制作甘汞电极。Hg2Cl2

分子是直线型

Cl－Hg－Hg－Cl

形成Hg－Hg键时，6s1

电子结合成对，没有单电子存在。第104页/共121页

Hg2Cl2

见光分解，应保存在棕色瓶中。

Hg2Cl2——HgCl2+Hghv

将金属汞与氯化汞固体一起研磨，可得到氯化亚汞：

HgCl2+Hg——Hg2Cl2↓Hg2Cl2

与NH3

作用生成HgNH2Cl：

Hg2Cl2+2NH3——HgNH2Cl↓+Hg+NH4Cl（）（）第105页/共121页2氧化数为+2的化合物（1）氧化物和氢氧化物HgNO3

2溶液中加入强碱得到黄色HgO沉淀，晶体加热则得到红色HgO。（）

汞在氧气中燃烧也可以得到HgO。HgO由于晶粒大小不同而显不同颜色，黄色HgO颗粒要小些，但均属链状结构。第106页/共121页HgO的热稳定性远低于ZnO和CdO，在573K时发生分解：

汞盐与强碱反应，得到黄色HgO而得不到HgOH2：（）Hg2++2OH―——HgO+H2O2HgO——2Hg+O2573K第107页/共121页（2）硫化物

天然辰砂HgS是红色的。

在含有Hg2+

的溶液中通入H2S，得到黑色HgS：

黑色的HgS变体加热到659K可以转变为比较稳定的红色变体。Hg2＋

+H2S——HgS（黑色）+2H+