第22章ds区金属
22-1. 水溶液中∵r Cu2+﹤r Cu+而电荷多一倍.c u2+溶剂化作用比c u+强∴c u(Ⅱ)稳定. Ag+,Ag2+半径都较大,水化能也小,但Ag的第二电离能大∴Ag+稳定.Au的离子半径较大,易失去3个电子能形成d8平面正方形结构,是较高晶体场稳定化能
22-2. (1)2ZnS+3O3=2ZnO+2SO2↑2C+O2=2CO ZnO+CO=Zn(g)+CO2↑
(2)HgS+O2=Hg+SO2↑4HgS+4CaO=4Hg+3CaS+CaSO4
22-3. Ag、Au、Pt金属活泼性不如Cu、Ni、Fe、Zn。Ag、Au、Pt在阳极上不溶解，且因密度较大，所以沉积。Ni、Fe、Zn活泼性强，溶解后Ni2+、Fe2+、Zn2+得电子能力比Cu2+差，∴Cu2+首先沉积。
22-4.
△
3
不分解)
溶解
过滤3(溶液
结晶
AgNO3 CuO↓+HNO3)2结晶Cu(NO3)2晶体
22-5. [H+]=0.2mol·L-1 [H2S]=0.1mol·L-1 设残留Cu2+为xmol·L-1
[s2-]' =K a1.K a2[H2S]
[H+]
=2.7×10--20m ol.l--1
∵K sp C uS=6X10
--36
∴Ksp=[Cu
2+][S2--]
∴[Cu 2+]=5m g.m l
63.5x10--3==7.8×10--8mol.L—1
[S2-]'' ==7.7X10--29m ol.L-1
[S2-]'＞＞[S2-]"可知Cu2+基本完全沉淀∴x=2.2×10--16mol.L—1x=1.4×10--12mg.mL--1
22-6.
1).2Cu+O2+H2O+CO2==Cu(OH)2·CuCO3
2).Au+4HCl+HNO3==HAuCl4+NO↑+2H2O
3).CuCl2+2Cl-→〔CuCl4〕2-〔CuCl4〕2- +6H2O→〔Cu(H2O)6〕2+ + 4Cl-
4).2Cu2++2 Cl-+SO2+2H2O△==2CuCl↓+4H++SO42-
5).Ag++CN-==AgCN↓AgCN+ CN-==〔Ag(CN)2〕- 2〔Ag(CN)2〕- +S2- == Ag2S + 4CN-
6).2 CuCl2·2H2O △==Cu(OH)2·CuCl2 +2 HCl↑
22-7 A. CuO B. CuCl2 C. H〔CuCl2〕 D. CuCl E. 〔Cu(NH3)2〕+
F. 〔Cu(NH3)4〕2+
G. 〔Cu(CN)4〕2-
H. Cu2O
I. Cu(NO3)2
J. Cu(OH)2
反应式：CuO+2HCl== CuCl2 +2H2O CuCl2+ Cu+2HCl==.2H〔CuCl2〕H〔CuCl2H2O+ HCl CuCl+2NH3·H2O==〔Cu(NH3)2〕+ +Cl-+2H2O
2〔Cu(NH3)2〕+ + 4NH3·H2O+1／2O2==2〔Cu(NH3)4〕2+ +2OH- +3 H2O
〔Cu(NH3)4〕2+ +4CN- == 2〔Cu(CN)4〕2-
2〔Cu(CN)4〕2-+ Zn + H2O==Cu2O +〔Zn(CN)4〕2-+2CN-+2HCN
3Cu2O + 14HNO3 == 6Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 7H2O Cu(OH)2==CuO+H2O
22-8. 1)无矛盾，∵φθFe3+/Fe2+= -0.473＜φθCu2+/Cu+ = 0.153
∴Fe能将Cu2+还原而φθFe3+/Fe2+=0.771＞φθCu2+/Cu+ ∴Fe3+能将Cu氧化
2）用ZnCl2清除金属表面氧化物且不损害金属表面，水分蒸发的，熔化的盐覆盖金属表面，使之不再氧化，保证焊接金属直接接触。
3）HgS不与HCl、HNO3、(NH4)2S反应∴不溶解.而HgS能与Na2S反应生成Na2〔HgS2〕
4)HgC2O4是沉淀不与H2O反应.但却可与Cl-反应生成[HgCl4]2-
5）∵HgCl 2在Cl -溶液中生成[HgCl 4]2-
不能再与NH 3·H 2O 发生反应
22-9.△r G θ = △f G θAg+ + △f G θCl-－△f G θAgCl = －55.66 KJ.mol
—1
∵ △r G θ
= －RTK θ
sp ∴K θ
sp =－22.47 ∴K θsp = 1.75×10--10 22-10. ∵2SO 32--+I 2 ==2I --+S 4O 6
2--
2Cu 2++4I -
==2CuI+I 2
∴I 2 的物质的量
C s 2o 3
2--
.V N a 2s 2o 3 x 1000
2
n s 2o 3
2--2
=====
0.00157m ol
nI 2==
ncu 2+
=o.oo31mol
∴Cu 的含量为
W cu
2+
=
ncu
2+
M cu
1.008
M 总
0.0031x63.5
=
19.8﹪
=X100%
22-11. 1) 2Hg －2e →Hg 22+ φθHg 22+/Hg
2Hg 2SO 4+2e →2Hg + SO 42- φθHg 2SO 4/Hg
∴H g 2SO 4
g 2
2+
+ SO
4
2-E=0
E=E θ－0.0592/n*logKsp
∴φθHg 2SO 4/Hg =φθHg 22+/Hg +0.0592/n*logKsp ∴φθHg 2SO 4/Hg = 0.61V 2)
CuS
Cu
Cu 2S
2
θ3
θ1
θφ
φ
φ
-0.159V
φ1θ = (φ2θ + φ3θ)/2 = (-0.512-0.159)/2=-0.335V 22-12. Ag + + Cl --== AgCl n cl -==2.8490÷143.5==0.02mol
∴M 总==m ÷n==74.65g.mol -1
∴Cl%==35.5÷74.65==47.55%
M 阴离子==M 总—M Cl--==39.15 ∴可知为K
∴该氯化物为KCl
22-13 pH ≥1时
H 2S
+
S
2-Zn 2+S
2-
++ZnS (1) K 1.K 2
(2) K sp
Zn 2+ + H 2S == ZnS ↓ + 2H +
K 1K 1.K 2K sp
[H +]12
[Zn
2+
]==
==
Zn 2++4CN --==Zn(CN--)4
2—
K 不稳 Zn(CN--)4
2—
+H 2S == ZnS ↓+2H ++4CN -
K 2==
K 1.K 2.K 不稳
K sp
[H +]2
.[C N --]4[Zn(C N )4
2--
]==
又K 1.K 不稳==K 2
∴
K 不稳[Zn
2+
].[CN --]4
[H +
]2
2
[Zn(CN --)42--
].[H +]1
2
==8.5X10
--17
==
22-14 1）
Cu
2+
Cu +
0.518V
0.522V
∵φ右θ
>φ左θ
∴ Cu +
能歧化成Cu 和Cu 2+
,且Cu +
不稳定,而Cu 和Cu 2+
稳定。
Hg
2+
Hg
2
2+0.920V
∵φ右θ
<φ左θ
∴Hg 22+
发生歧化反应的趋势很小，Hg 22+
稳定，难以发生歧化反应。 2）2Cu 2+ + 4I - ==2CuI ↓+I 2(还原) 2CuO==Cu 2O + 1/2O 2（高温热分解） 3）Hg(II)——Hg(I)：Hg(NO 3)2 + Hg == Hg 2(NO 3)2 HgCl 2 + Hg == Hg 2Cl 2
Hg(I)——Hg(II)：Hg 22+
+H 2S == HgS + Hg ↓+ 2H +
Hg 2Cl 2== HgCl 2 + Hg(见光分解) 22-15
C uC A gC H g 2C l 2
溶解
无明显现象 H g ↓黑色
22-16
AgB r
Ag B r
hv
+2AgB r
2Ag 2B r
-
OH HO
O
O 2H 2O 2OH
-
+++++==
AgBr+ 2S 2O 32-
[Ag(S 2O 3)2]3- + Br -
22-17.
(1) 2CuFeS 2+O 2== Cu 2S+2FeS+SO 2↑ 2 Cu 2S+3 O 2==2 Cu 2O+ 2SO 2 Cu 2O+2F 2==2CuF 2+1/2O 2 (2) 2Ag(S 2O 3) + S Ag 2S(s) + 4S 2O 32- Ag 2S + Fe +2HCl(浓
)
2Ag+FeCl 2+H 2S
(3).2ZnS+3 O 2==2ZnO+ 2SO 2 ZnO+CO==Zn(g)+CO 2 Zn (g)+Cl 2(g)==ZnCl 2 (4) Hg(NO 3)2 + Hg == Hg 2(NO 3)2 Hg 2(NO 3)2+2HCl==Hg 2Cl 2 + 2HNO 3 Hg 2(NO 3)2 + 2OH - == Hg ↓ + HgO ↓ +H 2O + 2NO 3-
Hg(NO 3)2 + SO 42- ==HgSO 4↓ + 2NO 3- HgSO 4 + 2NaCl==HgCl 2 + Na 2SO 4 Hg(NO 3)2 + 2I - ==HgI 2 + 2NO 3-
HgI + 2KI == K 2[HgI 4] 22-18
1)
CuSO 4ZnSO
4
Cu(OH)
2
[Zn(O H)4]2-
Cu(OH)
2 + H 2SO 44[Zn(O H)4]2-
+ H 2SO 4
4
沉淀
溶液
过滤
2)
CuSO4 CdSO4
4黄色沉淀
溶液过滤
4
4 CdS
CuSO4
CdS +HNO3 +SO4
结晶
3)
CdS HgS 浓H C l CdCl
HgS HgS
CdCl4
2-
烘干
2
CdS烘干
4)
H g C l
HgCl
2
2溶解H g C l2
2
22
溶液
H g C l2
2烘干
HgCl2(结晶)
22-19
M2+
-2e NO
3
--3e
n m=n Cu +n Zn +n Pb=0.081mol
n NO
3
- =0.081*2+0.081*3/2=0.2025mol
∴V HNO
3
= n NO
3
-
*M
HNO3
*1.13/27.8%≈52mL
22-20
24
沉淀出现
沉淀出现
无明显现
无明显现无明显现象
无明显现象
无明显现
无明显现
无明显现象
沉淀出现
沉淀出现
沉淀出现
沉淀溶解
沉淀不溶解
现沉淀后溶解
现沉淀后溶解
沉淀溶解
沉淀出现
沉淀溶解
沉淀不溶解
1：1甘油
沉淀出现
A g+
H g2+
C u2+
C d2+
H g2+
Zn2+
A l3+
22-21
Ag+
2+
3+
Zn
Hg
Cu
Pb
Bi
2+
2+
2+
HCl HCl+H2S
T A A-碱
沉淀出现
无明显现象
无明显现象
无明显现象
无明显现象
无明显现象
沉淀出现
无明显现象
沉淀出现
沉淀出现
沉淀出现
无明显现
沉淀出
沉淀出现
沉淀出
Cu2+
K
4
Fe(CN)6
Cu2Fe(CN)
6
红棕)
Pb2+
浓H A C
24
Pb CrO黄)
3+
Bi22Bi黑)
22-22
Zn H 2S
+
S +K a 1K a 24S 2-2-
3
K a 1K a 2..
H 2S
2A g ++
H 2S
2e
Ag 2S
+
2H +
∴
S 2-=0.65×10-8m ol.L
-1
-Zn
2+Zn
2+
+
4NH
Zn NH 3( )4
2+
K
稳
=
=
Zn NH 3
( )4
2+
Zn
2+
NH 34
∴
Zn
NH 3( )4
2+
=2.6×10
-11
m ol.L
-1
设计成电池:
Zn
S +
2-
2Ag +
2e
Ag 2S +
-
+
4NH 3
Zn NH 3
( )4
2+
2e
1.7×10-14
NH 34
∴
E =E θ_
RT nF Ln S 2-Zn NH 3( )42+
∴E =0.852∴0.852=E θ
_RT nF Ln ∴
0.452=
Φ
θ
Ag 2S
Ag
_Φ
Zn NH 3
4
( )2+
Zn
θ
θ
Ag+
Ag Φ
+0.059
2LgK sp _
Φ
θZn
2+Zn
_0.0592
LgK
稳=0.452∴
K sp = 1.0×10
-48
22-23
(1)
锌铝 ZnS 沉淀
无明显现象
(2) ① ②
沉淀
沉淀锌盐镉盐
沉淀溶解沉淀不溶
锌盐白色沉淀
先有沉淀，后溶解
镉Cd(OH)
2
(3) ①
锌盐镁盐
先有沉淀，后溶解白色沉淀
Mg (OH)
2
② ③
锌盐镁盐
硫化锌沉淀白色
无明显现象
锌盐镁盐
32白色
Mg(OH)
2
先有沉淀后溶解
22-24 锌族活泼性较碱土金属差，常温干燥空气中锌族元素不发生变化，都不能从水中置换出
氢气，稀盐酸中Zn 溶解，Cu 较慢，Hg 不溶，同族元素活泼性与IIA 族元素相反。 22-25 IIB 族元素性质比IB 族活泼，IIB 族元素的氧化物的碱性比IB 族元素稍弱，IIB 族元素
比IB 族元素活泼可从它们的原子转化成水合离子所需的热效应得以解释。
第二十二章ds区金属课后习题参考答案 4解：取一定量混合物配成溶液后，滴加入过量的HCl使Ag+完全沉淀后，离心分离。沉淀用稀HNO3加热溶解即得AgNO3溶液.滤液中含有硝酸铜. 5解：溶液中含Cu2+为5/63.55=0.0787mol/L 对于反应: Cu2+ + H2S == CuS↓+ 2H+ K平=[H+]2/[Cu2+][H2S]= [H+]2[S2-]/[Cu2+][S2-][H2S]=K a1K a2/K sp =5.7×10-8×1.2×10-15/1.27×10-36=5.386×1013 设达到平衡时,溶液中[Cu2+]=x mol/L 代入平衡常数表达式得: (0.2+2×0.0787)2/x×0.1= 5.386×1013 ∴x=2.37×10-14(mol/L)= 1.51×10-12mg/ml 6解：(1) 2Cu + O2 + H2O + CO2 == Cu(OH)2·CuCO3 (2) Au + 4HCl + HNO3 == HAuCl4 + NO + 2H2O (3) CuCl42-(黄棕) + 4H2O == [Cu(H2O)4] 2+(蓝) + 4Cl- (4) CuCl42- + SO2 + 2H2O == 2CuCl + SO42- + 6Cl- + 4H+ (5) Ag+ + CN- == AgCN(白)↓AgCN + CN- == Ag(CN)2- Ag(CN)2- + Cl-→不反应2Ag(CN)2- + S2- == Ag2S↓+ 4CN- (6) 2CuCl2·2H2O == Cu(OH)2·CuCl2 + 2HCl↑ 7解：A：CuO；B：CuCl2+Cu(H2O)42+；C：HCuCl2；D：CuCl；E：Cu(NH3)2+；F：Cu(NH3)42+；G：Cu(CN)43-；H：Cu；I：Cu2+；J：Cu(OH)2. 2CuO + 4HCl + 2H2O==CuCl42- + Cu(H2O)42+CuCl2 + Cu + 2HCl == 2HCuCl2 HCuCl2HCl + CuCl↓CuCl + 2NH3 == [Cu(NH3)2]Cl 2[Cu(NH3)2]+ + 4 NH3·H2O + 1/2O2 == 2[Cu(NH3)4]2+ + 2OH- + 3H2O 2[Cu(NH3)4]2+ + 10CN- == 2[Cu(CN)4]3- + (CN)2↑+ 8NH3 2[Cu(CN)4]3- + Zn == 2Cu + [Zn(CN)4]2- + 4CN- 3Cu + 8HNO3(稀) == 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O Cu2+ + 2OH- == Cu(OH)2↓Cu(OH)2CuO + H2O 8解：(1) 已知ψθ(Cu2+/Cu)=0.345V; ψθ(Fe2+/Fe)= -0.440V; ψθ(Fe3+/Fe2+)=0.770V. 因ψθ(Cu2+/Cu)＞ψθ(Fe2+/Fe), 则Cu2+可把Fe氧化,反应: Fe + Cu2+ == Cu + Fe2+ . 而ψθ(Fe3+/Fe2+)＞ψθ(Cu2+/Cu),所以Cu又能使Fe3+还原为Fe2+,反应: Cu+2Fe3+==Cu2++2Fe2+. (2) 用浓ZnCl2处理表面是为了除去金属表面的氧化物,同时又不损害金属表面,且高温下水分蒸发后,熔化的盐覆盖在金属表面防止其氧化,可保证金属与金属的直接接触.反应式如下: ZnCl2 + H2O == H[ZnCl2(OH)] FeO + H[ZnCl2(OH)] == Fe[ZnCl2(OH)]2 + H2O (3) HgS由于溶解度非常小,所以不溶于HCl,HNO3中.(NH4)2S中虽然含有S2-,但由于其水解较严重,导致自由的[S2-]大大低于同浓度的Na2S溶液,所以HgS在(NH4)2S中不溶. HgS溶于浓的Na2S溶液中是因为可形成HgS22-配离子的缘故. (4) HgC2O4因Ksp小难溶于水,但在Cl-中因形成配离子HgCl42-而溶解. HgC2O4 + 4Cl- == HgCl42- + C2O42- (5) 在Cl-存在时,Hg2+可形成稳定的HgCl42-配离子,这时加入NH3水也不能使HgCl42-转化为HgNH2Cl. 9解：反应的△rGθ=△f Gθ(Ag+,aq)+△f Gθ(Cl-,aq)-△f Gθ(AgCl,s) =77.11-131.17+109.72= 55.66(kJ/mol) 由△rGθ=-RTlnK得: lnK=-△rGθ/RT= -55.66×103/8.314×298 = -22.47 K=1.75×10-10 而K=Ksp 则AgCl的Ksp为1.75×10-10.
实验二十一ds 区金属 一、实验目的 1、掌握铜、银、锌、镉、汞氧化物或氢氧化物的酸碱性，硫化物的溶解性； 2、掌握Cu (Ⅰ)、 Cu (Ⅱ)重要化合物的性质及相互转化条件； 3、试验铜、银、锌、镉、汞的配位能力以及亚汞离子和汞离子的转化。 二、实验内容 （一）、铜、银、锌、镉、汞氢氧化物或氧化物的生成和性质： 1 、 铜、锌、镉氢氧化物的生成和性质 （1） Ag 2O 的生成和性质： Ag ++OH - ===AgOH↓白色→Ag 2O+H 2O Ag 2O+2HNO 3===2AgNO 3+H 2O Ag 2O+2NH 3.H 2O==2[Ag （NH 3）2]++2OH -+H 2O Ag 2O 微溶于水，溶液呈微碱性。它的△f H m ﹩ 很小，不稳定，加热易分解，具有氧化性。 （2）HgO 的生成和性质 Hg 2++2OH -==Hg （OH ）2==HgO↓+H 2O HgO+2HNO 3==Hg （NO 3）2+H 2O HgO+NaOH （40℅）-----不溶 HgO 有黄色和红色变体，结构相同，颜色差别完全是由于其颗粒的大小不同所致,黄色HgO 晶粒较细小,红色颗粒较大。 （二）、铜、银、锌、镉、汞硫化物的生成和溶解
说明： 1.生成的CdS中，个别学生得到的沉淀是黄色中夹有白色沉淀，有可能是CdS晶形不一样，或有可能是生成Cd（OH）2白色沉淀。补充：CdS沉淀颜色变化与溶液的酸度及温度有很大关系。在冷氨性、中性或弱酸性溶液中，其沉淀为淡黄；若H+浓度增大，则沉淀将加变为深黄色。 2.在Hg（NO3）2中加入Na2S，开始生成白色沉淀，再加Na2S后变黑。对白色沉淀再加热也不会再变化。个别学生得到白中带有黄色的沉淀。 在中性或酸性汞盐溶液中加入S2-，即首先形成一个白色的复合物（HgCl2·2HgS）： 3Hg2++2Cl-+2S2-====HgCl2·2HgS 若再加S2-，则白色沉淀→ 黄色→ 棕色→ 黑色： 2HgCl·2HgS+S2-====3HgS+2Cl- 此沉淀不溶与其它，只溶于王水、Na2S。 将HgS与稀HNO3长时煮沸使之转变为一白色化合物，浓HNO3也有相同作用。HgS在浓HNO3中长时煮沸才溶： 5HgS+8NO3-+8H+=====3Hg(NO3)2·2HgS+3S+2NO+4H2O （三）、铜、银、锌、汞的配合物 1、氨合物的生成 1)CuSO4+NH3?H2O====Cu2(OH)2SO4(浅蓝色)+(NH4)2SO4 Cu2(OH)2SO4+8NH3====2[Cu(NH3)4]2++SO42-+2OH- 2）2Ag++2NH3.H2O====Ag2O+2NH4++H2O Ag2O+2NH3.H2O====2Ag(NH3)2++2OH-+H2O 3）Zn2++NH3H2O====Zn（OH）2+2NH4+ Zn（OH）2+4NH3H2O====[Zn(NH3)4]2++2OH-+4H2O 2、汞配合物的生成和性质 （1）、Hg（NO3）2+2I-====HgI2↓（红色）+2NO3- HgI2+2I-====[HgI4]2-（无色） 奈斯勒试剂-----K2[HgI4]+KOH NH4++2K2[HgI4]+4KOH====Hg2NI·H2O↓（红棕色）+7KI+K++3H2O (2)、Hg（NO3）2+2SCN-====Hg（SCN）2↓（白色）+2NO3- Hg（SCN）2+2SCN-====[Hg（SCN）4]2-（无色） Zn2++[Hg（SCN）4]2-=====Zn[Hg（SCN）4] ↓（白色，在中性或微酸性溶液中稳定）（四）、铜、银、汞的氧化还原性 １、Cu2O的生成和性质：
无机化学s区元素练习题 S区元素练习题 一、完成并配平下列反应方程式 1、Na +H2→ 2、LiH → 3、CaH+H2O→ 4、Na2O+ CO→ 5、 Na2O+ MnO4- + H+→ 6、BaO+ H2SO4 → 7、纯氧中加热氧化钡 8、唯一能生产氮化物的碱金属与氮气反应 9、铍与氢氧化钠溶液反应 10、金属钙在空气中燃烧，将燃烧产物再与水反应 11、写出氢氧化锂和过氧化钡的常用制取方法的化学方程式 二、请用热力学数据计算碱金属的过氧化物的稳定性增强 请用热力学数据计算碱金属超氧化物的稳定性也在逐渐增强 三、已知r＝227pmr＝197pm，Ar=39.0Ar=40.078,计算钾和钙的密度。 四、写出Ca2与氯化镁溶液反应的离子方程式，计算
该反应在298K下的标准平衡常数K? 五、已知NaH晶体中，Na与H的核间距离为245pm，试用Born-Lande公式计算NaH的晶格能。再用波恩－哈伯循环计算NaH的标准摩尔生成焓。 ????六、计算反应MgO + C?的?rHm，?rSm和???CO ＋Mg+- ?rGm，以及该反应可以自发进行的最低温度。 ? 七、已知镁的升华焓?SubHm=147.70kJ·mol,第一，第二电离分别为I1=743.94 ?2?kJ·mol-1，I2=1456.8kJ·mol-1，?fHm=-466.8kJ·mol-1，?-1 ?fGm=-454.kJ·mol，试计算?fHm，计算E和Mg的水合热2+2?/Mg)。 八、s区某金属A与水反应剧烈，生成的产物之一溶液呈碱性。B与溶液C反应可得到中性溶液D，D在无色火焰中的焰色反应呈现为黄色。在D中加入硝酸银溶液有白色沉淀E生成，E可溶于氨水中。一淡黄色粉末物质F与金属A反应生成G，G溶于水得到B溶液，F溶于水则得到B和H的混合溶液，H的酸性溶液可使高锰酸钾溶液退色，并放出气体I。试确定各字母所代表物质的化学式，写出有关的反应方程式。 某碱土金属A在空气中燃烧时火焰呈橙红色，反应产
实验六ds区金属(铜、银、锌、镉) 实验摘要: 本实验用铜、锌、镉的硫酸盐和氢氧化钠反应来制备对应的氢氧化物，再分别和稀盐酸和过量氢氧化钠反应来探究铜、锌、镉的氢氧化物的酸碱性。用硝酸银和氢氧化钠反应来制备氧化银，再分别和稀硝酸和过量氨水反应来探究氧化银的酸碱性。用锌、镉的硫酸盐和硫化钠溶液反应再分别和稀盐酸和王水反应，以此探究其硫化物的溶解性。用硫酸铜、硝酸银、硫酸锌溶液分别和氨水反应，直至氨水过量，通过观察沉淀的变化熟悉铜、银、锌的配位能力。通过氧化亚铜、氯化亚铜、碘化亚铜的生成和性质实验来掌握铜离子和亚铜离子重要化合物的性质及相互转化的条件。实验初步得出结论:氢氧化铜和氢氧化锌显两性，氢氧化铬和氧化银显碱性；硫化物大都难溶于水；铜离子、银离子、锌离子课形成氨的配合物。 关键词: ds区金属氢氧化物氧化物硫化物酸碱性溶解性氨合物氧化还原性 实验用品: 试管离心试管烧杯离心机PH试纸玻璃棒 实验内容: 1. 铜、锌、镉氢氧化物的生成和性质 2．氧化银的生成和性质
3.锌、镉硫化物的生成和性质 分别往硫酸锌、硫酸铬溶液中加入硫化钠溶液，观察沉淀的颜色，将沉淀离心分离，洗涤，分成三份，再分别加入稀盐酸、浓盐酸、王水，水浴加热，观察沉淀的溶解情况。 4. 铜、银、锌的氨配合物 分别往硫酸铜、硝酸银、硫酸锌溶液中加入氨水，观察沉淀的生成，继续加氨水至过量，观 5.氧化亚铜的生成和性质 6.氯化亚铜的生成和性质
7.碘化亚铜的生成和性质 结果及讨论: 氢氧化锌、氢氧化铜具有两性，以碱性为主，能溶于浓的强碱中生成配离子，氢氧化铬的碱性比强氧化锌强，仅能缓慢溶于热浓强碱。 氢氧化银沉淀极不稳定，易脱水生成碱性氧化银。 ds区金属硫化物都不溶于水，有的可溶于酸，都能溶于王水。 铜离子、银离子、锌离子都可生成氨配合物。 亚铜离子在水溶液中极不稳定，易歧化为铜离子和铜。 参考文献: [1] 北京师范大学等校编.《无机化学实验》[M](第三版)，高等教育出版社，2004,164-166 [2]孙一平，朱锡海《十二烷基硫酸钠气浮氢氧化铬沉淀的机理》[J]，《水技术处理》,199301期，38-42 [3]罗耀宗《铜氨络离子废水的处理》[J]，《甘肃环境研究与检测》,1997年第10卷第二期，34-35 [4]舒余德《电解法制取氧化亚铜的研究》[J],《沈阳化工》,1994年03期，20-24
习题 一、选择题 1.下列金属中，最不活泼的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) A.Cu B. Ag C. Zn D.Hg 2.与银反应能置换出氢气的的稀酸是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) A. 硫酸 B. 盐酸 C. 硝酸 D.氢碘酸 3．为除去铜粉中少量氧化铜，应采取的操作是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) A. 浓盐酸洗 B. KCN溶液洗 C. 稀硝酸洗 D. 稀硫酸洗 4.下列化合物，在硝酸和氨水中都能溶解的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) A. AgCl B. Ag2CrO4 C.HgCl2 D. CuS 5．下列化合物中颜色最浅的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) A. Ag3PO4 B.CuI C.AuCl D. HgO 6.下列化合物中，在氨水、盐酸、氢氧化钠溶液中均不溶解的好是( ) (吉林大学《无机化学例题与习题》) A. ZnCl2 B. CuCl2 C. Hg2Cl2 D. AgCl 7．关于CuCl2性质的叙述，错误的是（）(吴成鉴《无机化学学习指导》) A．是离子型化合物 B.是链状结构 C. 与HCl反应可生成配合物 D. 不论晶体还是水溶液均有颜色 8.向CuSO4入氨水的过程中，可能得到（）(吴成鉴《无机化学学习指导》) A. Cu(OH)2. B.Cu2(OH)2SO4 C. [Cu(NH3)4]2+ D.[Cu(H2O)4]2+ 9.下列物质不能产生黑色物质的是( ) (吴成鉴《无机化学学习指导》) A.Cu在干燥的空气中加热至773K B. Ag与含H2S的空气接触 C. AgBr见光 D. ZnO在H2S气流中加热 10．往含有Ag+、Cd2+、Al3+、Hg22+的溶液中滴加稀盐酸能析出沉淀的是（）(吴成鉴《无机化学学习指导》) A.Al3+和Cd2+ B.Ag+和Hg22+ C.Ag+和Cd2+D只有.Ag+ 11. 能区分Zn2+和Al3+的下列试剂是（）(吴成鉴《无机化学学习指导》) A. NaOH B. HCl C. Na2CO3 D. NH3.H2O
第15章氮族元素 15-1 给出下列物质的化学式。 （1）雄黄；（2）雌黄；（3）辉锑矿；（4）锑硫镍矿；（5）辉铋矿；（6）砷华；（7）锑华；（8）铋华 解： （1）As4S4；（2）As2S3；（3）Sb2S3；（4）NiSbS；（5）Bi2S3；（6）As2O3；（7）Sb2O3；（8）Bi2O3 15-2 在稀硫酸介质中完成并配平下列反应的方程式。 （1）I-+NO2- ------ （2）NH4++NO2- ------ （3）MnO4-+NO2- ------ （4）MnO4-+As2O3------ （5）NaBiO3+Mn2+ ------ （6）H3PO3+NO2- ------ （7）I-+AsO43- ------ （8）N2H4+NO2- ------ （9）N2H4+AgCl------ （10）As2O3+Zn------ 解： （1）2I-+2NO2-+4H+ ═== I2+2NO↑+2H2O （2）NH4++NO2- ? ===N 2 +2H2O （3）4MnO4-+5NO2-+6H+ === 2Mn2++5NO3-+5H2O （4）4MnO4-+5As2O3+9H2O+2H+ ===4 Mn2++10H2AsO4-（5）5NaBiO3+2Mn2++14H+ === 5Bi3++2MnO4-+5Na++7H2O （6）H3PO3+NO2-+2H+ === H3PO4+2NO↑+H2O （7）2I-+AsO43-+2H+ === I2+AsO33-+H2O （8）N2H4+NO2-+H+ === HN3+2H2O （9）N2H4+4AgCl === 4Ag+N2↑+4HCl （10）As2O3+6Zn+12H+ === 2AsH3↑+6Zn2++H2O 15-3 完成并配平下列NaOH溶液参与的反应。 （1）NaOH+P4------ （2）NaOH(过量)+H3PO2------ （3）NaOH+As2S3------ （4）NaOH+Sb(OH)3------ （5）NaOH+NCl3------ （6）NaOH+NO2------
实验二十一ds区金属 一、实验目的 1、掌握铜、银、锌、镉、汞氧化物或氢氧化物的酸碱性，硫化物的溶解性； 2、掌握Cu (Ⅰ)、Cu (Ⅱ)重要化合物的性质及相互转化条件； 3、试验铜、银、锌、镉、汞的配位能力以及亚汞离子和汞离子的转化。 二、实验内容 （一）、铜、银、锌、镉、汞氢氧化物或氧化物的生成和性质： 1 、铜、锌、镉氢氧化物的生成和性质 （1）Ag2O的生成和性质： Ag++OH-===AgOH↓白色→Ag2O+H2O Ag2O+2HNO3===2AgNO3+H2O Ag2O+2NH3.H2O==2[Ag（NH3）2]++2OH-+H2O Ag2O微溶于水，溶液呈微碱性。它的△f H m﹩很小，不稳定，加热易分解，具有氧化性。 （2）HgO的生成和性质 Hg2++2OH-==Hg（OH）2==HgO↓+H2O HgO+2HNO3==Hg（NO3）2+H2O HgO+NaOH（40℅）-----不溶 HgO 有黄色和红色变体，结构相同，颜色差别完全是由于其颗粒的大小不同所致,黄色HgO晶粒较细小,红色颗粒较大。 （二）、铜、银、锌、镉、汞硫化物的生成和溶解
说明： 1.生成的CdS中，个别学生得到的沉淀是黄色中夹有白色沉淀，有可能是CdS晶形不一样，或有可能是生成Cd（OH）2白色沉淀。补充：CdS沉淀颜色变化与溶液的酸度及温度有很大关系。在冷氨性、中性或弱酸性溶液中，其沉淀为淡黄；若H+浓度增大，则沉淀将加变为深黄色。 2.在Hg（NO3）2中加入Na2S，开始生成白色沉淀，再加Na2S后变黑。对白色沉淀再加热也不会再变化。个别学生得到白中带有黄色的沉淀。 在中性或酸性汞盐溶液中加入S2-，即首先形成一个白色的复合物（HgCl2·2HgS）：3Hg2++2Cl-+2S2-====HgCl2·2HgS 若再加S2-，则白色沉淀→ 黄色→ 棕色→ 黑色： 2HgCl·2HgS+S2-====3HgS+2Cl- 此沉淀不溶与其它，只溶于王水、Na2S。 将HgS与稀HNO3长时煮沸使之转变为一白色化合物，浓HNO3也有相同作用。HgS在浓HNO3中长时煮沸才溶： 5HgS+8NO3-+8H+=====3Hg(NO3)2·2HgS+3S+2NO+4H2O （三）、铜、银、锌、汞的配合物 1、氨合物的生成 1)CuSO4+NH3?H2O====Cu2(OH)2SO4(浅蓝色)+(NH4)2SO4 Cu2(OH)2SO4+8NH3====2[Cu(NH3)4]2++SO42-+2OH- 2）2Ag++2NH3.H2O====Ag2O+2NH4++H2O Ag2O+2NH3.H2O====2Ag(NH3)2++2OH-+H2O 3）Zn2++NH3H2O====Zn（OH）2+2NH4+ Zn（OH）2+4NH3H2O====[Zn(NH3)4]2++2OH-+4H2O
氮族元素 NO和NO2的常见反应 NO与空气相遇立即被氧化为红棕色的NO2; 2NO + O2 == 2NO2 这是个放热反应, 但反应速率随温度变化很特殊, 在温度低时反应快, 温度高时却缓慢。
NO2在常温下压缩或在常压下冷却,会有无色的N2O4生成: 2NO2?N2O4 3NO2 + H2O == 2HNO3 + NO 4NO2 + O2 + 2H2O == 4HNO3 4NO + 3O2 +2H2O == 4HNO3 NO + NO2 + O2 + H2O == 2HNO3 氮的氧化物对大气的污染 1. 污染对象:但的氧化物都是大气的污染物,常见的以NO和NO2为主.它们都能刺激和损害呼吸系统,也伤害植物的生长和发育. NO还易与血红蛋白结合,形成亚硝基血红蛋白而失去输氧能力. NO2跟血红蛋白能生成硝基血红蛋白, 同样失去输氧功能. 所以,在空气中浓度大时, 会导致严重的伤害甚至死亡. 在低浓度NO、NO2的空气中时间过长时, 可因NO、NO2在肺中生成HNO3和HNO2而发生病变. NO和NO2在湿空气中产生的硝酸,对金属、机械、建筑物等都有明显的腐蚀作用. NO上升到臭氧层, 也会对臭氧层产生破坏作用. 2. 污染来源:污染大气的氮的氧化物, 主要来源是化工燃料(煤、石油)的燃烧废气. 如汽车尾气、喷气飞机尾气和火电厂废气等. 未经处理的硝酸厂和某些工厂的废气排放, 也会产生较高浓度的氮的氧化物. 3. 主要防污染发应: 伦敦和洛杉矶化学烟雾事件. 2CO + 2NO == N2 + 2CO2 6NO + 4NH3 == 5N2 + 6H2O 6NO2 + 8NH3 == 7N2 + 12H2O
第18章d s 区金属 18.l 为什么C u(II)在水溶液中比Cu(I)更稳定，Ag(I)比Ag(II)稳定,Au 易形成+III 氧化态化合物? 解：(1)Cu 2+离子半径比Cu +离子的小，而电荷又多一倍，所以Cu 2+的溶剂化作用要比Cu + 的强得多；Cu 2+的水化能(－2121kJ ·mol －1)已超过铜的第二电离能。所以Cu 2+在水溶液中比C u +稳足。 (2)Ag 2+和Ag +的离子半径都较大，其水化能相应就小，而且银的第二电离能又比铜的第 二电离能大，因此Ag +比较稳定。 (3)金的离子半径明显比银的大，金的第3个电子比较容易失去，再加上d 8离子的平面 正方形结构具有较高的晶体场稳定化能，这就使得金容易形成+Ⅲ氧化态。 18.2 简述：(1)怎样从闪锌矿冶炼金属锌?(2)怎样从辰砂制金属汞? 解：(1)闪锌矿通过浮选法得到含有40％～60％ZnS 的精矿石，焙烧使其转化为ZnO ，再将ZnO 和焦炭混合在鼓风炉中加热至1373~1573K ，使Zn 以蒸气逸出，冷凝得到纯度为99％的锌 粉： 2ZnS+3O 2========= 2ZnO+2SO 2 2 C+O 2=======2CO ZnO+CO =======Zn(g)+CO 2↓ (2)辰砂中制金属汞 辰砂碎石经粉碎，浮选富集之后，在空气在中焙烧或与石灰共热，然后使汞蒸馏出来。 HgS+ O 2=======Hg+ SO 2↑ 4HgS+4CaO ====== 4Hg+3CaS+CaSO 4 18.3电解法精炼铜的过程中,粗铜(阳极)中的铜溶解，纯铜在阴极上沉积出来，但粗铜中的A g 、 Au 、Pt 等杂质则不溶解而沉于电解槽底部形成阳极泥，Ni 、Fe 、Zn 等杂质与铜一起溶解，但并不在阴极上沉积出来，为什么? 解：因电解过程是一个氧化还原的过程，从下面各金属离子电对的电极电势可以看出：Cu 2+ 的氧化能力大于Ni 2+、Fe 2+、Zn 2+而小于A g +、Au 3+、Pt 2+，所以在电解过程中，Ni 、Fe 、Zn 失去电子转入溶液中，而Ag 、Au 、Pt 沉入阳极底部。 φM 2+/ M ： Cu ： 0.342 V , Ni ：－0.257V ，Fe ：－0.44V ，Zn ：－0.762 V ，Ag+：0.78 V ， Au 3+：1.498V ，Pt ：1．2V 18.4 有一份硝酸铜和硝酸银的混合物，试设计一个分离它们的方案。 解：根据AgNO 3和Cu(NO 3)2的热分解温度不同分离 2AgNO 3====== 2Ag +2 NO 2↑+O 2 Cu(NO 3)2=====2CuO+4NO 2↑+ O 2↑ 控制温度在472～712 K 之间加热,然后溶解过滤出CuO ，将滤液重结晶便得到纯的硝酸银；将CuO 溶于稀硝酸再结晶便得到硝酸铜。 18.5 lmL 0.2 mol ·dm －3HCl 溶液中含有Cu 2+5mg ，若在室温及101.325kPa 下通入H 2S 气体至 饱和,析出CuS 沉淀,问达到平衡时,溶液中残留的Cu 2+浓度(mg ·mL －1)为多少? 解：K sp(CuS)＝1.27×10－36 H 2S ： K a 1＝5. 7×10－8 K a 2＝1. 2×10－15 由于CuS 的K sp 很小，可以认为Cu 2+完全生成CuS Cu 2++H 2S====Cu S ↓+2H + H 2S====2H ++ S 2－ [S 2－]＝ 焙烧 712K 472K K a 1·K a 2 [H 2S] [H +]
第13 章氮、磷、砷 13.1 请回答下列有关氮元素性质的问题。 ( l )为什么N－N 键的键能(167KJ.mol－1)比P－P 键(201 kJ·mol－1)的小？而N≡N叁键的键 能(942 kJ·mol－1)又比P≡P叁键(481 kJ·mol－1 )的大？ ( 2 )为什么氮不能形成五卤化物？ ( 3 )为什么NO的第一电离能比N原子的小？ 解：( l )氮的原子半径比磷的小很多，价层中又有孤对电子，当两个氮原子靠近成键时，电子对间的排斥作用抵消了部分键能，故N－N键的键能比P－P键的小。但正由于氮原子的半径小，且内层电子也比磷的少，有利于p 轨道的侧向重叠，氮形成多重键的倾向比磷强，故N≡N叁键的键能反比P≡P叁键的大。 ( 2 )氮原子的价层只有4个价轨道，只能形成4个共价键，故不能形成含有5个N－X键的NX5。 ( 3 )氮原子价电子层半满，稳定。从NO→NO+是失去π*反键轨道上的电子，故所需的能量比N的IE1 要小得多。 13.2．请回答下列问题： ( l )如何除去N2中少量NH3和NH3中的水气？ ( 2 )如何除去NO中微量的NO2和N2O中少量的NO ? 解：( l )将含有少量的NH3的N2气，通入水中除去NH3，NH3中的水气用碱石灰吸收。 ( 2 )将含有微量的NO2和N2O通入水中以吸收NO2(用碱液吸收更好)。将含有少量NO的N2O通入FeSO4溶液中，使NO与FeSO4络合成Fe(NO)SO4。 13.3 以NH3与H2O作用时质子传递情况，讨论H2O，NH3和质子之间键能的强弱：为什么醋酸 在水中是一弱酸，而在液氨溶剂中却是强酸？ 解：2O作用时，质子传递情况为： NH3+H2O NH4++OH－K＝1.77×10－5 O H3O++OH－K＝1.0×10－14 22 从K值可知：NH3与H+结合的键能比H2O与H+间的键能大。 NH3接受H+的能力比H2O强，故醋酸在液氨中几乎完全电离，表现强酸性；而醋酸在水中则不能完全电离，表现弱酸性。 13.4．将下列物质按碱性减弱顺序排序，并给予解释。 NH2OH NH3N2H4PH3AsH3 解：碱性减弱次序为：NH3、N2H4、NH2OH 、PH3、AsH3 因为按此顺序，各物种中的中心原子负电荷密度减小，对质子的亲和力减弱。 13.5．请解释下列事实：
第二十章S区金属(碱金属与碱土金属) 总体目标： 1.掌握碱金属、碱土金属单质的性质，了解其性质、存在、制备及用途之间的关系 2.掌握碱金属、碱土金属氧化物的类型及重要氧化物的性质及用途 3.掌握碱金属、碱土金属氢氧化物溶解性和碱性的变化规律 4.掌握碱金属、碱土金属盐类的性质；认识锂和镁的相似性 各节目标： 第一节金属单质 1.了解碱金属和碱土金属单质的物理性质，包括颜色、状态、熔点、沸点、硬度、密度、导电性 2.掌握碱金属和碱土金属单质的化学性质，主要包括：①与水的反应②与非金属的反应（O2、Cl2、N2、H2等等）③与液氨的反应④与其他物质反应 3.了解碱金属和碱土金属的存在、熔盐电解法和热还原法制备方法及用途 第二节含氧化合物 1.掌握碱金属、碱土金属氧化物的类型，包括普通氧化物、过氧化物、超氧化物和臭氧化物及一些重要氧化物的性质和用途 2.掌握碱金属、碱土金属氢氧化物在同族从上到下溶解性增大及随离子半径的增大碱性增强的变化规律 第三节盐类 1.掌握碱金属、碱土金属重要盐类的热稳定性和溶解性的变化规律及用途 2.认识锂和镁的相似性，掌握它们的特性 Ⅱ习题 一选择题 ⒈下列氮化物中最稳定的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》) A. Li3N B. Na3N C. K3N D. Ba3N2 ⒉已知一碱金属含氧化合物，遇水、遇CO2均可放出氧气，在过量氧气中加此 碱金属，可直接生成该含氧化合物，此氧化物之阴离子具有抗磁性，此物质为（）
A.正常氧化物 B.过氧化物 C.超氧化物 D.臭氧化物 ⒊超氧离子-2O ，过氧离子-22O 与氧分子O 2相比较，稳定性低的原因是（ ） A. -2O 、-22O 反键轨道上的电子比O 2的少，从而它们的键级小 B. -2O 、-22O 反键轨道上的电子比O 2的少，从而它们的键级大 C. -2O 、-22O 反键轨道上的电子比O 2的多，从而它们的键级小 D. -2O 、-22O 反键轨道上的电子比O 2的多，从而它们的键级大 ⒋电解熔融盐制金属钠所用的原料是氯化钠和氯化钙的混合物，在电解过程中阴极析出的是钠而不是钙，这是因为（ ） A.)/()/(200Ca Ca Na Na ++>??，钠应先析出 B.还原一个钙离子需要2个电子，而还原一个钠离子只需一个电子， C.在高温熔融条件下，金属钠的析出电位比金属钙低 D.析出钙的耗电量大于析出钠的耗电量 ⒌已知)/()/(00Na Na Li Li ++>??，这是由于（ ） A.锂的电离能大于钾、钠 B.锂与水的反应速度较钾、钠与水的更为强烈 C.锂与水的反应速度较钾、钠与水的更为缓慢 D.Li 的水化能大于Na +和K +的水化能 ⒍碱金属氢氧化物的溶解度较碱土金属氢氧化物为大，这是由于（ ） A.它们的氢氧化物碱性强 B.它们的氢氧化物电离度大 C.碱金属离子的离子势大 D.碱金属离子的电离势小 ⒎锂和镁性质上的相似性是由于（ ） A.锂、镁的离子极化能力相似 B.锂、镁的离子变形性相似 C.两者离子均为8电子层构型 D.两者离子半径相近、离子电荷相同 ⒏下列硫酸盐中热稳定性最高者是（ ） A. Fe 2（SO 4）3 B. K 2SO 4 C. BeSO 4 D. MgSO 4 ⒐用金属钠在高温下能把KCl 中的K 还原出来，原因是（ ） A.金属钠比金属钾更活泼
实验 ds 区金属（铜、银、锌、镉、汞） 一、实验目的： 1、了解铜、银、锌、镉、汞的氧化物或氢氧化物的酸碱性、硫化物的溶解性。 2、掌握Cu(Ⅰ)、Cu(Ⅱ)重要化合物的性质及相互转化条件。 3、试验并熟悉铜、银、锌、镉、汞的配位能力，以及Hg2 2+ 和Hg 2+ 的转化。 二、实验用品： 仪器：试管、烧杯、离心机、离心试管 固体药品：碘化钾、铜屑 液体药品： HCl(2mol/L、 浓)、 H2SO4(2mol/L)、 HNO3(2mol/L、 浓)、 NaOH(2mol/L、 6mol/L、 40%)、氨水(2mol/L、浓)、CuSO4(0.2mol/L)、ZnSO4(0.2mol/L)、CdSO4(0.2mol/L)、 CuCl2(0.5mol/L) 、 Hg(NO3)2(0.2mol/L) 、 SnCl2(0.2mol/L) 、 AgNO3(0.1mol/L) 、 Na2S(0.1mol/L)、KI(0.2mol/L)、KSCN(0.1mol/L)、Na2S2O3(0.5mol/L)、NaCl(0.2mol/L)、 金属汞、葡萄糖溶液（10%） 材料：pH试纸、玻璃棒 三、实验内容： （一）铜、银、锌、镉、汞氧化物或氢氧化物的生成和性质 1、铜、锌、镉氢氧化物的生成和性质 在分别装有 0.5mL0.2mol/L CuSO4、ZnSO4、CdSO4 溶液的三支试管中滴加新配制 的2mol/L NaOH溶液，观察溶液颜色及状态。 将各沉淀分成两份：分别加入2mol/L H2SO4 和2mol/L NaOH，观察现象。 CuSO4 + 2NaOH === Cu(OH)2↓(兰)+ Na2SO4 ZnSO4 + 2NaOH === Zn(OH)2↓(白) + Na2SO4 CdSO4 + 2NaOH === Cd(OH)2↓(白)+ Na2SO4 Cu(OH)2 + H2SO4 === CuSO4 + 2H2O Cu(OH)2 + 2NaOH === Na2[Cu(OH)4] Zn(OH)2 + H2SO4 === ZnSO4 + 2H2O Zn(OH)2 + 2NaOH === Na2[Zn(OH)4] Cd(OH)2 + H2SO4 === CdSO4 + 2H2O Cd(OH)2 酸性特别弱，不易溶于强碱中，只缓慢溶于热、浓的强碱中。 2、银、汞氧化物的生成和性质 （1）氧化银的生成和性质 AgNO3(0.5mL0.1mol/L)→加入NaOH(2mol/L新配制)→观察沉淀的颜色和状态→离 心分离→沉淀分成两份→一份加氨水(2mol/L)，另一份加HNO3(2mol/L)→观察现象 AgNO3 + NaOH === AgOH + NaNO3
第十四章氮族元素 知识点归纳 一、氮的单质 单质氮在常况下是一种无色无味的气体，在标准状况下密度为1．25g／dm3。工业上生产氮一般是由分馏液态空气在15．2MPa压力下装入钢瓶备用，或做成液氮存在于液瓶中，实验室中制备少量氮气。N2分子是已知的双原子分子中最稳定的。 在高温高压并有催化剂存在的条件下，氮气可以和氢气反应生成氨：
二、氦的成键特征 N原子价最子层结构为2s2p3，即有3个成单电子和一个孤电子对，在形成化合物时，其成键特征如下： (1)形成离子键N原子有较高的电负性，它同电负性较低的金属形成一些二元氮化物即能够获得部分负电荷而形成N3-离子。 (2)形成共价键N电子同电负性较高的非金属形成化合物时它总是以不同的共价键同其他原子相结合，这些共价键一般有以下几种： 三、氮的氢化物 1．氨 (1)氨的制备氨是氮的最重要化合物之一，在工业上氨的制备是用氮气和氢气在高温高压和催化剂存在下合成的： (2)氨分子的结构在NH3中，氨采取不等性sp3杂化，有一对孤电子对，分子呈三角锥形结构，键角为107。18'。这种结构使得NH3分子有较强的极性。 (3)氨的物理性质和化学性质NH3具有相对高的凝固点、溶解热、蒸发热、溶解度和介电常数，氨极易溶于水。在水中的溶解度比任何气体都大，237K时1 dm3的水能溶解1200dm3的氨。
氨的主要化学性质有： ①还原性KH3和NH4+离子中N的氧化价为+3，因此它们在一定条件下只能有失去电子的倾向而显还原性。常温下，氨在水溶液中能被Cl2，H2O2，KMnO4等氧化。例如： ③加合反应氨中氮原子上的孤电子对能与其他离子或分子形成配位键，结果形成了各种形式的氨合物，氨能与许多金属离子形成氨配合物如[Ag(NH3)2]+。 ④弱碱性氨极易溶于水，它在水中主要是形成水合分子，同时在水中只有一部分水合氨分子发生电离作用。NH3·H2O的K b=1．8×10-5，可与酸发生中和反应。 (4)铵盐氨和酸作用可得到相应的铵盐，铵盐一般是无色晶体，易溶于水，而且是强电解质。NH4+离子半径为143pm，接近于钠的半径，因此铵盐的性质类似于碱金属盐类，而且往往与钾盐、铷盐同晶，并有相似的溶解度。 由于氨的弱碱性，由强酸组成的铵盐其水溶液显酸性： (5)氨的用途氨在工业中有广泛的应用，特别是在机合成工业中，常用在尿素、染料、医药品和塑料的生产。由于氨水的微碱性，因而可作洗涤剂。氨有很高的汽化热，容易加压液化，所以常用冷凝机和制冷机的循环冷剂。 2．联氨
第二十二章ds区金属预习提纲 第22章ds区金属 第一节铜族元素 （ds区）I B II B 价电子结构(n-1)d10ns1(n-1)d10ns2 第四周期Cu (copper)Zn (zinc) 第五周期Ag (silver）Cd (cadmium) 第六周期Au (Aurum)Hg (mercur) (n-1)d10ns1。 2.铜族元素在水溶液中的金属活泼性远小于碱金属，而且按铜-银-金的顺序降低。碱金属是非常活泼的，铜族金属是不活泼的。 值都比氢 从电势图可以看出，铜、银、金的 的大，所以铜族元素在水溶液中的金属活泼性远 小于碱金属，而且金属活泼性按铜、银、金的顺 序降低。这与碱金属从钠到铯金属活泼性增强恰 好相反。 问题1：铜族元素的金属活泼性远小于碱金属， 而且按铜-银-金的顺序降低 原因: 铜族与碱金属元素性质不同的内在原因在于它们电子构型的不同。 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。 铜族金属是不活泼的，且由Cu→Ag→Au活泼性递减。 热力学角度 从固体金属形成一价水合阳离子全部过程的能量变化来解释. 该过程的能量包括：升华能是由固体金属升华为气体原子所吸收的能量；电离能是由气态原子电离为气态M+所吸收的能量；水化能是气态M+与水结合成水合离子M+(aq)所释放出的能量。应用玻恩一哈伯循环计算得到整个过程所需的总能量见表22－2。
从总能量看出，由M(s)→M+(aq)所需总能量按铜、银、金顺序越来越大，即单质形成M+(aq)的活性依次降低，所以铜、银、金的金属性质愈来愈不活泼。 3、铜族元素其价电子构型为(n-1)d10ns1。 铜族元素的氧化态有+I、+II、+III三种。 常见的是：Cu为+II、Ag为+I、Au为+III。 Cu、Ag、Au的氧化态的变化趋势没有规律性 问题2：Cu、Ag、Au的氧化态的变化趋势为什么没有规律性？ b. 金比铜和银更易实现高氧化态，如：AuF5和AuF7 4、铜族元素容易形成共价化合物，形成配合物的倾向也很显著。 原因: 铜族元素的离子属于18电子层构型，有很强的极化力和明显的变形性，容易形成共价化合物。 本族元素离子的d、s、p轨道能量相差不大，能级较低的空轨道较多，所以形成配合物的倾向也很显著。 二、铜、银、金的单质 1、存在、用途和冶炼 (1) 存在（Occurrence ） 矿物：孔雀石：Cu2(OH)2CO3 辉铜矿：Cu2S 黄铜矿：Cu2S·Fe2S3即CuFeS2 辉银矿：Ag2S 角银矿：AgCl 金：稀有，主要以游离态存在。“黄金王国”—南非。因其黄金储量约25000吨，占世界总储量的60%，黄金的产量居世界的首位。其次是俄罗斯。 (2)用途（applications ） 铜是人类历史上最早使用的金属。我国是最早使用铜器的国家之一。铜可以形成很多合金如青铜、黄铜和白铜，我国是青铜、黄铜和白铜等合金的首创者。 铜和Fe、Mn、Zn、Co等元素都可用作微量元素肥料。铜在生命系统中有重要作用，人体中有30多种蛋白质和酶含有铜。铜元素具有抗癌功能。铜的导电性能很好，在输电线路和电气工业和航天工业有主要用途。 （3) 冶炼（abstraction） 炼方法一般随矿石的性质而有所不同。对铜的几种氧化物矿石可用焦炭热还原成铜，也可采用湿法冶金，如用稀硫酸或其它配位剂浸出，然后进行电解。铜主要用火法从黄铜矿CuFeS2提炼。冶炼过程大致分为： 富集由于矿石品位较低(约含0.5％的铜称为贫矿)，首先要将矿石碾碎，采用泡沫浮选法富集，达到含铜量为15％～20％的精矿。 焙烧把得到的精矿送入沸腾炉，在923～1073 K通空气进行氧化焙烧，除去部分的硫和挥发性杂质如As2O3等，并使部分硫化物变成氧化物。主要反应：
第十四章氮族元素 1．用MO理论讨论N2和NO分子中的成键情况，并指出两者键级是多少？ 答：N2： 2 2 2 2 2 2 2* 2 2 2p p p s s z y KKσ π π σ σ键级3 NO： 1* 2 2 2 2 2 2 2 2* 2 2 2p p p p s s z y KKπ σ π π σ σ键级2.5。 2．解释下列问题： （1）虽然氮的电负性比磷高，但是磷的化学性质比氮活泼？ （2）为什么Bi(V)的氧化能力比同族其他元素强? 答：(1) 氮的电负性比P高，但氮不如P活泼，这是由俩者单质的结构不同决定的。 N的半径很小，但N原子间形成三重键，叁键的键能很高，难以断开，因而N2很不活泼。 P原子半径很大，而使P原子间的p轨道重叠很小，不能形成多重键。P-P单键键能很小，很容易断开。特别白磷的P-P-P键角小张力大，更活泼。 (2) Bi(v)的氧化能力比同族其他元素强的多，出现了充满4f、5d，而4f、5d对电子的屏 蔽作用较小，而6s具有较大的穿透能力，所以6s电子能级显著降低，不易失去， 有“惰性电子对效应”。失去2 个6s电子的Bi(v 更倾向于得到2个电子形成更稳 定的Bi3+。 3．试从分子结构上比较NH3、HN3、N2H4和NH2OH等的酸碱性。 答：NH3结构见书648 HN3结构见书658 N2H4结构见书655 NH2OH结构见书658 得出酸性HN3> NH2OH > N2H4> NH3 碱性相反。 4．试比较下列化合物的性质： （1）NO- 3和NO- 2 的氧化性； （2）NO2、NO和N2O在空气中和O2反应的情况； （3）N2H4和NH2OH的还原性。 答：(1) 氧化性NO2->NO3-; (2) NO2不与空气反应；NO与空气在常温下即可反应，产生红棕色烟雾。N2O也不与空 气反应。 (3)还原性：N2H4 >NH2OH 5．硝酸铵可以有下列两种热分解方式： NH4NO3(s)=NH3(g)+HNO3(g) ΔHθ=171kJ·mol-1 NH4NO3(s)= N2O(g)+2 H2O(g) ΔHθ=-23 kJ·mol-1
第八章s区元素 8.1 S区元素概述 (1) 8.2 S区元素的一些规则 (3) 8.3 重要单质与化合物 (10) 8.4 制备 (18) 8.5 S区元素的生物作用 (20) 8.1 S区元素概述 8.1.1 碱金属 S区元素价电子构性、氧化还原性及其变化规律 S区元素包括周期系中的ⅠA族－碱金属和ⅡA族－碱土金属。 表8-1 ⅠA和ⅡA的特征氧化态为＋1和＋2，但还存在低氧化态，如等。 从标准电极电势（E），均具有较大的负值。金属单质都是强的还原剂,如纳、钾、钙等常用作化学反应的还原剂。 表8-2 S区元素电极电势
由于它们都是活泼的金属元素，只能以化合状态存在于自然界。如钠和钾的主要来源分别为熔盐NaCl 、海水；天然氯化钾、光卤石KCl·MgCl 2·6H 2O 等。钙和镁主要存在于白云石 、方解石 、菱镁矿 、石膏 等矿物中， 锶和钡的矿物有天青石 和重晶石 等。 岩盐 白云石 菱镁矿 重晶石 8.1.2 碱土金属 2.碱土金属 碱金属和碱土金属元素在化合时，多以形成离子键为主要特征。氢氧化物除具 有两性， 为中强碱外，其他均是强碱。 【问题1】铍与锂具有一定的共价性，为什么？ 由于锂和铍原子半径和离子半径小，且为2电子构型，有效核电荷大，极化力强，因此它们的化合物，具有一定的共价性。 碱金属元素的原子也可以共价键结合成分子，如等碱金属单质的双原子分子就是共 价分子。 IA 和IIA 族金属的一些基本性质列于表中。 表8-3 碱金属与碱土金属的基本性质
【问题2】为什么ⅡA 金属的熔沸点升华热高于IA ？ⅡA 离子水合放热更多？ 因为ⅡA 金属中有两个电子参与形成金属键，金属键较强，所以熔沸点及升华热均高于IA 。ⅡA 离子带有两个正电荷，更容易与水结合，会放出更多的热量。 8.2 S 区元素的一些规则 8.2.1 对角线规则（1） 锂和镁的相似性 S 区元素的一些规律 1．对角线规则 第二周期元素Li 、Be 、B 的性质和第三周期处于对角位置的元素Mg 、Al 、Si 一一对应，它们的相似性称为对角线规则。 (1).锂和镁的相似性 a.锂、镁在氧气中燃烧，均生成氧化物（ 和 ），不生成过氧化物。 b.锂、镁在加热时直接和氮反应生成氮化物（和 ），而其它碱金属不能和氮作 用。