第19章铜、锌副族元素

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：
4 Au + 8 CN－ + 2 H2O + O2 —— 4 [ Au（CN）2 ]－ + 4 OH－
Cu，Ag，Au 在碱中稳定。
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
2 Cu + 8 CN－+ 2 H2O —— 2 [Cu（CN）4]3－ + 2 OH－ + H2↑
与氨水共存时，Cu 可以被空 气中的 O2 氧化。
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 + 4 HNO3（浓） ——
Cu（ NO3）2 + 2 NO2 ↑+ 2 H2O
2 Cu + 8 NH3 + O2 + 2 H2O —— 2 [Cu（NH3）4]2+ + 4 OH－
与 NaCN 溶液共存时，Au 和 Ag 单质可以被空气中的 O2 氧 化。
4 Ag + O2 + 8 CN－ + 2 H2O —— 4 [ Ag（CN）2 ]－ + 4 OH－
4 Au + O2 + 8 CN－ + 2 H2O —— 4 [ Au（CN）2 ]－ + 4 OH－
2. 铜副族元素的提取
（1）铜的冶炼 从黄铜矿 CuFeS2 中提取的 Cu 第一步是焙烧：
2 CuFeS2 + O2 —— Cu2S + 2 FeS + SO2
将焙烧过的矿石与沙子混 合，在反射炉中加热到 1273 K 左右
2 FeS + 3 O2 —— 2 FeO + 2 SO2
FeO 与 SiO2 形成熔渣 FeSiO3 FeO + SiO2 —— FeSiO3
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 ：
常见氧化态:
（n－1）d10 ns1
铜 （＋1，＋2 ） 银 （＋1） 金 （＋1，＋3）
铜 Cu
单质铜
黄铜矿 辉铜矿 黑铜矿
CuFeS2 Cu2S CuO
赤铜矿 Cu2O
铜在地壳中的质量分数
4 Ag + 8 CN－ + 2 H2O + O2 —— 4 [ Ag（CN）2 ]－ + 4 OH－
2 [ Ag（CN）2 ]－ + Zn —— [ Zn（CN）4 ]2－ + 2 Ag
闪银矿 Ag2S，角银矿 AgCl 的处 理就有所不同，生成 [ Ag（CN）2 ]－ 的 反应如下：
Ag2S + 4 NaCN —— 2 Na [ Ag（CN）2 ] + Na2S
铜副族元素属于重金属元素，
金 黄色 银 白色 铜 红色
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： 1 g 金可抽 3 km 长的丝； 可压成极薄的金箔， 1000 张的总厚度为 0.1 mm。 金银铜皆可制成器皿。
因其密度小而浮在上层。
Cu2S 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 ：
2 Cu2S + 3 O2 —— 2 Cu2O + 2 SO2 2 Cu2O + Cu2S —— 6 Cu + SO2↑
3 Cu + 8 HNO3（稀） —— 3 Cu（ NO3）2 + 2 NO ↑+ 4 H2O
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
+
2
H2SO4（浓）
270℃
——
CuSO4 + SO2 + 2 H2O
Au 只能溶于王水中
Au + HNO3 + 4 HCl —— H [ AuCl4 ] + NO + 2 H2O
AgCl + 2 CN－ —— [ A（g CN）2 ]－ + 2 Cl－
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。
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。
之后加热将汞齐中的汞蒸发掉， 得海绵金。
这种方法的致命缺点是严重 污染环境。
Cu 在常温下不与干燥空气中的 O2 反应，加热时生成黑色的 CuO
2 Cu + O2 —— 2 CuO Au，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 Cu（OH）2•CuCO3
2 Cu + O2 + H2O + CO2 —— Cu（OH）2•CuCO3
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
（2）化学性质
IB 族元素化学活性明显不如 IA 族，见电极电势的数值：
E ⊖（M+ / M）/ V Cu 0.521 Ag 0.7996 Au 1.692
E ⊖（M+ / M）/ V K － 2.931 Rb － 2.98 Cs － 6
为 0.005 % 第 26 位
银 Ag 单质银 闪银矿 Ag2S 角银矿 AgCl
银在地壳中的质量分数 为 7 10－6 %
金 Au
单质金，以极分散形式 分布于岩石中
金在地壳中的质量分数 为 1.1 10－7 %
19. 1. 1 铜副族元素单质
1. 铜副族元素单质的性质 （1 ）物理性质
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）
（2）银和金的提取
以游离态和以化合态的银都 可以用氰化钠浸取：