化学竞赛基础知识之铜、锌副族

第八章铜、锌副族

铜、银、金三个元素处于周期系第一副族，也称铜副族；红铜、白银、黄金，历史上这三个元素都曾作为货币，铜钱、银元、金币，所以也称货币金属。

锌、镉、汞三个元素处于周期系第二副族，也称锌副族。

ⅠB族：CuAgAuⅡB族：ZnCdHg(n-1)d10ns1(n-1)d10ns2ds区ⅠA族ⅡA族ns1

ns2s区有相似性，但差异性更大§8-1铜族元素1-1通性1-2单质的物理性质和化学性质1-3铜族元素的存在和冶炼1-4铜族元素的重要化合物1-5ⅠB族元素和ⅠA族元素性质的对比

元素

性质铜银金元素符号价层电子构型主要氧化数原子半径/pm离子半径(M+)/pm离子半径(M2+)/pm电离能I1/kJ.mol-1电离能I2/kJ.mol-1电负性(Pauling)Cu3d104s1+1,+2117967274619581.90Ag4d105s1+11341268973120741.93Au5d106s1+1,+313413785(M3+)89019802.541-1铜族元素通性一、与ⅠA族元素相比较ⅠAⅠB价层电子结构ns1(n-1)d10ns1氧化数+1+1、+2、+3原子半径＞I1

/kJ.mol-1＜金属活泼性＞化合物的共价性＜形成配合物的能力＜原因(n-1)d电子参与成键d10屏蔽效应小，Z*大I1(ⅠB)＞I1(ⅠA)

øⅠB＞øⅠA18e-构型；极化力和变形性较大ⅠB的(n-1)d-ns-np能量相近二、同族内相比较1、自上而下活泼性降低:这与ⅠA族不同，这是由于从Cu→Au原子半径虽然略有增加，但核电荷数明显增加，外层电子不易失去，故金属活动性依Cu→Ag→Au顺序依次减弱。铜银金升华热/kJ·mol-1第一电离能/kJ·mol-1M+水合热/kJ·mol-1总热效应/kJ·mol-1331746-582495284731-485530385890-644631

M(s)M+(aq)M(g)M+(g)△Ho△Ho升△Ho水I1

2、酸性介质中Cu(Ⅰ)和Au(Ⅰ)不稳定，易歧化CuO+——Cu2+———Cu+———Cu1.80.1520.5210.337AgO+——Ag2+———Ag+———Ag2.11.980.799Au3+———Au2+———Au+———Au>1.298<1.29~1.6811.50~1.41

øA/V1-2单质的物理性质和化学性质一、物理性质性质铜银金颜色熔点/K沸点/K固体密度/g·cm-3导电性（Hg=1）硬度（金刚石=10）紫红色135628408.92573白色1199248510.5592.7黄色1337308019.3402.5延展性：

金的展性居金属之首，延性仅次于Pt。

1g金可抽成3千米长的丝，可展成0.0001毫米厚的箔。

拜金者越拜脸皮越厚，感情越薄！

(4)易形成合金

青铜:80%Cu，15%Sn，5%Zn(坚韧易铸)

黄铜:60%Cu，40%Zn(耐腐蚀性好)

白铜:50~70%Cu，18~20%Ni，12~15%Zn(硬)

康铜:60%Cu，40%Ni18K金:75%Au，12.5%Ag，12.5%Cu14K金:58%Au，14—28%Ag，14—28%Cu

金汞齐：金与汞的合金二、化学性质1、在空气中

Cu:

2Cu+O2+H2O+CO2=Cu(OH)2.CuCO3

Ag:含H2S空气中久置变黑

2Ag+H2S+1/2O2=Ag2S+H2OAu:不与空气作用2、与酸反应

氧化性酸与非氧化性酸？

与酸反应

Cu+4HCl(浓)=H3[CuCl4]+1/2H2↑Ag+HI=AgI↓+1/2H2↑Au+4HCl+HNO3=H[AuCl4]+NO↑+2H2O3、与配体反应：

2Cu+8CN-+2H2O=2Cu(CN)43-+20H-+H2

2Cu+8NH3+O2+2H2O=2Cu(NH3)42++4OH-

4Ag+8CN-+2H2O+O2=4Ag(CN)2-+4OH-4Au+8CN-+2H2O+O2=4Au(CN)2-+4OH-1-3铜族元素的存在和冶炼一、存在铜——游离铜（极少）；硫化物：Cu2S(辉铜矿)、CuS(蓝铜)、CuFeS2(黄铜矿)等；含氧化合物：Cu2O(赤铜矿)、CuO(黑铜矿)、

CuSO4·5H2O(胆矾)、Cu(OH)2·CuCO3(孔雀石)。银——游离银、闪银矿(Ag2S)。金——游离态：岩脉金，冲积金。铜两亲，银单亲，金两不亲。二、冶炼（1）富集：将硫化物矿经泡沫浮选获得精矿。（2）焙烧：除去带有的挥发性杂质。如As2O3等，并进一步富集得到焙砂。

2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2↑2FeS+3O2=2FeO+2SO2↑

1、铜的冶炼氧化物硫化物碳热还原法湿法冶金—冰铜熔炼法（火法）（3）1273K于反射炉中形成冰铜：

FeO+SiO2=FeSiO3(密度小浮起于上层)mCu2S+nFeS

→冰铜(密度大沉于下层)（4）转炉熔炼得到粗铜(98%):

2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2↑2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑（5）电解精炼：在CuSO4和H2SO4混合液的电解槽内，以粗铜为阳极，纯铜99.95%为阴极，低压下（约0.5V）电解。在阴极上得到99.95%的纯铜，在阳极泥中回收Au，Ag，Pt，Pd，及Se，Te等，电解液回收Ni。2、银和金的冶炼：湿法冶金—氰化物浸取

4Ag+8NaCN+2H2O+O2=4Na[Ag(CN)2]+4NaOHAg2S+4NaCN=2Na[Ag(CN)2]+Na2S4Au+8NaCN+2H2O+O2=4Na[Au(CN)2]+4NaOH

然后用Zn置换，使Ag、Au从溶液中析出：

2Na[Ag(CN)2]+Zn=2Ag+Na2[Zn(CN)4]2Na[Au(CN)2]+Zn=2Au+Na2[Zn(CN)4]

1-4铜族元素的重要化合物一、氧化数为+1的化合物二、氧化数为+2的化合物三、氧化数为+3的化合物一、氧化数为+1的化合物1、氧化物和氢氧化物

2、硝酸银

3、卤化物

4、硫化物

5、配合物1、氧化物和氢氧化物（1）氧化物

物质性质Cu2OAg2O颜色红棕黑酸碱性弱碱性中强碱热稳定性稳定573K分解与稀硫酸反应歧化溶解在氨水中溶解，无色溶液溶解，无色溶液氧化性无有Ag2O+CO=2Ag+CO2(2)氢氧化物

物质性质CuOHAgOH颜色浅黄白酸碱性碱性碱性在NaOH中不溶不溶在NH3.H2O中[Cu(NH3)2]+[Ag(NH3)2]+热稳定性差差氧化性无有(1)制备:3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2OAg+2HNO3(浓)=AgNO3+NO２↑+H2O2.硝酸银[Cu(Ⅰ)无硝酸盐]②银常从精练铜的阳极泥中得到,故含有杂质铜。比较：①用稀硝酸比浓硝酸：a.价格便宜b.利用率高；但反应速率慢。473Ｋ713Ｋa.2AgNO3

2Ag+2NO2↑+O2↑2Cu(NO3)2

2CuO+4NO２↑

+O2↑控制温度在473-573K可使Cu(NO3)2分解,然后溶解过滤,除去CuO,并重结晶得纯AgNO3.除杂方法1:除杂方法2:b.在溶液中加入新沉淀出的Ag2O除去Cu2+Ag2O+H2O2AgOH↓2Ag++2OH-Cu2++2OH-Cu(OH)2

SCu(OH)2＜SAgOH，所以Cu2+大部分沉淀下来，过滤并重结晶得AgNO3①光照、受热分解

2AgNO3

hγAg+2NO２↑

+O２↑②氧化性:

øAg+/Ag=

0.799V

遇蛋白质生成黑色蛋白银，对有机组织有破坏作用，使用时勿使皮肤接触，因此在医药上用作消毒剂和腐蚀剂。大量AgNO3用于制造照相底片上的卤化银，是重要的化学试剂。（2）性质3.卤化物CuX

：

CuF

CuCl

CuBr

CuI

颜色红白白白溶解度减小

2Cu2++2X-+SO2+2H2OCuX↓+4H++SO42-Cu2++2Cl-+Cu2CuCl2H[CuCl2]

2Cu2++4I-=2CuI↓+I2↓△△浓HCl+H2OCuX

性质主要表现：a.在潮湿含氧环境下稳定性差

4CuCl+O２+4H2O=3CuO·CuCl2·3H2O+2HCl8CuCl+O２=2Cu2O+4Cu2++8Cl-b.在相应卤化物中形成较稳定的卤配离子

CuX+X-=CuX2-（无色）C.有一定氧化性

4CuI+Hg=Cu2[HgI4]+2Cu

白暗红用于检验实验室空气中的汞含量。(2)AgX①制备：Ag++X-=AgX(X=Cl、Br、I)Ag2O+2HF=2AgF+H2O②性质：AgFAgClAgBrAgI颜色白白淡黄黄键型离子过渡过渡共价晶格类型NaCl型NaCl型NaCl型ZnS型溶度积易溶于水1.8×10-105.0×10-139.3×10-17a.颜色：由电荷迁移跃迁所致b.见光分解：AgBrAg+Brhνc.照相术原理4、硫化物Cu2S,Ag2S:黑色；难溶于水；溶于热浓硝酸

3Cu2S+16HNO3(浓)6Cu(NO3)2+3S↓+4NO↑+8H2O△

3Ag2S+8HNO3(浓)6Ag(NO3)2+3S↓+2NO↑+4H2O△5、配合物可与

X-(F-除外)

、NH3、S2O32-

、CN-等形成配合物稳定性：

[Ag(NH3)2]+<

[Ag(S2O3)2]3-<

Ag(CN)2]-难溶性：AgCl<AgBr<AgI<Ag2SAgCl

[Ag(NH3)2]+AgBr

[Ag(S2O3)2]3-AgIAg(CN)2]-NH3Br-S2O32-I-CN-化学游戏：AgCl

Ksp1.8×10–10Ag(NH3)2+

K稳1.1×107NH3·H2OAgBr

Ksp5.0×10–13Br–S2O32–Ag(S2O2)23–

K稳4.0×1013I–AgI

Ksp8.9×10–17CN–Ag(CN)2

–

K稳1.3×1021S2–Ag2S

Ksp2×10–492[Ag(NH3)2]++

HCHO+2OH-=2Ag↓+HCOONH4+3NH3+H2O银镜反应：应用：a.化学镀银b.鉴定醛二、氧化数为+2的化合物1、氢氧化铜和氧化铜2、氯化铜3、硫酸铜4、硫化铜5、配合物6、Cu2+的氧化性、Cu2+和Cu+的互相转化1、氢氧化铜和氧化铜CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2

↓

+Na2SO4Cu(OH)2

CuO+H2O353~363K(1)氧化铜a.热稳定性：在高温时明显分解

2CuOCu2O+1/2O2↑b.加热可被H2、CO、NH3还原

3CuO+2NH3=3Cu+3H2O+N2↑1237Ka.微显两性(以碱性为主)，可溶于浓强碱

Cu(OH)2+2OH-[Cu(OH)4]2-2[Cu(OH)4]2-+C6H12O6→Cu2O↓+C6H12O7+2H2O+4OH-

b.热稳定性差（比碱金属氢氧化物差得多）c.溶于氨水

Cu(OH)2+4NH3

[Cu(NH3)4](OH)2（2）氢氧化铜(浅蓝色)蓝紫2、氯化铜

化合物性质CuF2CuCl2CuBr2颜色(无水)白棕色黑色熔点/K1223771分解CuCl2a.CuCl2的颜色：

CuCl2(无水)CuCl2.2H2O[CuCl4]2-[Cu(H2O)4]2+

棕色绿色晶体黄色蓝色

[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2Ob.无水CuCl2为共价化合物，结构为链状

Cl

Cl

Cl

ＣuＣu

Cl

Cl

Clc.受热分解：2CuCl22CuCl+Cl2773K3、硫酸铜CuSO4.5H2O:俗称“胆矾”或“蓝矾”制备：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O2Cu+2H2SO4(稀)+O22CuSO4+2H2O加热加热结构：H2OOH2HOOＣuOSH2OOH2HOOCuSO4.5H2OCuSO4.3H2OCuSO4.H2OCuSO4423K-2H2O>375K-2H2O523-H2OCuSO4.5H2OCuSO4

蓝色白色CuSO4：

a.吸水性强：吸水后显蓝色b.受热分解：2CuSO4CuO+SO3↑923K用途：制备铜的化合物的原料；媒染剂；制造绿色和蓝色的染料；它对低级动物的毒性很大，加在贮水池中可防止藻类生长。CuSO4.5H2O:CaO:HO=1:1:100波尔多液

4、硫化铜Kspo=6×10-363CuS+2NO3-+8H+3Cu2++2NO↑+3S↓+4H2O2CuS+10CN-2[Cu(CN)4]3-+3S2-+(CN)2↑加热硫化铜不溶于稀酸，只溶于热的稀硝酸或浓氰化钠中5、配合物Cu2+(3d9型)：易形成配合物—可与X-

、OH-

、P2O74-等形成配离子；配位数—4、6；常见—[Cu(NH3)4]2+

、[Cu(OH)4]2-、[CuX4]2-Cu+(3d10型)：易形成配合物—可与X-

、CN-等形成配离子；配位数—2、3、4；常见—[CuX2]-

、[CuX3]2-、[CuX4]3-、[Cu(CN)4]3-Cu2+无CN-配合物，因为：2Cu2++4CN-=2CuCN↓+(CN)2↑2CuCN+6CN-=2[Cu(CN)4]3-总反应：2Cu2++10CN-=2[Cu(CN)4]3-+(CN)2↑6、Cu2+的氧化性、CuⅡ和CuⅠ的互相转化Cu2+弱氧化剂

2Cu2++4OH-+C6H12O6=Cu2O↓(红)+2H2O+C6H12O72Cu2++4I-=2CuI↓(白)+I2Cu2++eCu+

ø=0.152VCu2++e+I-CuI

ø=0.86VI2+2e2I-

ø=0.535VCu+CuCl2+2HCl

=2H[CuCl]2

ØA/V

Cu2+———————

Cu+———————

Cu0.5220.1520.34

ØA/V

Cu2+

0.152

Cu+

0.522

Cu0.34EØ=

Ø+-

Ø-=

ØCu2+/Cu+-

ØCu+/Cu=0.152-0.522<0

ØA/V

Cu2+—————[CuCl2]-——————

Cu0.1980.480.34EØ=

Ø+-

Ø-=

ØCu2+/CuCl2-

ØCuCl/Cu=0.48-0.198>0

ØA/V

Cu2+———————

CuI———————

Cu-0.1850.840.34EØ=

Ø+-

Ø-=

ØCu2+/CuI-

ØCuI/Cu=0.84+0.185>0(2)CuⅡ和CuⅠ的互相转化①固态时—CuⅠ稳定a.离子结构：

Cu+—3s23p63d10

Cu2+—3s23p63d9b.Cu的第一电离能为746kJ.mol-1

Cu的第二电离能为1970kJ.mol-1CuOCu2O+1/2O2↑2CuCl2(s)2CuCl(s)+Cl2↑2CuS(s)Cu2S(s)+S1237K1237K1237KCu2+：电荷高、半径小，较高的水合能(-2121kJ.mol-1)Cu+：电荷低、半径大，较低的水合能(-582kJ.mol-1)∴溶液中Cu2+稳定②水溶液中

ØA/V

Cu2+———————

Cu+———————

Cu0.5220.1520.342Cu+Cu2++CuKø=1.8×106(293K)

Cu+→

Cu2+歧化氧化剂生成Cu2+难溶物生成Cu2+配合物4CuCl+O２+4H2O=3CuO·CuCl2·3H2O+2HClCu2O+H2SO4→CuSO4+Cu↓+H2OCu+Cu2+歧化、氧化剂还原剂、沉淀剂、配合剂2Cu2++4I-=2CuI↓+I2Cu+CuCl2+2HCl

=2H[CuCl]2Cu2+→

Cu+生成Cu+难溶物还原剂生成Cu+配合物Cu2++CN-→[Cu(CN)4]3-+(CN)2**Cu(I)与Cu(II)的相互转化深层分析铜的常见氧化态为+1和+2，同一元素不同氧化态之间可以相互转化。这种转化是有条件的、相对的，这与它们存在的状态、阴离子的特性、反应介质等有关。气态时，Cu+(g)比Cu2+(g)稳定，由△rGm的大小可以看出这种热力学的倾向。2Cu+(g)==Cu2+(g)+Cu(s)△rGm

=897kJ·mol–12.常温时，固态Cu(I)和Cu(II)的化合物都很稳定。CuO2(s)==

CuO(s)+Cu(s)△rGm

=113.4kJ·mol–1

3.高温时，固态的Cu(II)化合物能分解为Cu(I)化合物，说明Cu(I)的化合物比Cu(II)稳定。2CuCl2(s)773K4CuO(s)1273K2CuS(s)728K2CuCl(s)+Cl2↑2Cu2O(s)+O2↑Cu2S(s)+S4.在水溶液中，简单的Cu+离子不稳定，易发生歧化反应，产生Cu2+和Cu。Cu+0.152Cu2+0.521Cu2Cu+

==Cu+Cu2+1×(0.521－0.153)0.0592=6.23lgK=n(E+－E–)0.0592K=[Cu2+][Cu+]2=1.70×106=水溶液中Cu(Ⅰ)的歧化是有条件的相对的：[Cu+]较大时，平衡向生成Cu2+方向移动，发生歧化；

[Cu+]降低到非常低时，(如生成难溶盐，稳定的配离子等)，反应将发生倒转(用反歧化表示)。2Cu+Cu2++Cu歧化反歧化在水溶液中，要使Cu(I)的歧化朝相反方向进行，必须具备两个条件:有还原剂存在(如Cu、SO2、I–等)。有能降低[Cu+]的沉淀剂或配合剂(如Cl–、I–、CN–等)。将CuCl2溶液、浓盐酸和铜屑共煮Cu2++Cu+2Cl–

△CuCl2–CuCl2–CuCl↓+Cl–CuSO4溶液与KI溶液作用可生成CuI沉淀：

2Cu2++4I–

==2CuI↓+I2工业上可用CuO制备氯化亚铜。CuO+2HCl+2NaCl==NaCuCl2

==CuCl↓+NaCl2NaCuCl2+2H2O

Cu(Ⅰ)与Cu(Ⅱ)的相对稳定性还与溶剂有关。在非水、非络合溶剂中，若溶剂的极性小可大大减弱Cu（Ⅱ）的溶剂作用，则Cu（Ⅰ）可稳定存在。三、氧化数为+3的化合物2Au+Au3++AuKø=1013制备：Au+Cl2AuCl3

473KAuCl3结构：g、s为二聚体，平面正方形

Cl

Cl

ClAuAu

Cl

Cl

Cl性质：2AuCl3+H2O

H

[

AuCl3(OH)

]2、可被某些有机物（甲醛、葡萄糖等）还原成Au的胶体溶液3、受热分解:1、易溶于水:AuCl3(s)AuCl(s)+Cl2↑523K例题11.照相术中一般包括以下过程：胶卷→曝光→显影→定影→底片（负像），底片→曝光→显影→定影→相片（正像）。写出以上过程的化学变化。

2.照相时若曝光不足，则已显影和定影的黑白底片图像淡薄，需对其进行“加厚”，若曝光过度，则需对图像进行“减薄”。

(1)加厚的一种方法是把底片放入硝酸铅、赤血盐溶于水配成的溶液，取出、洗净，再用硫化钠溶液处理，写出底片图像加厚的化学方程式。(2)减薄的一种方法是按一定比例混合硫代硫酸钠和赤血盐溶液，把欲减薄的底片充分润湿浸入，适当减薄后，取出冲洗干净，写出底片图像减薄的化学方程式。(3)如果经过加厚或减薄处理的图像仍不够明显，能否再次用上述方法进行加厚或减薄？例题21.铜与钾比较，

钾只形成一价离子，而铜一价、二价皆有可能，原因何在？

2.铜与银比较，银易形成一价离子，而铜一价、二价皆有可能，原因何在？

3.铜与金比较又如何？从中得出什么结论？(所需数据查有关资料)

元素性质铜银金元素符号离子半径(M+)/pm离子半径(M2+)/pm电离能I1/kJ.mol-1电离能I2/kJ.mol-1M+水合热/kJ.mol-1M2+水合热/kJ.mol-1升华热/kJ.mol-1总能量/kJ.mol-1Cu96727461958-582-2121331Ag126897312074-485—284Au13785(M3+)8901980-644—385铜银金升华热/kJ·mol-1第一电离能/kJ·mol-1M+水合热/kJ·mol-1总热效应/kJ·mol-1331746-582495284731-485530385890-644631

M(s)M+(aq)M(g)M+(g)△Ho△Ho升△Ho水I1

铜锌镉汞△Ho升/kJ·mol-1I1+I2

/kJ·mol-1△Ho水/kJ·mol-1总热效应/kJ·mol-13312706-21219201312639-20607091122499-1824786.8622817-1849.71031

M(s)M2+(aq)M(g)M2+(g)△rHo△Ho升△Ho水I1+I2

例题3

某不活泼金属X在氯气中燃烧的产物Y溶于盐酸得黄色溶液，蒸发结晶，得到黄色晶体Z，其中X的质量分数为50％。在500mL浓度为0.10mol/L的Y水溶液中投入锌片，反应结束时固体的质量比反应前增加4.95g。X是

；Y是

；Z是

。给出推理过程。（2001年全国化学初赛第7题）解析：

X为不活泼金属,设为一种重金属，但熟悉的金属或者其氯化物与锌的置换反应得到的产物的质量太小，或者其水溶液颜色不合题意，均不合适，经诸如此类的排他法假设X为金，由此Y=AuCl3，则置换反应的计算结果为：2AuCl3＋3Zn＝3ZnCl2＋2Au

反应得到Au的质量＝0.100mol/L×0.500L×197g/mol＝9.85g

反应消耗Zn的质量＝0.100mol/L×0.500L×65.39g/mol×3/2＝4.90g反应后得到的固体质量增重：9.85g－4.90g＝4.95g由AuCl3溶于盐酸得到的黄色晶体中Au的含量占50%,而AuCl3中Au的含量达65%,可见Z不是AuCl3，假设为配合物HAuCl4，含Au58%，仍大于50%，故假设它是水合物，则可求得：HAuCl4·3H2O的摩尔质量为393.8，其中Au的含量为197/394＝50%。X是Au；Y是AuCl3；Z是HAuCl4·3H2O§8-2锌族元素2-1通性2-2单质的物理性质和化学性质2-3锌、汞的存在和冶炼2-4锌族元素的重要化合物2-5ⅡB族元素和ⅡA族元素性质的对比2-1通性

元素性质锌镉汞元素符号价层电子构型主要氧化数原子半径/pm离子半径(M2+)/pm电离能I1/kJ.mol-1电离能I2/kJ.mol-1电离能I3/kJ.mol-1M2+水合热/kJ.mol-1升华热/kJ.mol-1气化热/kJ.mol-1电负性(Pauling)Zn3d104s2+21257490617333833-2060.61311161.65Cd4d105s2+21489786816313616-1824.21121001.69Hg5d106s2+1,+2144110100718103300-1849.761.958.62.001、ⅡB元素的活泼性低于同周期ⅡA元素ⅡB①次外层为18电子结构（屏蔽作用小，有效核电荷数大）;

②原子半径小;rZn=133.3pmrCa=197pm

③电负性大;χZn=1.65χCa=1.00

④I1+I2之和大;Zn:2675kJ.mol-1Ca:1735kJ.mol-1

∴最外层ns2电子不易失去2、锌族元素的活泼性按Zn-Cd-Hg递减，恰与ⅡA族相反元素BeMgCaSrBaZnCdHg

øM2+/M-1.847-2.73-2.76-2.899-2.913-0.76-0.403+0.851(1)从M(s)→M2+(aq)时，Zn所需要能量最少，所以活泼性按Zn-Cd-Hg递减；(2)从M(s)→M2+(aq)时，所需要能量Zn<Cu,所以Zn比Cu活泼。活泼性：Zn>Cd>H>Cu>Hg>Ag>Au3、锌族元素常见氧化态为+2；但Hg还有+1氧化态锌族元素(n-1)d与ns轨道的能量差大(与铜族比较)，即I2<<I3，故锌族元素常见氧化态为+2。4、键型及配合能力：键型：化合物具有明显的共价性。配合能力：强，能形成稳定的配合物。5、锌族金属的特点：低熔点、低沸点，其熔沸点不仅低于铜族金属，而且还低于碱土金属，并按Zn-Cd-Hg顺序下降原因：最外层的s电子成对，由于惰性电子对效应，稳定性增加，而且这种稳定性随原子序数的增加而增加。ZnCdHgCuCaSrBa熔点/K692594234135611121042993汞是金属中熔点最低、唯一常温下呈液态的金属2-2单质的物理性质和化学性质一、物理性质1、皆为银白色金属，锌略带蓝色锌镉汞晶格熔点/K沸点/K硬度（金刚石=1）密度/g.cm-3六方紧堆69311802.57.133六方紧堆594103828.65斜方六面体234630液体13.5462、易形成合金Hg-Na、K、Ag、Au、Zn、Cd、Pb、Sn等形成汞齐二、化学性质1、与空气的反应：2Zn+O22ZnO燃烧2Hg+O22HgO加热至沸>773K4Zn+2O2+3H2O+CO2=2ZnCO3.3Zn(OH)22、与酸的反应：Zn、Cd与非氧化性酸反应

Zn、Cd、Hg与氧化性酸反应Hg+2H2SO4(浓)HgSO4+SO2↑+2H2O△3Hg+8HNO33Hg(NO3)2+NO↑+4H2O△3、与碱的反应：Zn+2NaOH+2H2O=Na2[Zn(OH)4]+H2↑Zn为两性金属与Al相似Zn+4NH3+2H2O=[Zn(NH3)4](OH)2+H2↑Al无此反应2-4锌族元素的重要化合物氧化物硫化物碘化物物质ZnOCdOHgOZnSCdSHgSZnICdIHgI颜色白棕灰红或黄白黄黑或红无色黄红或黄可溶性难溶难溶极难溶难溶难溶极难溶易溶可溶微溶

M2+为18电子结构，均为无色，因而一般化合物也无色。但M2+有极化作用和变形性，当与易变形的阴离子形成化合物时，强的总极化作用，使化合物往往有显著的共价性、呈很深的颜色和较低的溶解度。2-4锌族元素的重要化合物一、氧化数为+2的化合物二、氧化数为+1的化合物三、Hg(Ⅱ)与Hg(Ⅰ)的相互转化一、氧化数为+2的化合物1、氢氧化物和氧化物

2、卤化物

3、硫化物

4、配合物1、氢氧化物和氧化物(1)氢氧化物Zn(OH)2Cd(OH)2Hg(OH)2不存在颜色酸碱性热稳定性白两性低白碱性低Zn(OH)2+2OH-=[Zn(OH)4]2-Zn(OH)2+4NH3=[Zn(NH3)4]2++2OH-与Al(OH)3的区别碱性增强Cd(OH)2＋4NH3

==

[Cd(NH3)4]2+＋2OH－(2)氧化物ZnOCdOHgO颜色热稳定性白较稳定黄较稳定黄或红不稳定加热升华而不分解2HgO2Hg+O2↑573K

ZnO受热时是黄色的，但冷时是白色的,因为晶体缺陷造成的。ZnO俗名锌白，常用作白色颜料。氧化镉在室温下是黄色的，加热最终为黑色，冷却后复原。这是因为晶体缺陷（金属过量缺陷）造成的。黄色HgO在低于573K加热时可转变成红色HgO

。两者晶体结构相同，颜色不同仅是晶粒大小不同所致。黄色晶粒较细小，红色晶粒粗大。2、卤化物(1)氯化锌a.溶解度很大的固体盐：283K:330g/100gH2Ob.溶于水稍有水解

ZnCl2+H2O=Zn(OH)Cl+HCl

ZnCl2(浓)

+H2O=H[ZnCl2(OH)]

FeO+2H[ZnCl2(OH)]=Fe[ZnCl2(OH)]2+H2O显著的酸性,能溶解金属氧化物(2)氯化汞和碘化汞性质：a.共价化合物，水溶液中电离度很小

HgCl2

HgCl++Cl-

Ko=3.3×10-7

HgCl+Hg2++Cl-

Ko=1.8×10-7浓HCl溶液：HgCl2+2Cl-[HgCl4]2-①氯化汞(HgCl2)制备:HgSO4+2NaClHgCl2↑

+Na2SO4

加热升华，俗称“升汞”△b.水解和氨解

HgCl2+H2OCl-Hg-OH+H3O++Cl-

HgCl2+2NH3Cl-Hg-NH2↓白

+NH4Cl大量铵盐存在，NH3过量才能生成[Hg(NH3)4]2+c.氧化性

øHgCl2/Hg2Cl2=0.63V2HgCl2+SnCl2(适量)+2HCl=Hg2Cl2↓白+H2SnCl6HgCl2+SnCl2(过量)+2HCl=Hg↓黑+H2SnCl6d.毒性：剧毒，内服0.2~0.4g可致命HgCl2NH3Hg(NH2)Cl↓

H2OHg(OH)Cl↓

+HClSnCl2Hg2Cl2↓

+SnCl4SnCl2Hg↓+SnCl4②碘化汞红色无色K2[HgI4]+KOH——奈斯勒试剂2[HgI4]2-+4OH-+NH4+=[ONH2]I↓+7I-+3H2OHg

Hg红色鉴定NH4+离子Hg2+

+2I-HgI2↓[HgI4]2-+2I-3、硫化物ZnSCdSHgS颜色白黄黑和红溶度积减小稀HCl溶——浓HCl溶溶—HNO3溶溶—王水溶溶溶3HgS+8H++2NO3-

+12Cl-=3[HgCl4]2-+3S↓+2NO↑+4H2OHgS+Na2SNa2[HgS2]黑色的HgS加热到659K变为比较稳定的红色变体。

ZnS可用作白色颜料，它同BaSO4共沉淀所形成的混合晶体ZnS·BaSO4叫做锌钡白或立德粉，是一种优良的白色颜料。ZnSO4(aq)＋BaS(aq)==ZnS·BaSO4↓

在晶体ZnS中加入微量的金属作活化剂，经光照后能发出不同颜色的荧光，这种材料叫荧光粉，可制作荧光屏、夜光表等，如：加银为蓝色加铜为黄绿色加锰为橙色

CdS用做黄色颜料，称为镉黄。纯的镉黄可以是CdS，也可以是CdS·ZnS的共熔体。4、配合物M2+为18电子构型，极化力和变形性都大，能与X-(F-除外)、NH3、SCN-

、CN-

等形成四配位的配离子

Zn2++4NH3[Zn(NH3)4]2+K稳o=2.9×109

Zn2++4CN-[Zn(CN)4]2-K稳o=5.0×1016Hg2++4Cl-[HgCl4]2-K稳o=1.2×1015Hg2++4Br-[HgBr4]2-K稳o=1.0×1021Hg2++4SCN-[Hg(SCN)4]2-K稳o=1.7×1021Hg2++4I-[HgI4]2-K稳o=6.8×1029Hg2++4CN-[Hg(CN)4]2-K稳o=2.5×1041说明：(1)CN-形成的配合物最稳定,Hg2+的配合物比Zn2+

、Cd2+的配合物稳定(2)Hg2+与X-所形成的配合物常是Cl-<Br-<I-,Zn2+

、Cd2+与X-所形成的配合很不稳定；二、氧化数为+1的化合物1、Hg22+的制备

Hg(NO3)2+HgHg2(NO3)2研磨

HgCl2+HgHg2Cl2研磨

Hg2++HgHg22+

Ko=166Hg2Cl2味甜，通常称为甘汞，无毒不溶于水的白色固体由于Hg(I)无成对电子，因此Hg2Cl2有抗磁性。对光不稳定2、Hg2Cl2性质Hg2(NO3)2+HCl=Hg2Cl2↓

+2HNO3Hg2Cl2HgCl2+Hghγ与氨水反应：

Hg2Cl2+2NH3=Hg(NH2)Cl↓(白)+Hg↓(黑)+NH4Cl与碱反应：

Hg2Cl2+2OH-=HgO↓(黄)+Hg↓(黑)+2Cl-甘汞与升汞的性质对照表试剂Hg2Cl2HgCl2NaOHHg2Cl2+2OH-=HgO↓+Hg↓+H2O+2Cl-

HgCl2+

2OH-=HgO↓+H2O+2Cl-NH3Hg2Cl2+2NH3=HgNH2Cl↓+Hg↓+NH4ClHgCl2+2NH3=HgNH2Cl↓+NH4ClSnCl2

(适量)Hg2Cl2+SnCl2+2HCl=2Hg↓+H2SnCl62HgCl2+SnCl2+2HCl=Hg2Cl2↓+H2SnCl6KIHg22++2I-=Hg2I2↓

→HgI2↓

+2Hg↓

Hg2++2I-=HgI2H2OHg2Cl2+H2O=Hg2OHCl+HClHgCl2+H2O=HgOHCl+HClSHg22++S2-=HgS

↓+Hg↓Hg2++S2-=HgS

↓三、Hg(Ⅱ)与Hg(Ⅰ)的相互转化Hg2+Hg22+Hg0.7966V0.905V1、Hg(Ⅱ)→Hg(Ⅰ)的转化

HgCl2+HgHg2Cl2研磨2HgCl2+SO2+2H2O=Hg2Cl2↓

+H2SO4+2HCl2HgCl2+SnCl2(适量)+2HCl=Hg2Cl2↓

+H2SnCl6

Hg2++HgHg22+

Ko=1662、Hg(Ⅰ)→Hg(Ⅱ)的转化

Hg22++2I-=HgI2↓+Hg↓

Hg22++S2-=HgS

↓

+

Hg↓

Hg2Cl2+2NH3=HgNH2Cl↓+Hg↓+NH4ClHg2Cl2+2OH-=HgO↓+Hg↓+H2O+2Cl-

Hg(Ⅱ)Hg(Ⅰ)还原剂氧化剂、沉淀剂或配合剂1-5ⅠB族元素和ⅠA元素性质的对比性质铜族元素碱金属元素1物理性质金属键较强；熔沸点较高；良好的延展性、导电导热性；密度较大金属键较弱；熔沸点低；硬度、密度小2化学性质性质不活泼的重金属极活泼的轻金属变化规律从上→下

ø增大，金属活泼性降低；不与无氧化性的稀酸作用从上→下

ø减小，金属活泼性增强；与水作用生成氢气3氧化态+1、+2、+3+14化合物化学键明显的共价性多数为离子型氧还性金属离子易被还原极难被还原5离子形成配合物的倾向很大很小6氢氧化物碱性较弱很强热稳定性低极高2-5ⅡB元素ⅡA元素和性质的对比一、熔沸点：ⅡB族<ⅡA族二、化学活泼性：

1、ⅡB族<ⅡA族

2、ⅡB族内：Zn>Cd>HgⅡA族内：Be<Mg<Ca<Sr<Ba

三、键型及配位能力：共价性—ⅡB族>ⅡA族；

形成配离子的能力—ⅡB族>ⅡA族四、氢氧化物的酸碱性、热稳定性及其变化规律1、酸碱性：ⅡB族<ⅡA族2、热稳定性：ⅡB族<ⅡA族3、变化规律：碱性：ⅡB族内，自上→下依次增强

ⅡA族内，自上→下依次增强热稳定性：ⅡB族内，自上→下依次减弱

ⅡA族内，自上→下依次增强五、盐的水解：ⅡB族盐水解

ⅡA族Be、Mg盐水解六、化合物颜色：简单离子：都无色；化合物：ⅡB族有颜色的化合物比ⅡA多例题4

将1mol/LHg(NO3)2溶液逐滴加20mL1mol/LKI溶液中，开始有红色沉淀生成，振荡后沉淀消失，再加入Hg(NO3)2至10mL时，出现最多量的红色沉淀；继续滴加Hg(NO3)2至20mL时，沉淀刚好溶解。试用离子方程式说明下述变化过程：（1）开始有红色沉淀生成；（2）振荡后沉淀消失；（3）又有红色沉淀生成；（4）最后沉淀溶解。解：

(1)Hg(NO3)2+2KI=HgI2+2KNO3(2)HgI2+2KI=K2HgI4(3)HgI2(4)HgI+例题5某固体A，受热易升华，遇水剧烈反应并产生一种可燃气体。经元素分析，A中元素M的质量百分数为68.50%。称取2.0850gA燃烧得1.7777g氧化物，产物还有CO2、H2O。（1）通过计算求A的化学式；（2）指出M的杂化方式，并画出A的结构式；（3）写出A与H2O反应的方程式。A可作为书籍的干燥剂，指出其优点。

解：

（1）2.0850gA中，m(M)＝2.0850×68.50%g＝1.428g1.7777g氧化物中，m(O)＝1.7777g－1.428g＝0.350g设M的价态为x，则：M2Ox∴1.428/(Mr·2)＝0.350/16.00x得Mr＝32.64x讨论得：x＝2时，Mr＝65.38为Zn

Mr(A)＝65.39/68.50%＝95.46，

95.46－65.39＝30.10，可为2个－CH3，故A：Zn(CH3)2解：

（2）sp，H3C－Zn－CH3（3）Zn(CH3)2＋2H2O＝Zn(OH)2＋2CH4↑

优点：①易升华为气体，干燥时可均匀分散；②Zn(OH)2不腐蚀书籍；③Zn(OH)2附着在纸张上，有持久防酸的作用再见习题1、在酸度较大的水溶液中也不溶解的盐是()(A)Ag2SO4(B)Ag3PO4(C)Ag2CO3(D)Ag2S2、在CuSO4溶液中加入过量的碳酸钠溶液，常形成的产物是()(A)Cu(HCO3)2(B)CuCO3

(C)Cu2(OH)2CO3(D)Cu(OH)23、组成黄铜合金的两种金属是()(A)铜和锡(B)铜和锌(C)铅和锡(D)铝和铜4、Cu＋的磁矩是()(A)3.88(B)5.0(C)2.83(D)05.下述有关银的性质的正确论述是()(A)从稀盐酸中置换出氢(B)从浓盐酸中置换出氢

(C)从氢碘酸中置换出氢(D)从稀硫酸中置换出氢6.要从含有少量Cu2＋离子的ZnSO4溶液中除去Cu2＋离子最好的试剂是()(A)Na2CO3(B)NaOH(C)HCl(D)Zn7.能共存于溶液中的一对离子是()(A)Fe3＋和I－

(B)Pb2＋和Sn2＋

(C)Ag＋和PO43－

(D)Fe3＋

和SCN－8.欲除去CuSO4酸性溶液中少量Fe3＋，加入下列试剂效果最好的是()(A)氨水(B)NaOH(C)H2S水(D)Cu2(OH)2CO39.Cu2O和稀H2SO4

反应，最后能生成()(A)Cu2SO4+H2O(B)CuSO4+H2O(C)CuSO4+Cu+H2O(D)CuS10.五水硫酸铜可溶于浓盐酸，关于所得溶液的下列说法中，正确的是()(A)所得溶液成蓝色；(B)将溶液煮沸时释放出氯气，留下一种Cu(I)的配合物溶液；(C)这种溶液与过量的氢氧化钠溶液反应，不生成沉淀；(D)此溶液与金属铜一起加热，可被还原为一种Cu(I)的氯配合物。11.铜的氧化物和酸反应生成硫酸铜和铜，这氧化物和酸分别是()(A)铜的黑色氧化物和亚硫酸(B)铜的红色氧化物和过二硫酸(C)铜的红色氧化物和稀硫酸(D)铜的黑色氧化物和稀硫酸12.因Ag中常含有少量的铜，在制备AgNO3

时必须除去Cu，可用的方法是()(A)控制温度热分解含Cu(NO3)2的AgNO3(B)向AgNO3

溶液中加新制备的Ag2O(C)电解AgNO3

溶液(D)(A)(B)(C)均可13.已知：Ag＋+e-=Ag

ø=0.80V，KspAgCl=2.8×10-10.在25℃时，AgCl+e-=Ag+Cl-的

ø1为()(A)

ø1=

ø+0.059lgKspAgCl(B)

ø1=

ø-0.059lgKspAgCl(C)

ø1=0.059lgKspAgCl14.已知：KSpAgSCN=1.1×10-12，KspAgI=1.5×10-16，KspAg2CrO4=1.0×10-11则上述难溶盐与其金属组成的电对的

ø值大小顺序为()(A)AgSCN＞AgI＞Ag2CrO4(B)AgI＞AgSCN＞Ag2CrO4(C)Ag2CrO4＞AgSCN＞AgI(D)Ag2CrO4＞AgI＞AgSCN16.反应：AgCl(s)+2S2O32-(aq)→Ag(S2O3)23-(aq)+Cl-(aq)在反应中起Lewis酸和Lewis碱作用的是()(A)AgCl和Ag(S2O3)(B)AgCl和S2O32-(C)Ag+

和Cl-(D)Ag+和S2O32-17.Hg22+中汞原子之间的化学键为()(A)离子键(B)σ键(C)π键(D)配位键18.加NH3·H2O水于Hg2Cl2上，容易生成的是()Hg(OH)2(B)[Hg(NH3)4]2+

(C)[Hg(NH3)2]+(D)HgNH2Cl+Hg

19.在工业上欲除去ZnSO4溶液中的Fe3＋杂质，需加入最合适的试剂是()(A)NaOH(B)Na2CO3(C)ZnCO3(D)Zn20.下列的阳离子中，能与Cl-离子在溶液中生成白色沉淀，加氨水时又将转成黑色的是()(A)铅(II)(B)银(I)(C)汞(I)(D)锡(II)21.下列金属单质可以被HNO3

氧化成最高价态的是()(A)Hg(B)Ti(D)Pb(D)Bi22.已知：Cd2＋+CN-[Cd(CN)]＋

K1=1