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无机化学

第19章铜、锌副族Chapter19CopperandZincfamily无机化学第19章铜、锌副族1基本内容和重点要求

ⅠB和ⅡB族元素通性

ⅠB和ⅡB族单质的物理性质和化学性质

ⅠB和ⅡB族元素的重要化合物本章重点要求掌握ds区元素的通性、化学性质和重要化合物基本内容和重点要求ⅠB和ⅡB族元素通性本章重点要求掌握ds219.1铜族元素1-1铜族通性

ⅠB族:CuAgAu周期元素价电子结构氧化态rI1升华热四Cu3d104s1+1、+2、+3117746340五Ag4d105s1+1、+2、+3134731285六Au5d106s1+1、+2、+313489038519.1铜族元素1-1铜族通性3IB与IA元素的对比:不同:(1)电子构型的不同。铜族元素次外层比碱金属多10个d电子。由于d电子屏蔽核电荷的作用较小,致使铜族元素的有效核电荷比相应的碱金属元素增大,核对价电子吸引力增强,第一电离能增大,活泼性比碱金属差。19.1铜族元素IB与IA元素的对比:19.1铜族元素4(2)铜族元素氧化态:+1、+2、+3三种这是由于铜族元素的(n-1)d

轨道与ns轨道能级差较小。因此,d电子也能参与成键,能形成大于族数的+2、+3氧化态化合物。它的多变价体现了过渡元素的特性。(3)化学活性:IB<IA这是由于标准电极电势比碱金属大。且金属活性从Cu→Ag→Au

依次降低(与碱金属相反)。∵Z*显著↗,起主导作用;r也↗,但次要,以致离子势↗,∴金属性降低(2)铜族元素氧化态:+1、+2、+3三种51-2铜族单质的物理性质和化学性质1物理性质

色泽:铜银金紫红色白色黄色

硬度:Cu、Ag、Au很柔软,有极好的延展性及可塑性,Au尤其如此。延展性好。1gAu能抽成长3.4km的丝,压成0.0001mm厚的薄片,可以辗压成只有230个原子厚的约1m2的薄片。

密度:密度大,为重金属,其中金的密度最大。导电性:导电性居金属前列,Ag第一,Cu第二,Au第三。19.1铜族元素1-2铜族单质的物理性质和化学性质19.1铜族元素61-2铜族单质的物理性质和化学性质1物理性质

能与许多金属形成合金:铜易与其它金属形成合金,铜合金,如:青铜(80%Cu、15%Sn、5%Zn)质坚硬,易铸;黄铜(60%Cu、40%Zn)广泛用作仪器零件;白铜(50~70%Cu、19~20%Ni、13~15%Zn)用作刀具等。19.1铜族元素1-2铜族单质的物理性质和化学性质19.1铜族元素719.1铜族元素2化学性质电势表中,三种金属的标准电极电势都大于氢,它们不溶于稀盐酸及稀硫酸中。但当有空气或配位剂存在时,铜能溶于稀酸和浓盐酸

2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O2Cu+8HCl(浓)=2H3[CuCl4]+H2↑19.1铜族元素2化学性质819.1铜族元素Cu在常温下不与干燥空气中的氧化合,加热时能产生黑色的氧化铜。Ag、Au在加热时也不与空气中的氧化合。在潮湿的空气中放久后铜的表面会慢慢生成一层铜绿:

2Cu+O2+H2O+CO2=Cu(OH)2·CuCO3Ag、Au则不发生这个反应。Cu、Ag能和H2S、S反应:

4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2OAu则不能19.1铜族元素Cu在常温下不与干燥空气中的氧化合,加热919.1铜族元素

Cu与Ag不溶于非氧化性酸,能与硝酸、热浓硫酸作用。Au+4HCl+HNO3=H[AuCl4]

+NO+2H2OCu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O19.1铜族元素Cu与Ag不溶于非氧化性酸,能与硝酸102Ag+2H2SO4(浓)=Ag2SO4+SO2↑+2H2OAg+2HNO3(65%)=AgNO3+NO2↑+H2OAu只能溶于王水中。硝酸作为氧化剂,盐酸作为配位剂:Au+HNO3+4HCl=H[AuCl4]+NO↑+2H2O2Ag+2H2SO4(浓)=Ag2SO4+SO2↑1119.1铜族元素1-3铜族元素的存在和冶炼铜主要以游离单质或硫化物存在地壳中。此外,还有碳酸盐、氧化物、氯化物矿等。我国江西有较大的铜矿。如:辉铜矿(Cu2S),黄铜矿(CuFeS2),赤铜矿(Cu2O),黑铜矿(CuO),孔雀石(Cu(OH)2·CuCO3)银主要以游离态或硫化物存在;金主要以游离态存在(自然金)。一、存在和冶炼19.1铜族元素1-3铜族元素的存在和冶炼铜主要以游12一、存在和冶炼铜矿硫化物矿:辉铜矿(Cu2S),黄铜矿(CuFeS2),斑铜矿(Cu2FeS4)氧化物矿:赤铜矿(Cu2O),孔雀石(CuCO3·Cu(OH)2)。银矿闪银矿(Ag2S)

金Au主要以游离态存在,岩脉金矿,冲积金自然界主要矿物1-3铜族元素的存在和冶炼一、存在和冶炼铜矿硫化物矿:辉铜矿(Cu2S),黄铜矿13大学无机化学第19章-铜副族和锌副族课件14电解精炼阳极(粗铜):Cu=Cu2++2e

阴极(纯铜):Cu2++2e=Cu电解反应Cu(粗铜)===Cu(纯铜)二、金属冶炼铜矿石富集沸腾炉焙烧反射炉制冰铜转炉制粗铜电解精炼铜的冶炼有关冶炼反应焙烧:2CuFeS2+O2===Cu2S+2FeS+SO2制冰铜:2FeS+3O2===2FeO+2SO2

FeO+SiO2===FeSiO3

mCu2S+nFeS==mCu2S·nFeS(冰铜)制粗铜:2Cu2S+3O2===2Cu2O+2SO22Cu2O+Cu2S===6Cu+SO2↑比铜活泼的金属杂质溶解于溶液中比铜不活泼的金属杂质沉于阳极泥中富集用浮选法923-1073K1773-1823K高温吹入空气电解精炼阳极(粗铜):Cu=Cu2++2e二、金属冶炼15浸取:4Au+8NaCN+2H2O+O2=4Na[Au(CN)2]+4NaOH4Ag+8NaCN+2H2O+O2=4Na[Ag(CN)2]+4NaOHAg2S+4NaCN=2Na[Ag(CN)2]+Na2S还原:2Na[Au(CN)2]+Zn=2Au+Na2[Zn(CN)4]2Na[Ag(CN)2]+Zn=2Ag+Na2[Zn(CN)4]银Ag

金Au湿法冶炼Ag和AuNaCN溶液浸取矿物往浸取液中加放锌粉还原锌粉有关反应:浸取:4Au+8NaCN+2H2O+O2=4Na[Au(CN161-4铜族元素的重要化合物一、铜的化合物1.Cu(I)的化合物Cu2O氧化亚铜CuO氧化铜Cu在空气中加热在氧气中燃烧>1273K高温下稳定性:Cu2O>CuO均难溶于水(1)Cu2O

制备在0.1MCuSO4中加入6MNaOH至生成沉淀刚好溶解完,然后加入乙醛溶液1ml,加热。现象:溶液生成红色沉淀Cu2++4OH-=[Cu(OH)4]2-△2[Cu(OH)4]2-+CH2OH(CHOH)4CHO=Cu2O↓+4OH-+CH2OH(CHOH)4COOH+2H2O医生用此法可检验糖尿病1-4铜族元素的重要化合物一、铜的化合物1.Cu(I)17性质Cu2O是红色固体,不溶于水,Cu2O对热稳定,溶于稀硫酸,并立即歧化,析出铜单质,溶于氨水生成不稳定的无色配合物,易氧化为蓝色氨合物。Cu2O+H2SO4=Cu2SO4+H2OCu2SO4=CuSO4+Cu醋酸二氨合铜(Ⅰ)是可溶性配合物,合成氨工业常用它来吸收对催化剂有毒的CO气体:加压降温[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO===================Cu2O+4NH3·H2O=2[Cu(NH3)2]++2OH-+3H2O4[Cu(NH3)2]++8NH3·H2O+O2=(应用于除去气体中的氧)

4[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O+H2O性质Cu2O是红色固体,不溶于水,Cu2O对热稳定,溶于稀硫18[Cu(NH3)2]Ac

+CO+NH3=[Cu(NH3)3]Ac·CO醋酸二氨合铜(Ⅰ)[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3减压,加热(2)卤化亚铜(CuX或Cu2X2)

CuClCuBrCuI颜色白白白溶解性不溶不溶不溶CuF易歧化,未曾制得纯态。[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3=[Cu(19制取CuCl:卤化亚铜(CuX或Cu2X2)2.用水稀释Cu2++Cu+4Cl-

2[CuCl2]-1.在热、浓HCl溶液中,用Cu粉还原CuCl2总反应:Cu2++Cu+2Cl-

2CuCl2[CuCl2]-

2CuCl(白色)+2Cl-CuCl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)制取CuCl:卤化亚铜(CuX或Cu2X2)2.用水稀释20

卤化亚铜

硫酸铜溶液中加入KI溶液→CuI2Cu2+

+4I‾=2CuI↓白色

+I2

通入SO2可使I2褪色I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI生成的I2也可用硫代硫酸钠除去:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-CuCl2和CuBr2与还原剂如SO2、SnCl2等作用→

CuCl和CuBr

2CuCl2+SO2+2H2O=2CuCl↓+H2SO4+2HCl卤化亚铜2119.1铜族元素(3)硫化亚铜

2Cu+S=Cu2S(黑色)2Cu2+

+2S2O32‾+2H2O=Cu2S↓+S↓+2SO42‾+4H+2.Cu(Ⅱ)的化合物(1)氧化铜和氢氧化铜CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓(浅蓝色)+Na2SO4Cu(OH)2==CuO+H2O19.1铜族元素(3)硫化亚铜2.Cu(Ⅱ)的化合2219.1铜族元素CuO是碱性氧化物,易被还原3CuO+2NH3=3Cu+3H2O+N2

Cu(OH)2微显两性Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O

Cu(OH)2+2NaOH=Na2[Cu(OH)4]

四羟基铜酸钠,亮蓝色19.1铜族元素CuO是碱性氧化物,易被还原23

(2)卤化铜(CuX2,X=Cl、Br)

CuF2CuCl2CuBr2

颜色白黄氯棕黑溶解性微溶溶溶无CuI22CuSO4+2NH3·H2O=(NH4)2SO4+Cu2(OH)2SO4↓Cu2(OH)2SO4+8NH3=2[Cu(NH3)4]

2++2OH‾+SO42‾

深蓝色,可溶解纤维19.1铜族元素(2)卤化铜(CuX2,X=Cl、Br)2CuSO24CuO+2HCl=CuCl2+H2OCuX2随阴离子变形性增大,颜色加深。无水CuCl2为棕黄色固体,是共价化合物,易溶于水、乙醇和丙酮等,结构为链状:19.1铜族元素CuO+2HCl=CuCl2+H2O19.125无水CuCl2为棕黄色固体,是共价化合物盐类氯化铜(CuCl2)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。[CuCl4]2-+4H2O[Cu(H2O)4]2++4Cl-(黄色)(浅蓝色)无水CuCl2为棕黄色固体,是共价化合物盐类氯化铜(CuC2619.1铜族元素

773K2CuCl2====2CuCl+Cl2↑[CuCl4]2-+4H2O[Cu(H2O)4]2++4Cl-(黄色)(浅蓝色)CuCl2在很浓的溶液中显黄绿色,在浓溶液中显绿色,在稀溶液中蓝色,黄色是有[CuCl4]2-配离子的存在,而蓝色是由于[Cu(H2O)4]2+,两者并存时显绿色。CuCl2与碱金属卤化物反应生成M[CuCl3]或M2[CuCl4]型配盐,与盐酸反应生成配酸H[CuCl4]。19.1铜族元素773K[CuCl4]227(3)硫酸铜铜与浓硫酸反应氧化铜或氢氧化铜与稀硫酸反应CuSO4CuSO4

为蓝色,味苦,俗称蓝矾、胆矾或苦矾,是重要的试剂和杀菌剂。CuSO4·5H2O受热失水分解铜与稀硫酸在充足的氧气中反应波尔多液:

CuSO4·5H2O׃CaO׃H2O=1׃1׃100CuSO4·5H2O的结构可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O,平面结构:(3)硫酸铜铜与浓硫酸反应氧化铜或氢氧化CuSO4CuSO428无水硫酸铜是白色粉末,不溶于乙醇和乙醚,具有很强的吸水性,吸水后显特征的蓝色,可利用这一性质检验乙醚、乙醇等有机溶剂中的微量水分,也可用作干燥剂。硫酸铜在水溶液中会发生水解而显酸性:2CuSO4+H2OCu2(OH)SO4++HSO4-Cu2++H2O=Cu(OH)++H+因此配制硫酸铜溶液须加酸抑制水解。硫酸铜的用途工业农业电镀、电池、印染、染色木材保存、制颜料等制“波尔多”溶液,用于杀虫灭菌,加入贮水池中可防止藻类生长波尔多液配方:CuSO4·5H2O:CaO:H2O=1:1:100无水硫酸铜是白色粉末,不溶于乙醇和乙醚,具有很强的吸水性,吸2919.1铜族元素(4)硫化铜CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4

CuS,黑色,不溶于水,也不溶于稀酸,但溶于热稀硝酸,也溶于KCN溶液:3CuS+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+3S↓+4H2O2CuS+10CN‾=2[Cu(CN)4]3‾+(CN)2↑

+2S2‾19.1铜族元素(4)硫化铜3019.1铜族元素(5)配合物Cu2+为d9型,可形成配位数2、4、6的配离子

Cu(Ⅱ)配离子有变形八面体或平面正方形,变形八面体有时也用平面正方形描述。如:[Cu(H2O)4]2+,[Cu(NH3)4]2+,[CuCl4]2‾19.1铜族元素(5)配合物31配合物Cu(I)Cu(II)常见配位数24主要配合物[CuCl2]-[Cu(SCN)2]-

[Cu(NH3)2]+[Cu(S2O3)2]3-

[Cu(CN)2]-[Cu(H2O)4]2+

[CuCl4]2-[Cu(NH3)4]2+配合物Cu(I)Cu(II)常见配位数24主要配合物[CuC32铜配合物Cu(CN)43-CuCl42-Cu(H2O)42+Cu(OH)42-Cu(NH3)42+一价铜配合物一般是无色的,配位数为2-4,卤素、氨的配合物稳定性较差,但四氰合铜(Ⅰ)非常稳定。2CuS+10CN-=2[Cu(CN)4]3-+2S2-+(CN)2↑由于Cu2+离子的轨道未占满电子,因而它比Cu+更容易形成配合物,并且呈现较深的颜色。它的配位数为4。纤维素纤维素溶液水或酸铜氨溶液可溶解纤维素铜配合物Cu(CN)43-CuCl42-Cu(H2O)42+333、Cu(Ⅱ)与Cu(Ⅰ)的相互转化Cu(Ⅰ)Cu(Ⅱ)价层电子构型3d103d9固态稳定性>(1)Cu(Ⅱ)与Cu(Ⅰ)的稳定性比较电荷+1<+2半径/pm96>72离子Cu+Cu2+水合焓/(kJ·mol-1)-593>-2121溶液中稳定性<由于Cu(Ⅰ)固态、高温状态稳定,所以存在有CuCl、Cu2S、Cu2O等化合物。3、Cu(Ⅱ)与Cu(Ⅰ)的相互转化Cu(Ⅰ)34从离子结构看,Cu+的结构是3d10,应该比Cu2+(3d9)稳定。气态时Cu+的化合物是稳定的;但,水溶液中,Cu2+水合热比Cu+的大,即Cu+在溶液中是不稳定的。酸性溶液中,Cu+歧化:2Cu+=Cu2++Cu(s)从离子结构看,Cu+的结构是3d10,应该比Cu2+(335即平衡时,[Cu2+]占绝对优势。即平衡时,[Cu2+]占绝对优势。36(2)Cu(Ⅱ)与Cu(Ⅰ)的相互转化2Cu+Cu2++CuK=1.2×106在酸性溶液中,Cu+易发生歧化使Cu(Ⅱ)Cu(Ⅰ)

有还原剂存在

生成Cu(Ⅰ)的难溶物或配离子(2)Cu(Ⅱ)与Cu(Ⅰ)的相互转化2Cu+37(2)Cu(Ⅱ)与Cu(Ⅰ)的相互转化2Cu2++4I-

2CuI(白色)+I22Cu2++4CN-=

2CuCN(白色)+(CN)2

2Cu2++SO2+2Cl-+2H2O=2CuCl+SO42-+4H+

KCN过量

CuCN+(x-1)CN-=Cu(CN)x]1-X(x=2~4)高温状态:

4CuO=2Cu2O+O2(2)Cu(Ⅱ)与Cu(Ⅰ)的相互转化2Cu2++438CuSO4溶液过一会后开始有什么现象?加入过量NaCN溶液有什么变化?加入NaCN溶液最终产物是什么?生成棕黄色的Cu(CN)2↓最终产物是无色的Na3[Cu(CN)4]棕黄色沉淀很快分解为白色CuCN↓并放出(CN)2气体CuSO4过一会后开始有什么现象?加入过量NaCN溶液有什么394、Cu2+的鉴定——在酸性或中性溶液中,用K4[Fe(CN)6]试剂2Cu2++[Fe(CN)6]4-=

Cu2[Fe(CN)6]

红褐色4、Cu2+的鉴定——在酸性或中性溶液中,2Cu2++[40二、银的化合物1、氧化银AgNO3AgOH白Ag2CO3白Ag2O暗棕色NaOHNa2CO3-H2O-CO2有关反应:AgNO3+NaOH=AgOH+NaNO32AgOH==Ag2O+H2O2AgNO3+Na2CO3=Ag2CO3+2NaNO3Ag2CO3==Ag2O+CO2↑Ag2O的性质氧化银不溶于水,呈暗棕色,由于它的生成热很小,很不稳定,容易被还原为金属银

573K2Ag2O====4Ag+O2↑Ag2O+CO=2Ag+CO2Ag2O+H2O2=2Ag+H2O+O2↑Ag2O极易溶于硝酸或氨水溶液生成硝酸盐或银氨离子。极不稳定二、银的化合物1、氧化银AgNO3AgOH白Ag2CO3白A412、硝酸银制备3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O或:Ag+2HNO3(浓)=AgNO3+NO2↑+H2O提纯硝酸银是实验室最常用的可溶性银盐

713K2AgNO3=====2Ag+2NO2↑+O2↑473K2Cu(NO3)2====2CuO+4NO2↑+O2↑AgNO3Cu2(NO3)2AgNO3CuO473K沉淀CuO滤液AgNO3溶解过滤纯AgNO3重结晶硝酸银见光受热会分解,因此必须保存于棕色瓶和避光阴凉处2AgNO3=====2Ag+2NO2↑+O2↑原理步骤想一想:为了充分利用硝酸,应当采用浓硝酸还是稀硝酸?2、硝酸银制备3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑42固体AgNO3或其溶液都是强氧化剂,即使在室温下,许多有机物都能将它还原成黑色银粉。如AgNO3遇到蛋白质即生成黑色蛋白银,所以皮肤或布与它接触都会变黑。

A0

(Ag+/Ag)=0.779V10%的硝酸银溶液在医药上作消毒剂。大量的硝酸银用于制造照相底片上的卤化银。非常重要的化学试剂AgNO3固体AgNO3或其溶液都是强氧化剂,即使在室温下,许多有机物43硝酸银

.制取:

Ag+2HNO3(65%)=AgNO3+NO2+H2O.性质: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2AgNO32Ag+2NO2+O2ΔAgNO3应保存在棕色瓶中具有氧化性,遇微量有机物被还原为Ag.用途:主要用于照相制造溴化银乳剂、分析试剂硝酸银.制取:Ag+2HNO3(65%)=AgN443、卤化银制备Ag2O+2HF====2AgF+H2OAg+X-AgClAgBrAgI+白↓浅黄↓黄↓AgF是离子晶体,易溶于水,其它卤化物均不溶于水,随卤离子的半径增大溶解度变小,颜色加深。这是由于阴阳离子的相互极化作用引起的卤化银的感光性AgBr=====Ag+Br光卤化银大量用于制感光材料,从胶片到相片的过程可表示如下图所示感光潜影定影显影显影剂是一种还原剂,如对苯二酚,反应如下:HO——OH+2AgBr==2Ag+O==O+2HBr经过显影后,随着银的生成,逐渐显出影像经过显影后,随着银的生成,逐渐显出影像定影剂的主要成分是硫代硫酸钠,多余的卤化银在定影剂中被溶解掉,以保证影片清昕,反应如下:AgBr+2S2O32-=[Ag(S2O3)2]3-+Br-3、卤化银制备Ag2O+2HF====2AgF+454、银的配合物Ag(CN)2-Ag(NH3)2+Ag(S2O3)23-AgCl2-K稳=4.5×105K稳=1.12×107K稳=2.88×1018K稳=1.0×1021Ag+

价电子层结构:4d105s0

由于电子层全充满,所以它容易形成配合物,配合物一般是无色的,银氨溶液用于进行银镜反应2Ag(NH3)2++RCHO+2OH-==RCOONH4

+2Ag+3NH3+H2ONa2S2O3用于做定影液,

Ag(CN)2-用于湿法提银和电镀。4、银的配合物Ag(CN)2-Ag(NH3)2+Ag(S2O4619.1铜族元素

配合物

Ag+易与NH3、S2O32‾、CN‾

等形成络离子

Ag++2Cl‾⇌[AgCl2]‾Ag++2NH3⇌[Ag(NH3)2]+Ag++2S2O32‾⇌[Ag(S2O3)2]3‾Ag++2CN‾⇌[Ag(CN)2]‾AgClAgBrAgI浓氨水易溶微溶不溶Na2S2O3溶液易溶易溶微溶KCN溶液易溶易溶易溶银镜反应2[Ag(NH3)2]++RCHO+2OH‾=RCOONH4+2Ag+3NH3+H2O19.1铜族元素配合物47配合物

过量NH3过量Na2S2O3过量KCNAgCl溶溶溶AgBr微溶溶溶AgI不溶微溶溶溶解产物[Ag(NH3)2]+[Ag(S2O3)2]3-[Ag(CN)2]-

K1.12×1072.88×10181.26×1021配离子稳定性增大稳具有弱氧化性2[Ag(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NH3过量Na2S2O3过量KCNAgCl溶溶48配合物

过量NH3过量Na2S2O3过量KCNAgCl溶溶溶AgBr微溶不溶不溶AgI不溶微溶溶溶解产物[Ag(NH3)2]+[Ag(S2O3)2]3-[Ag(CN)2]-

K1.12×1072.88×10181.99×1038配离子稳定性增大f为电镀液的主要成分[Ag(CN)2]-+e-→

Ag+2CN-电镀效果好,但有剧毒,现逐渐用[Ag(SCN)2]-

代替配合物过量NH3过量Na2S2O3过量KCNAgCl溶溶495、银的常见难溶盐Ag2S(黑色)Ksp=1.6×10-49

Ag2CrO4(红色)Ksp=9×10-12AgI(黄色)Ksp=1.5×10-16Ag2SO4(白色)Ksp=1.6×10-5大部分的银盐都是难溶盐,Ag2S最难溶利用难溶盐的颜色可以进行各种阴离子的鉴定分析上用铬酸盐作为硝酸银滴定氯离子的终点指示剂5、银的常见Ag2S(黑色)Ksp=1.6×15019.1铜族元素

卤化银

Ag++X‾=AgX↓

AgFAgClAgBrAgI白色白色

淡黄黄色可溶难溶难溶难溶

X‾离子变形性增大银的化合物颜色加深电子跃迁愈易吸收波长向长波方向移动AgF制备

Ag2O+2HF=2AgF+H2OAgCl、AgBr、AgI均不溶于稀硝酸,都具有感光性AgBr==Ag+Brhυ19.1铜族元素卤化银银的化合物颜色加深电子跃迁愈易吸5119-1-3银的重要化合物卤化银AgXAgFAgClAgBrAgI颜色白白浅黄黄溶解性溶于水难溶于水键型离子共价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

2AgX2Ag+X2日光19-1-3银的重要化合物卤化银AgXAgFAgClAgBr52卤化银敷有AgBr照相底片(亮)感光多(暗)感光少曝光发生反应:AgBrAg(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)感光少曝光发生反53卤化银敷有AgBr照相底片(物亮)感光多(物暗)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(物亮)感光多(物暗)感光少曝光A54卤化银敷有AgBr照相底片(物亮)感光多(物暗)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+2S2O32-

[Ag(S2O3)2]3-+Br-

亮,Ag多,底片黑暗,Ag少,底片亮定影卤化银敷有AgBr照相底片(物亮)感光多(物暗)感光少曝光A55卤化银敷有AgBr照相底片(物亮)感光多(物暗)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。卤化银敷有AgBr照相底片(物亮)感光多(物暗)感光少曝光A565.Ag+的鉴定

K2CrO42Ag++CrO42-

Ag2CrO4

(砖红色)KCl、NH3、HNO3AgCl+2NH3·H2O=

[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O[Ag(NH3)2]++Cl-+2H+

=AgCl+2NH4+(白色)Ag++Cl-

AgCl(白色)5.Ag+的鉴定K2CrO42Ag++CrO42-57(1)物理性质

ⅠA族熔点、沸点、硬度均较低;而ⅠB族熔点、沸点较高,且导电、导热、延展性好。(2)化学活性和性质变化规律ⅠA族性质活泼,且从上到下活泼性增加,是强还原剂,可从水中置换出氢气;ⅠB族性质不活泼,从上到下活泼性降低,不能从水和稀酸中置换出氢气。(3)化合物特征ⅠA族化合物多为可溶无色离子型,且氢氧化物为强碱;而ⅠB族化合物具较明显共价性,多数有颜色,且氢氧化物碱性较弱。(4)配位能力19-1-5铜族元素与碱金属元素的对比(1)物理性质19-1-5铜族元素与碱金属元素的对比58第19章铜副族和锌副族§2锌副族元素第19章铜副族和锌副族§2锌副族元素592-1锌副族元素概述ds区ⅡB族ZnCdHg锌铬汞价层电子构型3d104s24d105s25d106s2主要氧化数+2、+1+2、+1+2、+1E(M2+/M)/V-0.7626-0.4030.8535A金属活泼性减弱在自然界主要以氧化物、硫化物存在重要的矿石有:闪锌矿(ZnS)、

红锌矿(ZnO)、菱锌矿(ZnCO3)离子极化力、变形性增强,其化合物溶解度减小。2-1锌副族元素概述ds区ⅡB族ZnCdHg锌铬汞价层电60Zn2+

Zn

-0.7626Cd2+

Cd22+Cd

>-0.6<-0.2Hg2+

Hg22+Hg

0.9110.7960E/VA

易发生:Hg2++Hg→Hg22+

通性Zn2+Zn-61§

2锌族元素2.1锌族元素通性

ⅡB族:ZnCdHg周期元素价电子结构氧化态rI1升华热四Zn3d104s2+2125906131五Cd4d105s2+214168112六Hg5d106s2+1、+2144100762S电子与d电子电离势差较大§2锌族元素2.1锌族元素通性周期元素价电子结构氧62§2

锌族元素2.1锌族元素通性ⅡB族与ⅡA族比较:

锌族元素活泼性不如碱土金属锌族元素活泼性次序从上到下降低,而碱土金属活性从上到下增强同周期比较,锌族比铜族活泼

活泼性

Zn>Cu,Cd>Ag,Hg>Au

锌族和铜族金属活性次序:Zn>Cd>H>Cu>Hg>Ag>Au+1价汞常以Hg22+稳定存在

:[―Hg׃Hg―]2+2.2锌族单质的物理性质和化学性质低熔点、低沸点,低于铜族和碱土金属从上到下熔点、沸点依次降低汞是常温下唯一的液态金属,有流动性;汞能溶解许多金属形成汞齐

§2锌族元素2.1锌族元素通性ⅡB族与ⅡA族比较:63锌族重要反应:§2

锌族元素2.2锌族单质的物理性质和化学性质锌族重要反应:§2锌族元素2.2锌族单质的物理性64§2

锌族元素2.2锌族单质的物理性质和化学性质§2锌族元素2.2锌族单质的物理性质和化学性质65反应举例:4Zn+2O2+3H2O+CO2=ZnCO3·3Zn(OH)23Hg+8HNO3=3Hg(NO3)2+2NO+4H2O6Hg+8HNO3=3Hg2(NO3)2+2NO+4H2O过量的汞Zn+2NaOH+2H2O=Na2[Zn(OH)4]+H2↑锌是两性金属Zn+4NH3+2H2O=[Zn(NH3)4]2++H2↑+2OH¯§2

锌族元素2.2锌族单质的物理性质和化学性质2.3锌族存在和冶炼闪锌矿焙烧制锌2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2

2C+O2=2COZnO+CO=Zn+CO2辰砂焙烧或与石灰共热制汞HgS+O2=Hg+SO2

4HgS+4CaO=4Hg+3CaS+CaSO4反应举例:§2锌族元素2.2锌族单质的物理性质和化662.4锌族重要化合物氧化物和氢氧化物

锌、镉、汞与氧反应或碳酸盐热解均可得到氧化物

ZnOCdOHgO颜色白色棕灰红色或黄色水溶性不溶不溶不溶热稳定性稳定稳定分解

2HgO==2Hg+O2§2

锌族元素锌盐或镉盐与强碱作用可得到对应氢氧化物

ZnCl2+2NaOH=Zn(OH)2↓+2NaClCdCl2+2NaOH=Cd(OH)2↓+2NaCl2.4锌族重要化合物§2锌族元素锌盐或镉盐与强碱作67§2

锌族元素汞盐与碱作用,得到的是黄色的HgO

Hg2++2OH‾=HgO↓+H2OZn(OH)2是两性氢氧化物Zn(OH)2+2H+=Zn2++2H2OZn(OH)2+2OH‾=Zn(OH)42‾2H2OZn2++2OH‾Zn(OH)22H++Zn(OH)42‾Zn(OH)2离解平衡Zn(OH)2和Cd(OH)2可溶于氨水Zn(OH)2+4NH3=[Zn(NH3)4]2++2OH¯Cd(OH)2+4NH3=[Cd(NH3)4]2++2OH¯锌、镉、汞的氧化物和氢氧化物都是共价型化合物,共价性依次增强§2锌族元素汞盐与碱作用,得到的是黄色的HgO2H2O68§2

锌族元素硫化物

Zn2+、Cd2+、Hg2+溶液中通入H2S生成相应硫化物沉淀

ZnSCdSHgS

白黄黑稀酸可溶不溶不溶CdS可溶于浓酸,HgS是溶解度最小的金属硫化物,只溶于王水

3HgS+12HCl+2HNO3=3[HgCl4]2‾

+6H++3S↓+2NO↑+2H2O

HgS还可溶于浓Na2S溶液中,生成二硫合汞酸钠:

HgS+Na2S(浓溶液)=Na2[HgS2]

ZnS与BaSO4共结晶得锌钡白(立德粉):

ZnS(溶液)+BaSO4(溶液)=ZnS·BaSO4↓§2锌族元素硫化物69§2

锌族元素卤化物(1)氯化锌ZnCl2在水中可水解:ZnCl2+H2O=Zn(OH)Cl+HCl↑

在浓溶液中生成络合酸-----羟基二氯络锌酸,该酸能溶解金属氧化物ZnCl2+H2O=H[ZnCl2(OH)]FeO+2H[ZnCl2(OH)]=Fe[ZnCl2(OH)]2+H2O(2)氯化汞HgCl2

白色针状,微溶于水;有毒,医院手术刀常用消毒剂

HgO溶于盐酸或HgSO4与NaCl作用均可制得HgCl2

HgSO4+2NaCl=HgCl2+Na2SO4§2锌族元素卤化物70§2

锌族元素HgCl2在水中稍有水解

HgCl2+H2O=Hg(OH)Cl+HClHgCl2可与氨水作用

HgCl2+2NH3=Hg(NH2)Cl↓+NH4Cl

白色在酸性溶液中是强氧化剂2HgCl2+SnCl2+2HCl=H2SnCl6+2Hg2Cl2↓白色Hg2Cl2+SnCl2+2HCl=H2SnCl6+2Hg↓

黑色

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