《无机化学》课件-第19章 铜副族元素和锌副族元素

第19

章铜、锌副族元素铜副族元素锌副族元素19.1铜副族元素铜副族（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）铜

Cu

铜在地壳中的质量分数为

0.005

%第26位单质铜黄铜矿CuFeS2

辉铜矿Cu2S黑铜矿CuO赤铜矿Cu2O银

Ag

银在地壳中的质量分数为

7

10－6%单质银闪银矿Ag2S角银矿AgCl金

Au

金在地壳中的质量分数为

1.1

10－7%

单质金，以极分散形式分布于岩石中（1）物理性质

铜副族元素属于重金属元素，金黄色银白色铜红色19.1.1铜副族元素单质1.铜副族元素单质的性质

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。

铜副族单质密度较大；熔点沸点较高；硬度较小；延展性好。特别是金的延展性极好。

例如：1g金可抽3km长的丝；

金银铜皆可制成器皿。

可压成极薄的金箔，

1000张的总厚度为0.1mm。

铜副族单质易生成合金，如金汞齐，银汞齐；黄铜白铜青铜Cu-Zn合金

Cu-Ni合金

Cu-Zn-Sn

合金IB族元素化学活性明显不如

IA族，见电极电势的数值：（2）化学性质Cu0.521K－2.931Ag0.7996Rb－2.98Au1.692Cs－3.026E⊖（M+/M）/VE⊖（M+/M）/V

2Cu+O2——2CuOCu在常温下不与干燥空气中的

O2反应，加热时生成黑色的CuOAu，Ag加热时也不与空气中的O2反应。Cu在常温下与潮湿的空气反应，生成绿色

CuOH2•CuCO3（）

2Cu+O2+H2O+CO2

——

CuOH2•CuCO3（）

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

黑色薄膜而失去银白色光泽。Cu，Ag，Au不与非氧化性的酸，如稀盐酸、稀硫酸反应而放出氢气。Ag不溶于氢氟酸。Cu可以与氧化性酸如

HNO3，浓

H2SO4

反应。Cu+4HNO3（浓）

——

CuNO32+2NO2↑+2H2O（）3Cu+8HNO3（稀）

——

3CuNO32+2NO↑+4H2O（）Cu与浓

H2SO4

反应需要加热，且只有当温度超过270℃

时才有

SO2气体生成。Cu+2H2SO4（浓）

——

CuSO4+SO2+2H2O

270℃Cu，Ag，Au在碱中稳定。Au只能溶于王水中Au+HNO3+4HCl——

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。

在

NaCN溶液中，Cu可以置换出

H2

2Cu+8CN－+

2H2O——2[CuCN4]3－

+2OH－

+H2↑（）

与氨水共存时，Cu可以被空气中的

O2氧化。

2Cu+8NH3+

O2+

2H2O——2[CuNH3

4]2++4OH－

（）

与

NaCN溶液共存时，Au和

Ag单质可以被空气中的

O2氧化。

4Ag+O2+8CN－

+2H2O——

4[

AgCN2]－

+4OH－（）

4Au+O2+8CN－

+2H2O——

4[

AuCN2]－

+4OH－（）（1）铜的冶炼2.铜副族元素的提取

从黄铜矿CuFeS2中提取的Cu第一步是焙烧：

2CuFeS2+O2

——Cu2S+2FeS+SO2

将焙烧过的矿石与沙子混合，在反射炉中加热到1273K左右2FeS+3O2

——2FeO+2SO2

因其密度小而浮在上层。

FeO+SiO2

——FeSiO3FeO与SiO2形成熔渣FeSiO3Cu2S和剩余的FeS熔融在一起形成

“

冰铜

”，它的密度较大，沉于下层。

将熔融的冰铜和二氧化硅置于转炉中，吹入加压的空气熔炼。

冰铜中的FeS进一步转化

FeO并与SiO2形成熔渣。

冰铜中的Cu2S发生如下变化得到粗铜：2Cu2O+Cu2S——6Cu+SO2↑2Cu2S+3O2

——2Cu2O+2SO2

工业上采用电解法精炼粗铜。

以粗铜为阳极、纯铜为阴极，CuSO4

和H2SO4溶液为电解质，可得99.95%的金属铜。阳极反应

Cu（粗铜）——Cu2++2e—

阴极反应

Cu2++2e—

——Cu（精铜）以游离态和以化合态的银都可以用氰化钠浸取：

4Ag

+

8CN－

+2H2O+O2

——

4[

AgCN2]－

+4OH－

（）2[

AgCN2]－+Zn——

[

ZnCN4]2－+2Ag（）（）（2）银和金的提取

闪银矿Ag2S，角银矿AgCl的处理就有所不同，生成[AgCN

2]－的反应如下：（）Ag2S+4NaCN——2Na[

AgCN2

]+Na2S（）AgCl+2CN－

——[

AgCN

2

]－

+2Cl－（

）

金以单质形式分散在矿石中，炼金首先要将金矿石磨碎。

有两种处理金矿石粉的方法，曾在黄金矿业中使用。

之后加热将汞齐中的汞蒸发掉，得海绵金。

一种是汞齐法提金，用汞处理掺水粉碎的矿石粉，生成金汞齐。

这种方法的致命缺点是严重污染环境。

目前这种方法已经被严令禁止使用。

另一种方法是氰化法提金，用NaCN溶液浸取矿粉，将金溶出：

4Au

+

8CN－

+2H2O+O2

——

4[

AuCN2]－

+4OH－

（

）

用Zn还原[

AuCN2]－得Au（）2[

AuCN2]－+Zn——

[

ZnCN4]2－+2Au（）（）

也可以直接电解还原[

AuCN2]－（

）[

AuCN2]－+e－

——Au+2CN－（）

阴极主要反应

最后电解精炼，得较纯的金。CN－

+2OH－－2e－——CNO－

+H2O

阳极主要反应2CNO－

+4OH－－6e－

——2CO2+N2+2H2O1.氧化数为+1的化合物

（1）氧化物和氢氧化物19.1.2铜的化合物

氧化亚铜可以通过在碱性介质中还原

CuⅡ

化合物得到。（）

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－（

）（

）（

）

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。

实验室里，Cu2O

可由

CuO

热分解得到4CuO——2Cu2O＋O2

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：

4Cu2＋＋8OH－＋N2H4

——

2Cu2O＋N2

＋6H2O

Cu2O

呈弱碱性，溶于稀酸，并立即歧化为

Cu

和

Cu2＋：

Cu2O+2H＋

——

Cu＋

+Cu2＋

+H2O

Cu2O

十分稳定，在

1235℃

熔化但不分解。

Cu2O+4NH3

+H2O——

2[Cu

NH3

2]＋

+2OH－（）

Cu2O

溶于氨水，生成无色的络离子：

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，先生成黄色的CuOH沉淀，但沉淀很快变为橙色，最后变为红色成为Cu2O。（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

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–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。（）（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。

（）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－（）（4）配位化合物Cu（I）的配位化合物有几种常见的构型，见下表sp

杂化

sp2杂化

sp3杂化

直线形

三角形

正四面体

外轨型

外轨型

外轨型[

CuNH32]+

[

CuCl3]2－

[CuCN4]3－

（）（）

[CuNH32]＋不稳定，遇到空气则变成深蓝色的[CuNH34]2＋：

（）（）

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－（）（）

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]+（）（

）（）（1）氧化物和氢氧化物2.氧化数为＋2的化合物

黑色CuO可由某些含氧酸盐受热分解制得：2CuNO32——2CuO＋4NO2↑＋O2↑（）在氧气中加热铜粉也可制得CuO：2Cu＋O2——2CuOCuO属于碱性氧化物，难溶于水，可溶于酸：

CuO＋2H＋

——Cu2＋＋H2OCuO

具有氧化性，高温下可被一些还原剂还原。CuO的热稳定性较好，加热到1000℃时分解。4CuO——2Cu2O+O2↑△

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（）CuOH2

不稳定，加热分解：（）CuOH2——CuO+H2O（）

在NH4＋存在时，氢氧化铜可溶于氨水形成铜氨配离子:

CuOH2

＋4NH3

•

H2O——[CuNH34]2＋＋2OH–+4H2O（）（）NH4+

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（）（2）卤化铜CuF2白色

CuCl2黄褐色

CuBr2黑色CuF2•

2H2O

蓝色CuCl2•

2H2O蓝绿色

固态CuCl2具有链状结构。每个Cu处于4个Cl形成的平面正方形的中心:

在浓溶液中CuCl2是黄色的，这是由于生成

[

CuCl4]2－配位单元的缘故。

稀溶液中水分子多，CuCl2变为

[

CuH2O

4]

Cl2，由于水合显蓝色。（）二者同时存在时常显绿色。CuCl2•2H2O受热时分解：2CuCl2•2H2O——

CuOH2•CuCl2

＋2HCl

＋2H2O（）

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————2CuCl+Cl2HCl气流△

（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。无水硫酸铜也可用作燥剂。

CuSO4在650℃下部分发生分解，生成CuO，SO3，SO2

及O2。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。Cu2＋为

d9构型，有一个成单电子，具有顺磁性。（4）配位化合物由于可以发生

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。Cu2＋与单齿配体一般能形成配位数为4的正方形配位单元，如：

[CuNH34]2＋

[Cu

H2O

4]2＋

[CuCl4]2－（）（）此外，Cu2+

还可以和一些有机配体，如乙二胺，缩二脲等生成配位化合物。3.CuⅠ

和CuⅡ

的相互转化（）

（）Cu+在水溶液中不能稳定存在，要发生歧化反应:

2Cu+（aq）——Cu+Cu2+（aq）

气态时，Cu

I十分稳定。（）0.153V0.521VCu2+

Cu+

Cu从铜的元素电势图上看

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

例如：

Cu2O+H2SO4（稀）

——Cu+CuSO4+H2O

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:

其中，

Cu是还原剂，Cl－是络合剂。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。（）（）

在热的CuⅡ

溶液中加入KCN，得白色CuCN沉淀：

2Cu2++4CN－

——CN2+2CuCN（s）

（）（）

这里的CN－既是还原剂，又是

Cu（I）的沉淀剂，反应中有白色沉淀CuCN生成。

2Cu2++4CN－

——CN2+2CuCN（s）

（）

2Cu2++8CN－

——CN2

+2[

CuCN3]2－（）（）若

CN－过量，反应则变为

这里的CN－既是还原剂，又是Cu（I）的络合剂。

用超氧化钾与氧化铜共热的方法可制得Cu（III）

2CuO+2KO2——2KCuO2+O21.氧化物和氢氧化物19.1.3银的化合物

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

Ag2O和Cu2O主要有下列异同点：

①

Ag2O为中强碱，

而Cu2O呈弱碱性；②Ag2O在300℃即发生分解，生成银和氧，Cu2O对热十分稳定。

③Ag2O与HNO3

反应生成稳定的AgⅠ

盐。

（）Ag2O＋2HNO3——2AgNO3

＋H2O

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]＋：（）Ag2O+4NH3+H2O——2[AgNH3

2]＋

+2OH－（）

卤化银中只有

AgF是离子型化合物，易溶于水，2.其它简单化合物其它卤化银均难溶于水，

且溶解度按AgCl，AgBr，

AgI次序降低，颜色也依次加深。

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。2AgBr———2Ag+Br2hv

卤化银有感光性，是指其在光的作用下分解：

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。

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。

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－（

）

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）（）

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。AgCl——Ag++Cl–

Ksp=1.8×10–10Ag++2Cl–——[AgCl2]–

K稳

=1.1×105AgCl+Cl–——[AgCl2]–

K=2.0×10–5

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–

（）

在光照或加热到440℃时，硝酸银分解：2AgNO3——2Ag+2NO2+O2因此，AgNO3

要保存在棕色瓶中。

在医药上AgNO3常用做消毒剂和防腐剂。

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。（）（）（）

3.配位化合物Ag（I）的配位化合物经常是直线形的，sp杂化，如[

AgCl2]－，[AgNH3

2]+，

[

AgS2O3

2]3－，[

AgCN2]－（）（

）（）

其稳定性下面顺序依次增强Ag（I），d10组态，其配位化合物，经常是外轨型。

可根据软硬酸碱原则加以说明。

[

AgCl2]－<[

AgNH3

2]+<<[

AgS2O3

2]3－<[

AgCN2]－

（）（

）（）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（）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（

）Ag＋+2S2O3

2－——[AgS2O32]3－

K稳

=2.9×1013（

）Ag＋+2CN－——[AgCN2]－

K稳

=1.3×1021（

）AgCl可很好地溶解在氨水中，

AgBr能很好地溶解在Na2S2O3溶液中，

而AgI可溶解在KCN溶液中。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。

金在化合态时的氧化数主要为＋3。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：AuClClClClAuClCl

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。

水合

Au2O3•H2O是通过往

[AuCl4]–溶液中加碱得到，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

。

（）

（）

3Au+——Au3++2Au锌副族（IIB）ZnCdHg原子核外价层电子的构型

（n－1）d10ns2

常见氧化态:

锌（＋2）镉（＋2）汞（＋1，＋2）19.2锌副族元素锌

Zn

锌在地壳中的质量分数为

0.0075

%

列第24位闪锌矿ZnS极少单独存在，以CdS形式混生于闪锌矿中镉

Cd

镉在地壳中的质量分数为

1.1

10－5%辰砂，又名朱砂HgS汞

Hg

汞在地壳中的质量分数为

5

10－6%（1）物理性质

锌副族单质熔点低，既比IIA族低，也比

IB族低。

并依

Zn，Cd，Hg次序下降。1.锌副族元素单质的性质19.2.1锌副族元素的单质Hg是熔点最低的金属，是常温常压下呈液态的唯一的金属。

汞与许多金属能够直接生成汞齐。

汞齐的组成和温度有关。

汞齐中汞的质量分数大时常呈液态。汞的质量分数小时常呈固态。

银汞齐和金汞齐可用于提取贵金属银和金。Na•nHg既保持

Hg的惰性，又保持

Na的活泼性。

铁系元素及铜等金属不溶于汞，可制成容器用以盛装汞。

（2）化学性质Cu，Zn

在周期表中相邻，只差一个电子，而且

Zn的第一电离能比

Cu的大得多，但是

Zn

却远比

Cu活泼。

其电极电势

E

⊖（Cu2+/

Cu）=+

0.34V>0E

⊖（Zn2+/

Zn）=－0.76V<0

体现出

Zn远比

Cu活泼。

分析下面过程的能量，以解释这个问题M（s）

M2+（aq）

M（g）

原子化热A水合热

H

整个过程是可以分解为

M（s）

M2+（aq）

rH

M2+（g）电离能

I1+I2

M（g）A

HM（s）

M2+（aq）

rH

M2+（g）

I1+I2

两个过程的（I1+I2）差别不大，水合热

H

也相近。

关键是

Zn的原子化热

A

小。

M（g）A

HM（s）

M2+（aq）

rH

M2+（g）

I1+I2

故导致过程总的热效应是

Zn

比Cu有利。M（s）

M2+（aq）

对于铜和锌，过程的类型相同，熵变相近，故从焓变出发讨论问题是合理的。

常温下，IIB

族元素单质都很稳定。

加热条件下Zn，Cd，Hg均可与

O2反应，

生成氧化物

MO。

其中

CdO为褐色，HgO为红色。

2Zn+O2——2ZnO2Cd+O2

——2CdO

2Hg+O2——

2HgOHg+S———HgS

研磨

由于液态汞和硫粉之间接触面积大，故

Hg比

Zn，Cd更易于与硫粉反应

实验室中用这个反应处理洒落的汞时，要注意使硫粉与汞充分接触，仅简单的覆盖是不科学的。Hg+S———HgS

研磨

和卤素的反应也有类似的现象，即

Hg比

Cd还活泼些。

汞与氯气可以发生反应，氯气过量时产物是HgCl2。

汞过量时，产物是甘汞Hg2Cl2。

在潮湿的空气中，Zn将生成碱式盐

4Zn+2O2+CO2+3H2O——

ZnCO3•3ZnOH2（）Zn，Cd都能与稀盐酸、稀硫酸反应，放出

H2。

纯锌和稀盐酸作用很慢。

Zn+2H+——Zn2++H2

纯锌和稀盐酸作用很慢的原因，是因为

H+在

Zn

上放电很困难，

这属于动力学问题。

若在体系中加入少许

Cu2+，其途径则变为Zn+Cu2+——Zn2++Cu

Cu+2H+——Cu2++H2

热力学过程不变，但

H+在

Cu表面夺电子的速率很快。Zn+Cu2+——Zn2++CuCu+2H+——Cu2++H2

2H++Zn——Zn2++H2

Hg可与氧化性酸，如浓硫酸、浓硝酸反应，得汞盐。Hg不能与稀盐酸、稀硫酸反应。Hg+2H2SO4——

HgSO4+SO2（g）+2H2OHg+4HNO3——

HgNO3

2+2NO2（g）+2H2O（）

冷硝酸与过量的汞反应生成硝酸亚汞。

6Hg+8HNO3

——

3Hg2NO3

2+2NO+4H2O（）Hg可以溶于氢碘酸，生成[HgI4]2—配位单元：Hg+4HI——H2[HgI4]+H2Cd，Hg不和碱反应。

锌有两性，不仅可以和稀盐酸反应，也可以和碱反应Zn+2NaOH+2H2O——Na2[ZnOH4]+H2（g）（）

锌也能溶于氨水中形成配离子：Zn+4NH3+2H2O——[ZnNH34]2＋

+H2+2OH－（）2.锌副族元素的提取

金属锌的主要矿物是闪锌矿ZnS，通常含有少量

CdS杂质。（1）锌的冶炼2ZnS+3O2——2ZnO（s）+2SO2（g）

经高温焙烧，ZnS转化为ZnO

焙烧得到的

SO2可以用于制造硫酸。

杂质

CdS

变成CdO和SO2。

在高温下用碳还原焙烧产物>1100℃ZnO+C———Zn（g）+CO（g）Zn后挥发出，冷却得

Zn粉，属于粗锌。

其中

CdO也同时被还原成Cd，它的沸点低，先挥发出。

最后，通过精馏得到纯锌。

加

Zn粉除去

Cd2+杂质

再电解可得

99.97

%

的

Zn。Cd2++Zn

——Cd

+Zn2+

若将焙烧得到的

ZnO溶于盐酸，得Zn2+。含有杂质Cd2+。

世界上生产的镉，95%来源于金属锌的生产。

焙烧辰砂可得到气态Hg单质，冷凝得液态Hg，经过电解精炼辅以蒸馏提纯，其纯度可达99.999%。（2）

镉和汞的提取19.2.2锌和镉的化合物1.氧化物和氢氧化物

锌和镉分别在氧气中燃烧得到相应的氧化物。CdO，ZnO也可由相应的碳酸盐、硝酸盐热分解而得到：ZnCO3——ZnO+CO2↑△CdCO3——

CdO+CO2↑△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。

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（）

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－（）（）

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

的热稳定性强于CdOH2。（）（）ZnOH2——ZnO+H2O（）CdOH2——CdO+H2O（）

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＋（）（）

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。

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+阻碍了ZnS进一步沉淀。Zn2++H2S——ZnS+2H+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。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：ZnSO4aq+BaSaq——ZnS•BaSO4（）（）CdS被称作镉黄，可用做黄色颜料。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＋（）

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•H2O——ZnOHCl+HCl（）△

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：（）（）

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（

）（）Hg2NO3

2

中Hg的氧化数是+1，但却不写成HgNO3。（）1.氧化数为＋1的化合物19.2.3汞的化合物

Hg+，6s1

有单电子，当显顺磁性。

但实验测得，一价汞盐是逆磁性的。

以此推知一价汞以二聚形式存在。Hg22+

两个6s1

电子成对。

故有Hg2NO3

2

写法。

（）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

见光分解，应保存在棕色瓶中。hv

Hg2Cl2——HgCl2+Hg

将金属汞与氯化汞固体一起研磨，可得到氯化亚汞：

HgCl2+Hg——Hg2Cl2Hg2Cl2

与NH3

作用生成HgNH2Cl：（）Hg2Cl2+2NH3——HgNH2Cl+Hg+N