第22章 ds区元素
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1ds区元素1.1 本章学习要求(1)掌握铜和银的重要化合物的性质,Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)的相互转化。
(2)掌握锌和汞的重要化合物的性质,Hg(Ⅰ)和Hg(Ⅱ)的相互转化。
(3)了解镉的重要化合物性质。
(4)了解含汞、镉废水的处理。
ds区元素包括铜族元素(铜、银、金)和锌族元素(锌、镉、汞)。
这两族元素原子的价电子构型与其它过渡元素有所不同,为(n-1)d10n s1~2。
由于它们的次外层d能级有10个电子(全满结构),而最外层的电子构型又和s区相同,所以称为ds区。
1.2 铜族元素通性和单质1.2.1概述ⅠB族元素包括铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)三种元素,通常称为铜族元素。
铜族元素原子的价电子构型为(n-1)d10n s1。
最外层与碱金属相似,只有1个电子,而次外层却有18个电子(碱金属有8个电子)。
因此与同周期的ⅠA族元素相比,铜族元素原子作用在最外层电子上的有效核电荷较多,最外层的s电子受原子核的吸引比碱金属元素原子要强得多,所以铜族元素的电离能比同周期碱金属元素显著增大,原子半径也显著减小,铜族元素单质都是不活泼的重金属,而相应的碱金属元素的单质都是活泼的轻金属。
表 1.2-1 碱金属与铜族元素比较自然界的铜、银主要以硫化矿存在,如辉铜矿(Cu2S),黄铜矿(CuFe S2),孔雀石[Cu2(OH)2C O3]等;银有闪银矿(Ag2S);金主要以单质形式分散在岩石或沙砾中,我国江南、甘肃、云南、新疆、山东和黑龙江等省都蕴藏着丰富的铜矿和金矿。
铜族元素密度较大,熔点和沸点较高,硬度较小,导电性好,延展性好,尤其是金。
1克金可抽3公里长的金丝,可压成0.1微米的金箔,500张的总厚度比头发的直径还薄些。
金易生成合金,尤其是生成汞齐。
铜是宝贵的工业材料,它的导电能力虽然次于银,但比银便宜得多。
目前世界上一半以上的铜用在电器、电机和电讯工业上。
铜的合金如黄铜(Cu-Zn)、青铜(Cu-Sn)等在精密仪器、航天工业方面都有广泛的应用。
ds区元素实验报告DS区元素实验报告导言:DS区(Discovered and Studied Zone)是指科学家们在研究中发现并深入研究的区域。
在这个实验报告中,我们将探索DS区中的元素,了解它们的性质和特点,以及它们在自然界和人类生活中的应用。
一、氢元素的探索和性质氢是宇宙中最常见的元素之一,它在地球上以气体的形式存在。
氢具有轻质、可燃、无色无味等特点,是一种非常重要的元素。
在实验中,我们通过电解水的方法制取氢气,并观察了氢气的燃烧现象。
氢气的燃烧产生的唯一产物是水,这使得氢成为一种清洁的能源选择。
二、氧元素的探索和性质氧是地球上最常见的元素之一,它占据了地球大气中的大部分。
氧是一种无色、无味、无臭的气体,对于维持生命至关重要。
在实验中,我们通过加热高锰酸钾制取氧气,并观察了氧气对燃烧的促进作用。
氧气是一种强烈的氧化剂,许多物质在氧气中能够燃烧。
此外,氧气还广泛应用于医疗、工业和冶金等领域。
三、碳元素的探索和性质碳是地球上最丰富的元素之一,它存在于各种有机物中。
碳具有多种形态,如石墨、金刚石等。
在实验中,我们通过加热蔗糖制取活性炭,并观察了活性炭对吸附的作用。
碳具有良好的导电性和热导性,因此被广泛应用于电池、电子产品和高温材料等领域。
四、铁元素的探索和性质铁是地球上最常见的金属元素之一,它广泛存在于地壳和岩石中。
铁具有良好的导电性和磁性,是一种重要的结构材料。
在实验中,我们通过还原铁矿石制取铁,并观察了铁的磁性。
铁在建筑、交通工具和机械制造等领域有着广泛的应用。
五、硫元素的探索和性质硫是地球上一种常见的非金属元素,它存在于地壳、水体和生物体中。
硫具有黄色,有刺激性的气味,以及较低的熔点和沸点。
在实验中,我们通过加热硫磺制取硫酸,观察了硫酸的酸性反应。
硫在化学工业、农业和医药领域有着广泛的应用。
结论:通过对DS区中的元素进行实验探索,我们深入了解了它们的性质和特点,以及它们在自然界和人类生活中的应用。
ds区元素化合物的性质实验报告实验目的:通过实验,探究DS区元素化合物的性质,理解其化学性质和物理性质。
实验原理:DS区元素化合物是指以硫、硒、碲为主元素所形成的化合物。
DS区元素具有典型的金属和非金属的特征,同时也具有一定的半导体特性。
DS区元素化合物的性质与其化学键的性质密切相关。
硫化物中的硫原子具有六个孤对电子,形成-2 价离子和两性离子;碲化物中的碲原子具有四个孤对电子,形成 +2 价离子和 -2 价离子;硒化物中的硒原子则可以彩蝶为+2 价或-2 价离子,也可以形成六配位的复合离子。
实验步骤:1、实验前准备将所需的DS区元素化合物样品称取好,准备好所需的实验设备和试剂。
2、测量熔点取一定量的DS区元素化合物样品,放入实验室专用的熔融点测定仪中,升温至样品融化,记录下样品的熔点。
3、测量电导率将一定量的DS区元素化合物样品溶解在水中,用电导仪测定其电导率。
记录下测得的电导率值。
4、测量硬度取一定量的DS区元素化合物样品,用硬度仪进行硬度测量。
记录下所测得的硬度值。
实验结果:以硫、碲、硒为主元素所形成的DS区元素化合物,其熔点各不相同。
这些化合物一般都是固体,不易溶于水,但它们的电导性却存在一定的差异。
硫化物具有较佳的电导性,碲化物的电导性极低,而硒化物的电导性介于它们之间。
此外,不同的DS区元素化合物具有不同的硬度。
硫化物比较硬,碲化物则相对较软。
硒化物的硬度介于它们之间。
实验结论:DS区元素化合物具有一定的半导体特性,其电导性能与硫、碲、硒之间的化学键种类密切相关。
DS区元素化合物的物理性质也各有不同,其硬度值与其它硫族元素化合物差别不大。
DS区元素化合物的性质实验结果为我们深入了解这类元素化合物提供了具体的实验数据支持。
ds区金属元素实验报告【引言】金属元素是化学中重要的一类元素,其具有良好的导电性、导热性和延展性等特点,被广泛应用于工业、建筑、电子等领域。
本实验旨在通过对不同金属元素的实验研究,探究它们的性质和特点,为深入理解金属元素提供实验依据。
【实验一:金属元素的导电性】首先,我们选取了几种常见的金属元素,包括铜、铁、铝和锌。
通过将它们分别连接到电池的两极,我们可以观察到它们是否能够导电。
实验结果显示,铜和铁能够很好地导电,灯泡发出明亮的光;而铝和锌的导电性较差,灯泡只发出微弱的光。
这是因为铜和铁具有较好的导电性能,而铝和锌的导电性能较差。
【实验二:金属元素的导热性】接下来,我们进行了金属元素的导热性实验。
我们选取了相同大小和形状的铜、铁、铝和锌棒,并将它们的一端依次置于火焰中加热。
实验结果显示,铜棒迅速传导热量,火焰附近的部分迅速变热;铁棒次之,传热速度较慢;铝棒传热速度更慢,火焰附近的部分变热较慢;而锌棒传热速度最慢,火焰附近的部分几乎没有明显变化。
这说明铜具有较好的导热性能,而锌的导热性能较差。
【实验三:金属元素的延展性】我们进一步研究了金属元素的延展性。
选取了铜、铁、铝和锌的薄片,并使用锤子进行敲击。
实验结果显示,铜薄片在敲击后没有明显的变形,仍然保持原来的形状;铁薄片稍微有些变形,但仍能保持较好的形状;而铝薄片和锌薄片则发生了明显的变形,形状不再规则。
这说明铜具有较好的延展性能,而铝和锌的延展性能较差。
【实验四:金属元素的化学性质】最后,我们研究了金属元素的化学性质。
我们选取了铜、铁、铝和锌的片状样品,并将它们分别放入盛有酸性溶液的试管中。
实验结果显示,铜片和铁片没有明显的变化;而铝片在酸性溶液中发生了剧烈的反应,产生了气体并迅速腐蚀;锌片也发生了类似的反应,但稍微缓慢一些。
这说明铝和锌具有较强的化学活性,而铜和铁的化学活性较低。
【结论】通过以上实验,我们得出了一些关于金属元素的结论。
铜具有良好的导电性、导热性和延展性,化学活性较低;铁具有较好的导电性和导热性,延展性较好,化学活性较低;铝的导电性和导热性较差,延展性较差,但化学活性较高;锌的导电性、导热性和延展性均较差,但化学活性较高。
ds区元素化合物的性质实验报告DS区元素化合物的性质实验报告引言DS区元素是化学中的一类重要元素,其化合物具有丰富的性质和广泛的应用。
本实验旨在通过一系列实验方法,探究DS区元素化合物的性质,为进一步研究和应用提供实验依据。
实验一:DS区元素化合物的溶解性在本实验中,我们选择了几种常见的DS区元素化合物,包括DS1、DS2和DS3。
首先,我们在不同的溶剂中分别加入这些化合物,并观察它们的溶解情况。
结果显示,DS1在水中能够完全溶解,而在有机溶剂中溶解性较差;DS2在水和有机溶剂中均能溶解,但溶解度较低;DS3在水中几乎不溶解,但在有机溶剂中溶解度较高。
通过这些实验结果,我们可以初步判断DS区元素化合物的溶解性与其分子结构和化学键的性质有关。
实验二:DS区元素化合物的热稳定性为了研究DS区元素化合物的热稳定性,我们对DS1、DS2和DS3进行了热分解实验。
实验结果表明,DS1在高温下分解产生有毒气体,说明其热稳定性较差;DS2在一定温度范围内稳定,但超过该温度后会发生分解;DS3在高温下能够稳定存在,不会发生分解。
这些实验结果提示我们,在应用DS区元素化合物时需要考虑其热稳定性,以避免潜在的安全风险。
实验三:DS区元素化合物的电化学性质电化学性质是DS区元素化合物中一项重要的性质。
我们选取了DS1、DS2和DS3,通过电化学实验研究它们的电导率和电极反应。
实验结果表明,DS1和DS2在溶液中具有一定的电导率,且能够参与电极反应;DS3的电导率较低,几乎没有电极反应。
这些实验结果揭示了DS区元素化合物的电化学性质与其分子结构和电子能级有关,对于研究其电化学行为和应用于电化学领域具有重要意义。
实验四:DS区元素化合物的光学性质光学性质是DS区元素化合物的又一重要性质。
我们选择了DS1、DS2和DS3,通过紫外可见光谱实验研究它们的吸收特性。
实验结果显示,DS1和DS2在一定波长范围内有明显的吸收峰,而DS3则几乎没有吸收峰。
无机化学实验报告-ds区元素实验名称:ds区元素实验实验目的:通过实验了解ds区元素的性质,并掌握ds区元素的化学反应。
实验步骤:1. 实验前准备:取出实验器材和试剂,清洗干净。
2. 实验1:铑(Rh)和铱(Ir)颜色对比实验。
将Rh和Ir放在白纸上比较颜色的不同。
Rh呈现银白色,而Ir呈现黄色,可以清晰地区分这两种元素。
先将Rh粉磨成粉末状,并称取一定量的Rh,加入200毫升的盐酸中。
在加热的过程中,观察Rh在盐酸中的反应。
Rh在盐酸中反应,生成RhCl3的无色溶液,并放出氢气。
反应方程式:2Rh + 6HCl → 2RhCl3 + 3H2。
4. 实验3:铱(Ir)的化学反应实验。
将Ir和硫在空气中加热时,会发生强烈的反应,生成黑色的IrS2。
IrS2是一种比较稳定的化合物,可以在空气中保存。
反应方程式:2Ir + 3S → IrS2。
实验结果及分析:通过这些实验,我们可以发现ds区元素的某些性质和化学反应式。
Rh和Ir颜色的对比实验,让我们比较容易地区分这两种元素。
在Rh的化学反应实验中,我们可以清晰地看到Rh粉末加入盐酸中反应时,生成RhCl3的无色溶液,同时放出氢气。
而在Ir的实验中,我们可以发现,在空气中加热Ir和硫时,会形成黑色的IrS2,是一种比较稳定的化合物,可以在空气中保存。
结论:通过本次实验,我们了解了ds区元素的某些性质和化学反应式,学会了如何区分Rh和Ir的颜色差别,并掌握了Rh和Ir的化学反应过程。
同时,通过实验过程中的观察和分析,将理论知识和实际操作紧密结合起来,有助于更好地理解和掌握相关科学知识。
简明无机化学第二版答案【篇一:《无机化学》习题解析和答案】》北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编,高等教育出版社,2002年8月第4版。
2、参考书《无机化学》北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学无机化学教研室编,高等教育出版社,1992年5月第3版。
《无机化学》邵学俊等编,武汉大学出版社,2003年4月第2版。
《无机化学》武汉大学、吉林大学等校编,高等教育出版社,1994年4月第3版。
《无机化学例题与习题》徐家宁等编,高等教育出版社,2000年7月第1版。
《无机化学习题精解》竺际舜主编,科学出版社,2001年9月第1版《无机化学》电子教案绪论(2学时)第一章原子结构和元素周期系(8学时)第二章分子结构(8学时)第三章晶体结构(4学时)第四章配合物(4学时)第五章化学热力学基础(8学时)第六章化学平衡常数(4学时)第七章化学动力学基础(6学时)第八章水溶液(4学时)第九章酸碱平衡(6学时)第十章沉淀溶解平衡(4学时)第十一章电化学基础(8学时)第十二章配位平衡(4学时)第十三章氢和稀有气体(2学时)第十四章卤素(6学时)第十五章氧族元素(5学时)第十六章氮、磷、砷(5学时)第十七章碳、硅、硼(6学时)第十八章非金属元素小结(4学时)第十九章金属通论(2学时)第二十章 s区元素(4学时)第二十一章 p区金属(4学时)第二十二章 ds区元素(6学时)第二十三章 d区元素(一)第四周期d区元素(6学时)第二十四章 d区元素(二)第五、六周期d区金属(4学时)第二十五章核化学(2学时)1 .化学的研究对象什么是化学?● 化学是研究物质的组成、结构、性质与变化的一门自然科学。
(太宽泛)● 化学研究的是化学物质 (chemicals) 。
● 化学研究分子的组成、结构、性质与变化。
● 化学是研究分子层次以及以超分子为代表的分子以上层次的化学物质的组成、结构、性质和变化的科学。
● 化学是一门研究分子和超分子层次的化学物种的组成、结构、性质和变化的自然科学。
ds区元素(铜、银、锌、镉、汞)一、实验目的与要求:1.了解铜、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. 熟悉铜、银、锌、镉、汞的配位能力,以及Hg22+和Hg2+的转化。
二、教学重点与难点:了解铜、银、锌、镉、汞氧化物或氢氧化物的酸碱性,硫化物的溶解性,熟悉铜、银、锌、镉、汞的配位能力,以及Hg22+和Hg2+的转化;掌握Cu(Ⅰ)、Cu(Ⅱ)重要化合物的性质及相互转化条件,三、教学方法与手段:讲授法;演示法四、教学课时: 4课时五、课的类型:实验课一、铜、银、锌、镉、汞氧化物或氢氧化物的生成和性质1、铜、锌、镉氧化物的生成和性质向三支试管分别盛有0.5ml 0.2mol.L-1CuSO4、ZnSO4、CdSO4溶液的试管中滴加新配制的2mol.L-1NaOH溶液,观察溶液颜色及状态。
将沉淀分成两份, 一份加硫酸另一份加NaOH溶液,观察现象。
Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓ (蓝色沉淀)两性偏碱,所以需强碱使之生成配离子。
蓝色沉淀,溶解于酸,微溶于过量的碱,得到深蓝色溶液[Cu(OH)4]2-。
Cu(OH)2Zn2++2OH-=== Zn(OH)2↓ (白色沉淀)白色沉淀, 溶解于酸和过量的碱,典型的两性化物。
Cd 2++2OH-===Cd(OH)2↓白色沉淀,溶于酸, 不溶于碱。
Cd(OH)2 + NaOH (6M)= 不反应(Cd(OH)碱性)2. 银、汞氧化物的生成和性质(1)、氧化银的生成和性质取0.5ml 0.1mol.L-1AgNO3溶液,滴加新配制的2mol.L-1的NaOH溶液,观察沉淀的颜色和状态。
洗涤并离心,将沉淀分成两份,一份加入HNO3,另一份加入氨水,观察现象。
Ag++OH-===AgOH↓白色沉淀2AgOH===Ag2O+H2O 黑色沉淀Ag2O+2HNO3===2AgNO3+H2OAg2O+2NH3.H2O==2[Ag(NH3)2]++2OH-+H2O氢氧化银不稳定,很容易被氧化成黑色的Ag2O,此黑色沉淀溶于硝酸得到银离子,加入氨水得到银氨络合溶液。
ds区元素化合物的性质DS区元素是指周期表中第三行、第四行和第五行的元素,这些元素的化合物在性质上具有一定的共性。
以下将就DS区元素化合物的性质进行详细阐述。
1. 离子化合物的晶体结构:DS区元素的离子化合物主要以电负性较小的金属离子与电负性较大的非金属离子结合而成。
这些化合物的晶体结构多为离子晶体,以正交晶系和立方晶系为主。
2. 共价化合物的性质:DS区元素的共价化合物是其中比较特殊的一类,因为它们的价电子能够形成相对稳定的芳香性环状结构,这种结构的稳定性使得DS区元素的共价化合物较为稳定。
同时,这些共价化合物的性质还包括较好的溶解性和较低的熔点,这使得它们在实际应用中具有广泛的用途。
3. 羧酸的物理性质:DS区元素的羧酸性质在一定程度上与其原子序数有关,但在整体上它们都具备一些共性。
DS区元素的羧酸主要具备以下物理性质:具有较高的水溶性和易溶于极性溶剂,有较好的挥发性和气味,对光强和热稳定性差。
4. DS区元素的氧化数:DS区元素的化合物在氧化还原反应中的氧化数主要集中在+3、+4和+5这三种状态,这也正是由于它们在趋近八个电子规则填充相似的原子状态下,这三种氧化数能够比较稳定地出现。
5. 碳酸盐的化学性质:多数DS区元素与碳酸反应形成碳酸盐。
DS区元素的碳酸盐大体上具有相似的物化性质,即酸度较低、易溶于酸性溶液,难溶于碱性溶液且热不稳定,能够形成相对完整的配合物和多形体。
6. 半导体的特性:DS区元素的某些化合物,如硅、锗、碳化硅、氮化硅等,具有半导体特性。
这些半导体材料具有较好的电学性质和光电性质,可用于制造一些电子元件、光电元件和集成电路等。
ds区元素(铜、银、锌、镉、汞)的性质【摘要】ds区元素是指元素周期表中的ⅠB、ⅡB两族元素,包括铜、银、金、锌、镉、汞6种自然形成的金属元素和Rg、Uub2种人工合成元素。
ds区的名称是因为它们的电子构型都是d10s1(ⅠB)或d10s2(ⅡB)。
ds区是d区元素的一部分,ds区元素都是过度金属。
但由于它们的d层是满的,所以体现的性质与其他过渡金属有所不同(比如说最高的氧化态只能达到+3)。
【关键字】元素过渡酸碱性;一、实验目的1、掌握铜、锌氢氧化物的酸碱性;2、掌握铜、银、锌、汞的配合物的生成和性质;6、掌握铜、银、锌、汞离子的分离与鉴定方法。
二、实验原理IB IIBCu Zn Cu(+2,+1)Zn(+2)Ag Cd Ag(+1)Cd(+2)Au Hg Au(+1,+3)Hg(+2,+1)蓝色的Cu(OH)2呈现两性,在加热时易脱水而分解为黑色的CuO。
AgOH在常温下极易脱水而转化为棕色的Ag2O。
Zn(OH)2呈两性,Cd(OH)2显碱性,Hg(I, II)的氢氧化物极易脱水而转变为黄色的HgO(II)和黑色的Hg 2O(I)。
易形成配合物是这两副族的特性,Cu 2+、Ag +、Zn 2+、Cd 2+与过量的氨水反应时分别生成[Cu(NH 3)4]2+、[Ag(NH 3)2]+、[Zn(NH 3)4]2+、[Cd(NH 3)4]2+。
但是Hg 2+和Hg 22+与过量氨水反应时,如果没有大量的NH 4+存在,并不生成氨配离子。
如:HgCl 2 + 2NH 3 = Hg(NH 2)Cl↓白+ 2 NH 4Cl Hg 2Cl 2 + 2NH 3 = Hg(NH 2)Cl↓白+ Hg↓黑+NH 4Cl(观察为灰色)Cu 2+具有氧化性,与I -反应,产物不是CuI 2,而是白色的CuI :Cu2++ I -= 2CuI↓白 + I 2将CuCl 2溶液与铜屑混合,加入浓盐酸,加热可得黄褐色[CuCl 2]-的溶液。
第22章ds区元素[教学要求]1.掌握铜和银的重要化合物的性质。
掌握Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)的相互转化。
2.掌握锌和汞的重要化合物的性质。
掌握汞(Ⅰ)和汞(Ⅱ)的相互转化。
3.了解镉的重要化合物性质。
4.了解含汞、镉废水的处理。
[教学重点]铜、银、锌和汞的单质及重要化合物的结构和性质[教学难点]Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)及汞(Ⅰ)和汞(Ⅱ)的相互转化[教学时数] 6学时[教学内容]1.铜族元素2.锌族元素22-1铜族元素一、单质1.物理性质人们曾获得的天然金银铜块最大的分别重:金112 公斤(黄色),银13.5 吨(白色),铜42 吨(红色)铜族元素密度较大;熔点沸点较高;硬度较小;导电性好;延展性好,尤其是金。
1 克金可抽3 公里长的丝;可压成的金箔,500 张的总厚度比头发的直径还薄些。
金易生成合金,尤其是生成汞齐2. 化学性质1°在空气中的稳定性Cu 在常温下不与干燥的空气中的O2反应,加热时生成CuO2Cu + O2 (空气) —— 2CuO(黑)Cu 在常温下与潮湿的空气反应2Cu + O2 + H2O + CO2——Cu(OH)2·CuCO3 ( 铜绿)Au、Ag 加热时也不与空气中的O2反应。
2 °与非氧化性酸的反应Cu、Ag、Au 不仅不与H2O 反应,而且不与稀盐酸反应.有空气中的氧存在时,Cu、Ag 可溶于稀盐酸,但速度缓慢。
2 Cu + 4HCl + O2——2 CuCl2 + 2H2O4 Ag + 4HCl + O2——4 AgCl(沉淀) + 2H2O2 Cu + 2H2SO4( 稀) + O2——2 CuSO4 + 2H2OCu 可与热浓盐酸反应2 Cu + 8HCl ( 浓) —— 2H3[CuCl4] + H2(气体)Cu 可溶解于浓KCN 溶液中3°和氧化性酸反应Cu 和氧化性酸反应,如HNO3、H2SO4(浓),Ag 也有这样的反应,但比Cu 的难些。
Au 只能溶于王水中3 金的冶炼金以单质形式分散在矿石中,炼金首先要将金矿石磨碎。
1°汞齐法用汞处理掺水粉碎的矿石粉,生成金汞齐,加热将汞蒸发掉,得金。
2 °氰化法用很稀的NaCN溶液( 0.03 - 0.2 %)处理粉碎的金矿石,金溶入水相(此法称为堆浸法)二、M(I)化合物1 氧化还原性1°Cu(I) 的氧化还原性在水溶液中不能稳定存在,要发生歧化反应。
红色的Cu2O 不溶于H2O ,但溶于稀酸,之后歧化Cu2O + H2SO4——CuSO4 + Cu + H2O但在固相中Cu(I) 很稳定,稳定。
比如Cu2O 的热稳定性比CuO 还高。
Cu(I) 有还原性,在空气中CuCl可被氧化4CuCl+O2+4H2O —— 3CuO·Cu Cl2·3 H2O + 2HClCu(I) 也有氧化性CuI(白) + 2Hg —— Hg2I2 ( 黄) + Cu将涂有白色CuI 的纸条挂在室内,若常温下3小时白色不变,表明空气中汞的含量不超标。
2°Ag(I) 的氧化还原性在水溶液中不歧化,也很难被氧化成。
有氧化性:Ag(I) 和醛基之间有银镜反应,可以氧化H3PO2、H3PO3、N2H4、NH2OH 等。
在碱性介质中Ag(I) 的氧化性强。
2 热稳定性Cu(OH) 尚未制得,经常见到的Cu(I) 含氧化合物是Cu2O(红),Cu2O 加热到1508 K 时熔化而不分解。
AgOH 必须低于228 K 才能稳定存在,温度稍高,则分解。
2AgOH ( 白) —— Ag2O (棕黑) + H2OAgCl 、AgBr 和Ag I 都有感光性,是感光材料。
3 配合物Cu(I)的配合物Ag ( I ) 的配合物经常是直线形的,sp 杂化,如组态,经常是外轨络合物。
其稳定性也按上面顺序增强,可根据软硬酸碱原则进行判断。
生成配合物, 使M+/M的电极电势降低,使M 活泼例如: Ag和O2不发生反应,但在KCN 溶液中,则发生反应:而Cu 在NaCN 溶液中可被H2O 氧化,放出H2三M(II)化合物1 化合物的颜色在浓盐酸溶液中CuCl2是黄色的,这是由于生成配离子;稀溶液中由于水分子多,CuCl2变为[Cu(H2O)4]Cl2,由于水合,显蓝色, 二者混合, 呈绿色。
各种情况下配体场强不同,d - d 跃迁的能量不一样,故颜色不同。
深蓝色,而无色。
,一般是杂化,成正方形。
但场过强,使d - d 跃迁的吸收在紫外部分,故显无色。
2 氧化-还原性从以上数据上看不能氧化I-,实际反应是:由于生成CuI,[Cu+] 的值降低,使的电位升高,于是将I-氧化成I2。
产物是Cu(I) 的难溶盐或稳定的配离子。
这时Cu(II)的氧化性就很好地表现出来。
又如:这里的CN-既是还原剂,又是Cu(I)的沉淀剂;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。
还原剂和沉淀剂(配合剂)也可以是两种物质还原剂Cu,络合剂Cl-,请注意:只有比更稳定时,整个反应才能进行。
若的络合物比的更稳定,则正极/的电位不会升高,不能氧化Cu。
如:比更稳定,故用NH3 做络合剂,不能使氧化Cu 而生成Cu(I)。
3. 稳定性Cu(OH)2不稳定Cu(OH)2→CuO + H2OCuO较稳定4CuO →2Cu2O + O2(气体) (温度>1273K)Cu2O 比CuO稳定。
4. Cu(OH)2的两性Cu(OH)2两性,以碱性为主,略有酸性。
Cu(OH)2 + H2SO4→CuSO4 + 2H2OCu(OH)2 + 2NaOH →Na2[Cu(OH)4]向CuSO4溶液中加少量NH3·H2O,得浅蓝色碱式盐Cu2(OH)2SO4,继续加入NH3·H2O 时, 得深蓝色的。
在溶液中游离的不稳定,要歧化,生成和Cu,在沉淀物和配合物中Cu(I)稳定。
22-2 锌族元素一、单质1.物理性质熔点低,既比IIA族低,也比IB族低,并依Zn、Cd、Hg次序下降,Hg是金属中熔点最低的。
Zn 青白色,Cd 灰白色,Hg 银白色,汞易与某些金属生成汞齐,钠汞齐既保持Hg 的情性, 又保持Na的活性。
银汞齐和金汞齐可用于提取贵金属银和金。
2. 化学性质常温下,IIB族元素单质都很稳定。
1°和非金属的反应加热下,Zn、Cd、Hg 均可与O2反应,生成MO 式氧化物。
2Zn + O2→2ZnO2Cd + O2→2CdO (褐色)2Hg + O2→2HgO (红色)由于液体Hg和硫粉反应,面积大,故比Zn、Cd 还易些。
用这个反应处理洒落的汞液体。
和卤素的反应也有类似的现象,即Hg比Cd还活泼些。
Hg 为液体, 接触面积大, 反应活性高.在潮湿的空气中,Zn将生成碱式盐4Zn + 2O2 + CO2 + 3H2O →ZnCO3·3Zn(OH)22 °和酸碱的反应Zn、Cd都能与稀盐酸、稀硫酸反应,放出H2,Hg不能。
Hg与氧化性酸反应,得汞盐。
Hg + 2H2SO4(浓) →HgSO4 + SO2(g) + H2OHg + 8HNO3→3Hg(NO3) + 2NO2(g) + 4H2O冷硝酸与过量的汞反应生成亚汞6Hg + 8HNO3→3Hg2(NO3)2 + 2NO + 4H2OZn在碱性溶液中,可将H+还原:Zn + 2NaOH + 2H2O →Na2[Zn(OH)4] + H2(g)Cd、Hg不和碱反应。
纯锌和稀盐酸作用很慢,在Zn 上H+放电很难, 动力学问题.若在体系中加入少许, H+在Cu放电速度就快。
用Zn 制标准溶液时,在盐酸中滴加少许溴水,反应则快得多。
3. 锌与铜的活性比较Cu、Zn 在周期表中相邻,只差一个电子,Zn的第一电势能比Cu大得多,为什么Cu 却这不如Zn 活泼?整个过程是:可以分解为:两级电离能相加后,差别不大,水合热也相近。
关键是Zn 的升华能小,的热效应是Zn 的吸热少。
项是主要的,故Zn转变的小,所以, Zn电势比Cu的小得多。
4. 锌的冶炼主要矿物是闪锌矿ZnS,(常见时含有CdS)2ZnS + 3O2 ---- 2ZnO(s) + 2SO2(g)焙烧得到的SO2, 可以用于制硫酸。
ZnO + C --- Zn(g) + CO(g) (1000度以上)其中Cd 的沸点低,先挥发出,Zn后挥发出,冷却得Zn粉。
挥发出的Cd 是粗Cd,溶于盐酸中,用Zn 置换之,得较纯的Cd。
若将焙烧得到的ZnO 溶于H2SO4中,加Zn 粉除杂(主要是),再电解可得99.97% 的Zn。
二M(II)化合物1. 酸碱性Zn(OH)2和ZnO 均显两性,平衡反应为:在酸中,H+多,平衡右移,显碱性;在碱中,OH-多,平衡左移,显酸性。
Cd(OH)2,显碱性。
其实,在碱中也有一定的溶解性,比水中大,生成,也可以说有极弱的酸性,HgO、Ag2O 在浓碱中的溶解度也比在水中大,不过我们仍然称Cd(OH)2是碱性氧化物。
许多碱性氧化物都有这个特点。
2. 热稳定性Zn2+、Cd2+、Hg2+的d10结构,有强的极化作用,故Zn(OH)2、Cd(OH)2均不稳定。
尤其是Hg(OH)2不稳定,难存在:直接分解HgO可继续分解2HgO →2Hg + O2(气体)(673K)而ZnO 和CdO 较难分解。
3. 水解性溶于水时易生成碱式盐,配制Hg(NO3)2溶液时要用稀硝酸抑制水解。
HgCl2在水中溶解度较小(易溶于热水), 在水中稍有水解, 显酸性:HgCl2, 易升华,俗名升汞,剧毒!和水解一样,HgCl2可以和氨之间发生氨解反应,形成:脱水时有水解发生,故制备无水盐, 用HCl气氛保护。
4. 配合物和均为无色的氨配合物,主要形成2 配位的直线形配合物和4 配位的四面体配合物,如:等。
与卤素离子形成配合物的倾向依Cl-、Br-、I-次序增强。
沉淀溶解.K2[HgI4] 和KOH 的混合液称奈斯勒试剂(Nessler),可用以验证出微量的:可以将看成是取代中的H,的浓度越大,颜色越深。
IIB族M(II)配合物一般是外轨型配合物,无d-d跃迁。
当配体大时,相互极化导致电荷跃迁显色,如HgI2, 为红色。
三、M(I)化合物一价化合物主要是Hg(I)1. 与Ag(I)的相似性1°难溶盐AgCl(白) AgBr(浅黄) AgI(黄)Hg2Cl2(白) Hg2Br2(白) Hg2I2(黄)Hg2Cl2氯化亚汞,有甜味, 无毒, 称甘汞。
写法Hg2Cl2: 应有顺磁性, 而实验测得是反磁性的,故认为以二聚存在,写成反磁性,实验结果也如此,不写成。
(而HgCl2氯化汞,易升华,极毒,称升汞)2°氯化物不稳定3°氢氧化物不稳定氢氧化物和氯化物均易分解。