18第十八章__铜、锌副族

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化学竞赛基础知识之铜、锌副族

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 ↓ +Na2SO4 Cu(OH)2
353~363K
CuO +H2O
(1) 氧化铜
a. 热稳定性：在高温时明显分解
1237K
2CuO
Cu2O +1/2O2↑
b.加热可被H2、CO、NH3还原 3CuO + 2NH3 = 3Cu +3H2O + N2↑
Ag + HI = AgI↓+ 1/2H2 ↑
Au + 4HCl + HNO3 = H[AuCl4] + NO ↑+ 2H2O
3、与配体反应：
2Cu + 8CN- + 2H2O = 2Cu(CN)43- + 20H- + H2
2Cu + 8NH3+ O2 + 2H2O = 2Cu(NH3)42+ + 4OH-
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。
3.卤化物
(1)CuX ： CuF 颜色红溶解度
2Cu2++2X-+SO2+2H2O
CuCl 白
CuBr CuI 白白减小
△
CuX ↓+4H++SO42浓HCl
+H2O
Cu2++2Cl-+Cu
△
2CuCl
2H[CuCl2]
（2）氢氧化铜(浅蓝色) a.微显两性(以碱性为主)，可溶于浓强碱

无机化学第三版课件第18章 ds 区元素

2)Ag 配合物 i )卤素配合物 Ag X AgX [ AgX2 ] K 稳：
[ AgC l2 ] [ AgBr ] [ AgI ] 2 2 X
ii)其他配体
[ Ag ( NH ) ] 3 2 AgC l NH 3 H 2O 3 [ Ag ( S O ) ] AgBr AgBr S 2O 2 2 3 2 3 CN AgI AgI AgI [ Ag ( C N ) ] 2
2、氢氧化物
◆在－45℃以下AgOH(白色) 稳定存在，高于此
温度分解为Ag2O（暗棕色）；
◆ CuOH为黄色，仅在pH=3左右能暂存，通常
得到的是Cu2O红色物质。
3、 AgNO3
Cu(I)不形成硝酸盐，AgNO3是一种重要试剂。
Ag 2 HNO3 (浓 ) AgNO3 NO2 H 2 O 3 Ag 4 HNO3 (稀) 3 AgNO3 NO 2 H 2 O
颜色：电荷迁移跃迁,L-M
键型：离子型→共价型化学性质：都有感光性，易分解
AgC l 2 NH 3 [Ag(NH3 ) 2 ] C l 3 AgBr 2 S 2O 2 [Ag(S O ) ] Br 3 2 3 2 AgI 2 C N [Ag(C N) ] I 2
CN
Cu(CN) 2
用此方法可分离Cu2+ 和 Cd2+，也说明Cu2+ 与CN– 不能共存。
A A 一种C u (II) 螯合物的结构
三、 Cu(II) 与Cu(I) 的转化
0.153V + 0.52V Cu Cu2+ Cu I2 0.535V I

第十八章铜锌副族

＝Fe[ZnCl2(OH)]2
+H2O
②HgCl2,Hg2Cl2 HgCl2：mp：549K,共价型，可升华，
也叫升汞，有毒。
配合性：HgCl2+Cl-→HgCl42水解性：稍有水解：HgCl2+H2O→
Cl-Hg-OH+HCl
但氨解彻底：HgCl2+NH3→Cl-Hg-NH2↓ (白色)+HCl
从金电势图看+1价金在酸介质也不稳定
3Au+→2Au+Au3+
单质常见反应
2Cu+O2+H2O+CO2=Cu(OH)2 Cu CO3 Ag+2H2SO4(浓)=Ag2SO4+SO2↑+2H2O （加热条件下）
Au+4HCl+HNO3=HAuCl4+NO↑+2H2O 但 Au+4CN-+1/2O2+H2O→2Au(CN)2－+2OH－
铜族常见化合物：
（I）价 ⑴Cu2O Ag2O AgNO3 Ag+Cu(杂质)→AgNO3 除杂质：AgNO3→Ag+NO2+O2(在713K下反应)
Cu(NO3)2→CuO+NO2+O2(在473K下反应) 控温热分解：CuO(黑)不溶于水：重结晶。另一种方法：混合液中，加新沉淀Ag2O. ∵Cu(OH)2的KSP小于AgOH.
本族最外层2个电子，其特征价态：+2 Zn2+,Cd2+,Hg2+,但有 Hg22+
ΦAº Zn2+ -0.76 Zn Cd2+ -0.403 Cd Hg2+ 0.920 Hg22+ 0.789 Hg HgCl2 0.53 Hg2Cl2 0.268 Hg

上海大学插班生无机详细范围

一、总要求1、理解和掌握无机化学中重要的基本概念和基础知识。

2、掌握元素周期律、原子和分子结构、化学反应速率、化学平衡、化学热力学、电解质溶液、氧化还原反应和配位化学等基本理论，并用这些理论来解释无机化学的实际问题，具有理论分析、科学思维和化学计算的能力。

3、掌握重要元素的单质及其化合物结构、性质、制备及用途，并用无机化学的相关理论进行解释。

二、课程考试内容依据教学大纲的要求，按各学期所学内容，在期中、期末考试中突出重点，兼顾一般知识，具体内容如下：第一章绪论化学研究的对象、内容无机化学的发展状况无机化学研究的对象和任务第二章气体熟悉理想气体状态方程并能熟练进行计算；熟悉气体的分压定律并能熟练进行计算。

第三章化学热力学初步熟悉热力学中的常用术语（体系、环境、状态、状态方程、过程、途径）。

能正确运用热力学第一定律的内涵和表达方式，知道状态方程函数和非状态方程函数的区分，能熟练应用热力学第一定律及热化学（包括盖斯定律、标准生成焓）计算化学反应的内能变化和焓变。

了解吉布斯自由能的概念及用吉布斯自由能变作为反应自发性的判据，能熟练应用标准生成吉布斯自由能计算化学反应的吉布斯自由能变。

了解熵（体系的混乱度）的概念，能熟练应用物质的标准熵计算化学反应的熵变。

熟悉吉布斯方程的应用。

第四章化学反应速率和化学平衡了解化学反应速率的表示方法、熟悉活化能和反应热效应的关系，熟悉浓度、温度和催化剂对反应速率的影响的方式，掌握质量作用定律的含义，了解反应级数的概念，正确书写反应速率方程式，熟悉反应速率指数定律对温度影响反应速率的具体解释，能从两个不同温度下的速率常数计算活化能，了解均相催化和多相催化的特点，了解催化剂的选择。

掌握化学平衡的概念和化学平衡移动的规律，熟悉化学平衡表达式（Kc、Kp、K0），能熟练掌握有关平衡常数和化学平衡移动的计算，熟悉ΔG、ΔG0与K0的关系及计算。

第五章电解质溶液和电离平衡熟悉弱电解质的电离平衡中电离常数、电离度的计算，掌握溶液的氢离子浓度和pH值的计算。

武汉大学版无机化学课后习题答案__18铜锌副族

第十八章铜锌副族1．用反应方程式说明下列现象：（1）铜器在潮湿空气中会慢慢生成一层铜绿；（2）金溶于王水中；（3）在CuCl2浓溶液逐渐加入稀释时，溶液颜色有黄棕色经绿色而变为蓝色。

（4）当SO2通入CuSO4与NaCl的浓溶液时析出白色沉淀；（5）往AgNO3溶液滴加KCN溶液时，先生成白色沉淀而后溶解，再加入NaCl 溶液时并无AgCl沉淀生成，但加入少许Na2S溶液时却析出黑色Ag2S沉淀。

答(1) 2Cu + O2 + H2O + CO2 = Cu2(OH)2CO3(2) Au + 4HCl + HNO3 = HAuCl4 + NO + 2H2O(3) [CuCl4]2- + 4H2O = [Cu(H2O)4]2+ + 4Cl-[CuCl4]2-为黄色[Cu(H2O)4]2+为蓝色，而当这两种离子共存时溶液呈绿色(4）2Cu2+ + 2Cl- + SO2 + 2H2O = 2CuCl + 4H+ + SO42-(5) Ag+ + CN- = AgCNAgCN + CN-=[Ag(CN)2]-2[Ag(CN)2]- + S2- = Ag2S + 4CN-2．解释下列实验事实：（1）焊接铁皮时，常先用浓ZnCl2溶液处理铁皮表面；（2）HgS不溶于HCl，HNO3和(NH4)2S中而能溶于王水或Na2S中，（3）HgC2O4难溶于水，但可溶于含有Cl 离子的溶液中；（4）热分解CuCl2·2H2O时得不到无水CuCl2；（5）HgCl2溶液中有NH4Cl存在时，加入NH3水得不到白色沉淀NH2HgCl。

答（1）ZnCl2 + H2O = H[ZnCl2(OH)]H[ZnCl2(OH)]有显著的酸性能清除金属表面的氧化物而不损害金属表面如：FeO + 2H[ZnCl2(OH)]2 + H2O（2）HgS不溶于HCl溶液中是因为HgS的容度积常数太小HgS不溶于HNO3是因为它与HNO3反应生成难溶的Hg(NO3)2HgSHgS不溶于(NH4)2S是因为(NH4)2S溶液水解为HS-，因而S2-浓度很低，不能形成配合物HgS溶于王水，它与王水反应生成HgCl42-和S3 HgS + 8H+ + 2NO3- + 12Cl- = 3HgCl42- + 3S + 2NO + 4H2OHgS溶于Na2S溶液反应生成可溶性的HgS22-HgS + S2- = HgS22-（3）为H2C2O4酸性比HCl 弱得多；而Cl-与Hg2+生成的配合物较稳定，因而HgC2O4溶于盐酸HgC2O4 + 4HCl = H2HgCl4 + H2C2O4（4）Cu2+离子极化能力很强，HCl又为挥发性酸，CuCl22H2O 热分解时发生水解，得不到无水CuClCuCl22H22O↑ + HCl↑（5）NH4Cl存在抑制了生成NH2-，且NH2HgCl 溶解度较大，因而不能生成NH2HgCl 沉淀HgCl2 + 4NH3 = Hg(NH3)42+ + 2Cl-3．试选用配合剂分别将下列各种沉淀溶解掉，并写出相应得方程式。

锌副族元素单质

用途---氧化汞、硫化汞

氧化汞用作氧化剂，并用于制有机汞化合物、医药制剂、分析试剂、陶瓷用颜料等。有两种变体：一种是红色氧化汞，鲜红色粉末，密度11.00-11.29。可作颜料、催化剂，制有机汞化合物等；一种是黄色氧化汞，橘黄色粉末，相对密度11.03（275℃）。有抗菌作用，可用于眼部表面炎症。硫化汞：红色的朱砂 (α-HgS)，其结构为自然存在的汞最普遍的形态。由于具有鲜红的色泽，因而很早就被人们用作红色颜料。根据殷虚出土的甲骨文上涂有丹砂，可以证明我国在有史以前就使用了天然的硫化汞黑色的黑辰砂(β-HgS)，在自然中不常见且为闪锌矿(立方 ZnS)形晶体结构。目前已知辰砂变暗红色是因为从红色的α-HgS 转变成黑色的β-HgS。Pompeii的红墙(red walls)在出土时是黑色的，是因为已经形成汞氯化合物（例如氯硫汞矿+、甘汞+、黄氯汞矿+）、硫酸钙和石膏，而并没有检测出β-HgS。

Zn＋4HNO3(浓)＝Zn(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Zn＋8HNO3(稀)＝3Zn(NO3)2＋2NO↑＋4H2O Zn+(浓)2H2SO4==ZnS04+SO2↑+2H2O Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑

与非金属反应：与氧、硫、卤素反应，反应较慢。
制备---锌

锌主要以硫化物或含氧化合物存在于自然界。闪锌矿ZnS经浮选法得含ZnS40%--60%的精矿，精矿焙烧为ZnO，再与焦炭混合在鼓风炉中加热到1473K以上，使ZnO还原并蒸馏出来：

锌是人体六大酶类、200 种金属酶的组成成份或辅酶，对全身代谢起广泛作用。锌主要含于肉类与谷物中。缺锌时，以食欲减退、生长迟缓、异食癖和皮炎为突出表现，多发生于<6 岁的小儿。然而摄入过多也会引起锌中毒引起恶心、呕吐、急性腹痛、腹泻和发热症状。

铜副族和锌副族ppt课件

Cu2S + 4 CN －－ + S2－
—〔— 2 [C〕u CN 2]
〔4〕配位化合物
Cu＋可与单齿配体构成配位数为 2、3、 4 的配位化合物，由于 Cu＋的价电子构型为
d10，所以配位化合物不会由于 d－d 跃迁而
产
生颜色[C。〔u NH3〕 2]＋不稳定，遇到空气那么
变成
〔〕
深蓝色的[Cu NH3 4]2＋：
汞 Hg
辰砂，又名朱砂， HgS，在地壳中的质量分数为 5 10－6 %。
19 － 1 铜副族元素
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
铜副族元素属于重金属，导电性和导热性在一切金属中是最好的，银占首位，铜次之。
均具有很好的延展性， 1 g 金可抽成 3 km 长的丝或压成厚度约为 0.0001
—— CuSO4 ＋ 2 H2O
C〔u OH 〕2 ＋ 2 NaOH —— Na2[C〔u OH〕4]
〔2〕卤化铜
CuF2 白色， CuCl2 黄褐色和 CuBr2 黑色，带有结晶水的 CuF2• 2 H2O 蓝色和蓝绿色的 CuCl2• 2 H2O 。
无水 CuCl2 为无限长链构造。每个 Cu 处于 4 个 Cl 构成的平面正方形的中心:
2CN阳―极主要反响： CN― + 2OH―― 2e― —— CNO― +
H2O 2CNO― + 4OH― ― 6e― —— 2CO2 + N2 + 2H2O
19 － 1 － 2 铜的化合物
1 氧化数为＋1 的化合物
〔1〕氧化物和氢氧化物
氧化亚铜可以经过在碱性介质中复原

(完整版)大学无机化学第十八章试题及答案

第十八章铜副族和锌副族总体目标：1.掌握铜副族和锌副族元素单质的性质和用途2.掌握铜、银、锌、汞的氧化物、氢氧化物、重要盐类以及配位化合物的生成与性质3.掌握Cu（Ⅰ）、Cu（Ⅱ）；Hg(Ⅰ)、Hg(Ⅱ)之间的相互转化各节目标：第一节铜副族元素1.掌握铜副族元素单质的性质、用途和提取方法2.掌握Cu（Ⅰ）、Cu（Ⅱ）化合物的性质以及Cu（Ⅰ）与Cu（Ⅱ）之间的相互转化3.了解Ag(Ⅰ)化合物，主要有氢氧化物、氧化物、卤化物和配位化合物的重要性质4.了解Au（Ⅲ）化合物的性质第二节锌副族元素1.掌握锌副族元素单质的性质和提取方法2.了解锌和镉的氧化物、氢氧化物、硫化物、氯化物的主要性质3.掌握Hg(Ⅰ)、Hg(Ⅱ)化合物的性质以及Hg(Ⅰ)与Hg(Ⅱ)之间的相互转化习题一、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.CuB. AgC. ZnD.Hg2.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. AgClB. Ag2CrO4C.HgCl2D. CuS5．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. HgO6.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. ZnCl2B. CuCl2C. Hg2Cl2D. AgCl7．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)2SO4C. [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773KB. 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. NaOHB. HClC. Na2CO3D. NH3.H2O12.AgX的颜色随卤素原子序数的增大而加深，可解释这一现象的理论是（）黑龙江A. 杂化轨道B. 分子间作用力.C.溶剂化D. 离子极化13.下列氢氧化物最不稳定的是（）(吴成鉴《无机化学学习指导》)A.Cu(OH)2B.Zn(OH)2C.Cd(OH)2D.AgOH14.锌比铜化学活泼性强，从能量变化角度分析是因为（）(吴成鉴《无机化学学习指导》)A. 锌的电离势比铜的电离势小B.锌的升华热比铜的升华热较小C. 锌的升华热比铜的升华热大D. 锌的水合热比铜的水合热大15.下列分子中，具有顺磁性的是（）(吉林大学《无机化学例题与习题》)A. CuClB. CuCl2C. Hg2Cl2D. HgCl216.除去ZnSO4溶液中所含的少量CuSO4，最好选用下列试剂中的（）(大连理工大学《无机化学习题详解》)A.NH3.H2OB.NaOHC.ZnD.H2S17.下列离子与过量的KI溶液反应只得到澄清的无色溶液的是（）(大连理工大学《无机化学习题详解》)A.Cu2+B.Ag+C.Hg2+D.Hg22+18.下列离子在水溶液中最不稳定的是（）(大连理工大学《无机化学习题详解》)A.Cu2+B.Cu+C.Hg2+D.Hg22+19.下列电对的标准电极电势最大的是（）(大连理工大学《无机化学习题详解》)A.Cu2+/Cu+B.Cu+/CuC.CuCl2/CuD.CuI/Cu20.下列金属与相应的盐可以发生反应的是（）(大连理工大学《无机化学习题详解》)A.Fe与Fe3+B.Cu与Cu2+C.Hg与Hg2+D.Zn与Zn2+21.下列配离子空间构型为正四面体的是（）(大连理工大学《无机化学习题详解》)A.Zn（NH3）42+B.Cu（NH3）42+C.Ni（CN）42-D.Hg（NH3）42+22.下列配合物属于反磁性的有（）(大连理工大学《无机化学习题详解》)A.Mn（CN）64-B.Cd（NH3）42+C.Fe(CN)63-D.Co(CN)63-二、填空题1.铜副族和锌副族金属中，密度最小的是，密度最大的是. (吉林大学《无机化学例题与习题》)2.给出组成合金的金属：黄铜，青铜，康铜，(吉林大学《无机化学例题与习题》)3.向CuSO4溶液中加入适量氨水，生成的沉淀组成为，沉淀的颜色是，Hg2Cl2分子构型为，中心原子采取的杂化类型为，用氨水处理Hg2Cl2得到的沉淀是.4. 欲将Ag+从Pb2+，Sn2+，Al3+，Hg2+混合溶液中分离出来，可加入的试剂为，(吉林大学《无机化学例题与习题》)5. Hg2Cl2是利尿剂。

铜锌副族元素与混合阴离子的鉴定实验报告

铜锌副族元素与混合阴离子的鉴定实验报告铜锌副族元素的化学性质比较复杂，如 NaCl (MnOH)、 SiC (Al2O3)、 FeCl (Fe2+)与Mn (NH+)等。

它们的存在是十分复杂的，其中大多数元素具有强氧化性。

而这些金属离子对人体产生危害也十分严重，如铜会导致细胞死亡，并引起人体内含氧量降低；锌会使皮肤干燥泛红；铜是体内重要的微量元素之一，锌有很强的抗氧化性及抗癌作用。

在化工、冶金、电子等行业应用较为广泛，在化学研究中经常用到。

铜的原子序数是235个，与 Zn (V)不同；而锌和铜离子的原子序数相同。

铜具有很强的亲水性和渗透性，其比表面积为8100m2/g左右，可以通过溶液吸附或溶液与水中其他物质作用使其沉淀；与其他金属离子交换能力也较强；因此在化工、冶金、电子等行业中有广泛应用前景。

1、仪器美国 BURCH公司生产的 OBRALBH-2型便携式重金属分析仪（型号:JSN03A);美国 BURCH公司生产的ZY-PF-3200型电子天平；上海赛普拉斯电子有限公司生产的HH-20D型超声波清洗器；上海上海新光仪表厂生产的PF-750B型电化学检测器。

2、试剂试剂: MnOH、 CuO、 NaCl、 Cu (NO)、 Na (OH)、 Na (NO)以及NaHCO3、 NaNO等试剂盒一份，为正丁醇固体，无烟煤制得。

正丁醇固体的颜色为浅蓝色，可溶于水。

试剂盒二份，一份为硝酸铜固体；一份为硫酸铜固体（无烟煤为焦煤粉）。

试剂盒二份，分别为0.05毫升正丁醇液体和0.05毫升硝酸铜固体。

试剂盒三份，分别为0.05毫升正丁醇液体,0.05毫升催化剂液体；试剂盒四份，分别为0.1毫升正丁醇液体、0.1毫升催化剂液体和1毫升催化剂液体。

以正丁醇液体为溶剂，向容器内倒入大量正丁醇混合液体，使其完全浸入容器中、形成微滴状。

3、设备1)液相色谱仪：本仪器属于离子型色谱，是通过电化学方法测定离子浓度，同时检测溶液中其他物质与非离子的差异，同时能检测溶液的成分和质量，从而判断溶液中的其他元素和非离子含量是否达标。

12 过渡元素(一) 铜副族和锌副族

硬度最大的金属：铬(Cr) 密度最大的单质：锇(Os)
•导电性，导热性，延展性好。
熔点变化示意图
12.1.3 单质的活泼性
Ө M E
元素
2
/M V

Sc --各种酸 Fe
Ti -1.63 热 HCl HF Co -0.282 缓慢溶解在 HCl 等酸中
V -1.2 (估算值) HNO3， HF 浓 H2SO4 Ni -0.260 稀 HCl H2SO4 等
盐类氯化亚铜(CuCl) 制取: 1. 在热、浓HCl溶液中, 用Cu粉还原CuCl2 Cu2+ + Cu + 4Cl- → 2[CuCl2]2. 用水稀释 2[CuCl2]- → 2CuCl (白色) + 2Cl总反应：Cu2+ + Cu + 2Cl- → 2CuCl CuCl盐酸溶液可用作测定气体中CO含量 CuCl +CO+H2O → [CuCl(CO)]· 2O H
a 13-6-2铜的重要化合物
氧化物
CuO + 2H+ → Cu2+ + H2O 4CuO
1000 C
2Cu2O + O2
氢氧化物 CuOH极不稳定，至今尚未制得 Cu(OH)2为浅蓝色，难溶于水 1. 受热易脱水 80~90 C CuO + H O Cu(OH)2 2 2. 两性：以碱性为主 Cu(OH)2 + 2H+ → Cu2+ + 2H2O (浅兰色) Cu(OH)2 + 2OH- → [Cu(OH)4]2-(亮兰色) 3. 溶于氨水 Cu(OH)2+4NH3 → [Cu(NH3)4]2+ + 2OH-

铜族元素和锌族元素

又称货币金属。
（一）通性
已知铜族元素价电子构型为(n-1)d10ns1，铜族元素原子不仅可以失去ns电子，也可进一步失去部分d电子。因此铜族元素都有+1、+2、+3三种氧化态。但由于其稳定性不同，铜常见的氧化态为+2，银为+1，金为+3。对于铜族元素，其主要性质可归纳为以下几点：（1）铜族元素半径小于同周期的碱金属元素，但由于铜族元素
原因：
IB族的Ens-E(n-1)d相差不大， ns 和(n-1)d电子在与其他元素化合时，依反应条件的不同可以部分参加反应，即表现出不同的氧化态。如：Cu2O、CuO、KCuO2(铜酸钾)、AgNO3、 AgF2、AgI[AgO2]等。
3、标准电极电势
Au3++3e-==Au
=1.42V
Ag2++e-==Ag+
硫酸
工业
电镀、电池、印染、染色木材保存、制颜料等
铜的
制“波尔多”溶液，用于杀虫
用
农业灭菌，加入贮水池中可防止藻
途
类生长
波尔多液配方：CuSO4·5H2O：CaO：H2O=1：1：100
铜配合物
一价铜配合物一般
Cu(CN)43-
CuCl42- Cu(H2O)42+
是无色的,配位数为
2-4, 卤素、氨的配
合物稳定性较差，
但四氰合铜(Ⅰ)非常稳定。
Cu(OH)42-
化学性质：
铜与潮湿空气中的CO2反应，生成铜绿： 2Cu + O2 + H2O +CO2 = Cu2(OH)2CO3
与酸反应: Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Ag + 2HNO3(浓) = AgNO3 + NO2 + H2O Au + 4HCl + HNO3 = HAuCl4 + NO + 2H2O 2Cu+2HCl+4CS(NH2)2 = 2[Cu(CS(NH2)2)2]+H2 +2Cl-

无机化学(6)铜锌副族

标准电极电势（ 0.799 1.68 标准电极电势（M+/M ) 0.521 过程的总能量变化有关（这与 M(S) ----￫ M+(aq)过程的总能量变化有关（p821表）￫表
Cu 总热效应(kJ/mol)
459
Ag
530
Au
631
3、铜族元素有以下特点：铜族元素有以下特点：铜族元素的金属性较弱， 1．铜族元素的金属性较弱，它们是不活泼金属
。
2．铜族元素的金属性随原子序数的增加而减弱金属性随Cu－Ag－Au次序减弱 Cu ，即同族从上至下金属性随Cu－Ag－Au次序减弱
。
3．铜族元素有多种氧化态，铜族元素的氧化数铜族元素有多种氧化态，有+Ⅰ、+Ⅱ、+Ⅲ三种。 +Ⅰ、+Ⅱ、三种。铜族元素所形成的许多二元化合物， 4．铜族元素所形成的许多二元化合物，其键型如氯化亚铜CuCl CuCl是共价具有相当程度的共价性。如氯化亚铜CuCl是共价化合物。化合物。 5．铜族元素一般均能形成较稳定的配合物。．
2．冶炼黄铜矿制精铜（黄铜矿：（1）黄铜矿制精铜（黄铜矿：CuFeS2）主要化学反应：主要化学反应：焙烧：焙烧： 2CuFeS2+O2 -----￫ Cu2S+2FeS+SO2↑ ￫ 2FeS+3O2 -----￫ 2FeO+2SO2↑ ￫除渣：把焙烧过的矿石与砂子混合，除渣：把焙烧过的矿石与砂子混合，加热到 1273K左右，FeS氧化为左右，氧化为FeO以后就和以后就和SiO2形成熔左右氧化为以后就和），因密度小而浮在上层因密度小而浮在上层，渣（FeSiO3），因密度小而浮在上层，而Cu2S和和剩余的FeS熔融在一起生成所谓“冰铜”，冰铜较剩余的熔融在一起生成所谓“冰铜” 熔融在一起生成所谓重沉于下层。重沉于下层。 FeO+SiO2 -----￫ FeSiO3 ￫ mCu2S+nFeS -----￫冰铜￫

第18章铜副族和锌副族_无机化学剖析

二、铜的化合物
铜的常见氧化数为＋1、＋2，本节重点介绍常见的 Cu(I)、Cu(II)化合物，以及两种价态之间的转换。
1 氧化数为＋1 的化合物 (1) 氧化物和氢氧化物 Cu2O由于晶粒大小不同呈现出不同的颜色，如黄、桔黄、鲜红或深棕色。它本身有毒，主要用于玻璃、搪瓷工业作红色染料。具有半导体性质。实验室加热氧化铜制备。
金矿主要是以自然金形式存在，包括散布在岩石中的岩脉金和存在于沙砾中的冲积金两大类。
锌副族(II B): 原子核外价层电子的构型 (n－1)d10ns2 主要元素及常见氧化态:
锌 (＋2 ) 镉和汞除＋2之外，还有＋1 氧化态(Hg22＋、 Cd22＋)。但镉和汞的＋1 氧化态不稳定，易发生歧化反应。
铜副族元素的金属性远比碱金属的弱，且铜副族元素的金属性随着原子序数的增加而减弱，而碱金属恰恰相反。
从Cu 到 Au，原子半径虽增加但并不明显，而核电荷
对最外层电子的吸引力增大了许多，故金属活泼性依次减
弱。
铜
银
金
第一电离能/kJ·mol－1 745.5 731.0 890.1
银应比铜稍活泼。实际上如果在水溶液中反应，涉及
由价电子构型可见，IA、IIA和IB、IIB在失去最外层
s电子后分别都呈现＋1和＋2价氧化态，所以IB与IA、IIB
与 IIA 有相似之处。
但是，由于 ds 区元素原子的次外层有18 个电子，而
IA与IIA元素原子次外层有8个电子，因此，无论是单质
还是化合物都表现出显著的差异。
铜副族和锌副族的元素电势图
铜绿可防止金属进一步腐蚀。
铜在红热时与空气中的氧气反应生成CuO。在高温下CuO又分解为Cu2O。

无机化学[第十八章铜副族和锌副族]课程预习

第十八章铜副族和锌副族一、铜族元素1．通性ⅠB族的价电子结构为(n—1）d10ns1,ⅠB族的最外层电子的Z+高,故第一电离能比碱金属的高。

铜族元素的性质可归纳为以下几点：（1）与同周期碱金属相比，铜族元素的原子半径较小，第一电离能较大。

（2）铀族元素有+1，+2，+3等三种氧化态，而碱金属只有+1价一种。

由于铜族元素的ns电子和次外层的（n-1）d电子能量相关不大,与其他元素化合时,（n—1)d电子也依反应条件的不同，可以部分参加成键；不仅ns电子能参加成键，2．单质的物理、化学性质铜族元素的密度、熔点、沸点、硬度均比相应的碱金属高，且导电性和传热性在所用金属里面是最好的。

由于铜族金属均是四心立方晶体,有较多的滑移面，因而有很好的延展性。

铜族元素不_仅彼此间容易生成合金，和其他元素也能形成合金。

其中铜合金种类很多。

铜和锡易溶于硝酸或热的浓硫酸中，有氧时Cu能溶于氨水（生成［Cu（NH3)4］2+）中，Cu能直接溶于KCN溶液（生成［Cu(CN）4］3-）。

铜和银在加热时能与硫化合为Cu2S及Ag2S3而金不能直接生成硫化物。

3．铜族元素的重要化合物铜族元素的特征氧化物为+2，银为+1，金为+3。

(1)铜(Ⅰ）和银(Ⅰ）的化学性质+1氧化态是本族元素的共同特征,但由酸性溶液中的电势图可知，只有银离子能稳定存在。

a．氧化物和氢氧化物Cu+和Ag+都能生成M2O型的氢化物和MOH型的不稳定的氢氧化物。

在-45℃以下AgOH白色物质稳定存在，高于此温度分解为Ag2O，而CuOH为黄色,仅在pH=3左右能暂存，通常得到的是Cu2O红色物质.Cu2O红色物质，Ag2O暗棕色物质，都为共价型、难溶于水的化合物;Cu2O 很稳定，具有半导体的性质,而Ag2O加热则分解；Cu2O能溶于氨水、HX形成[Cu （NH3)2]+（不稳定)、[CuCl2]—无色配合物.b．硝酸根Cu+不能生成硝酸盐，但稳定和易溶于水的无色晶体AgNO3却是一种重要的试剂.AgNO3的制法是将溶于硝酸，蒸发并结晶而得,因原料中含有杂质铜,因而产品中将含有硝酸铜，一般的是提纯方法是将产品加热到473—673K，此时硝酸铀分解为黑色不溶于水的CuO;另一种方法是向含Cu2+的AgNO3溶液中加入新沉淀出来的AgO。

无机化学_18铜族与锌族元素剖析

最终产物是无色的
CuCl↓并放出 (CN)2气体
Na3[Cu(CN)4]
二、银的化合物
一、氧化银
有关反应
inorganic chemistry
AgOH白
NaOH
-H2O
AgNO3
极不稳定
Ag2O 暗棕色
Na2CO3
-CO2
Ag2CO3白
AgNO3 + NaOH =AgOH +NaNO3 2AgOH ==Ag2O + H2O 2AgNO3+ Na2CO3=Ag2CO3 +2NaNO3 Ag2CO3 ==Ag2O + CO2↑
不但溶于水，而且溶于乙醇和丙酮。
在很浓的溶液中呈绿色，在稀溶液中显蓝色。
△
CuCl2 ·2H2O
Cu(OH)2 ·CuCl2+2HCl+2H2O
所以制备无水CuCl2时，要在HCl气流中加热脱水，无水CuCl2进一步受热分解为CuCl和Cl2 。
卤化亚铜是共价化合物
inorganic chemistry
硝酸银见光受热会分解，因此必须保存于棕色瓶和避光阴凉处
2AgNO3 =====2Ag + 2NO2 ↑+ O2↑
7. 金的化合物
inorganic chemistry
Au（Ⅲ）是金的常见的氧化态，如： AuF3，AuCl3，AuCl4–，AuBr3，Au2O3 ·H2O等
AuCl3无论在气态或固态，它都是以二聚体 Au2Cl6的形式存在，基本上是平面正方形结构。
5. 卤化银
inorganic chemistry
Ag++X– == AgX↓ （X=Cl、Br、I）

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冶炼：
冶炼方法随矿石性质而不同。如氧化物矿可直接用碳热还原，硫化物矿常用冰铜熔炼法（火法）。氧化物矿还可用湿法冶金，如用稀硫酸或其他络合物浸出，然后进行电解。
从黄铜矿提炼。冶炼过程大致分为：
（1）、富集：将硫化物矿进行浮选。
第十八章铜、锌副族
The Copper Subgroup and Zinc Subgroup
基本要求：
1．掌握铜、银、锌、汞单质的性质和用途。
2．掌握铜、银、锌、汞的氧化物、氢氧化物及其重要盐类的性质。
3．掌握Cu(Ⅰ)、Cu(11)；Hg(1)、Hg(Ⅱ)之间的相互转化。
4．掌握IA和IB；IIA和IIB族元素的性质对比。
3、氧化态：IB族有+1，+2，+3三种，IA族只有+1一种。
4、标准电极电势：铜族元素比碱金属为正，如 Cu+/Cu=
+0.521V，而 K+/K = -2.93V，所以铜族元素在水溶液中的化
学活泼性远小于碱金属，且其活泼性从Cu到Au降低。
★
5、某一价态的稳定性与其存在状态有关系，固态时，Cu+能稳
阴极反应：Cu2+ + 2e = Cu(精铜)
通过电解精炼，阳极发生氧化反应，粗铜不断溶解。阴极发生还原反应，纯铜不断析出，纯度可达99．95％-99．98％。电解过程中，原来粗铜中的杂质如Zn，Fe，Ni等失去电子转入溶液中，金、银，铂等沉在阳极底部，叫做阳极泥。阳极泥是提取贵金属的原料。
（2）、焙烧：把得到的精矿进行焙烧，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，主要反应如下：
2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS十S02
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（3）、制粗铜－冰铜把焙烧过的矿石与砂子混合，在反射炉中加热到 1273K左右，FeS转化为FeO以后，FeO又和Si02形成熔渣(FeSiO3)，它因密度小而浮在上层，而Cu2S和剩余的FeS熔融在一起生成所谓“冰铜”，冰铜较重，沉于下层：
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§18.1 铜族元素
1.1 通性
铜(copper)、银(silver)和金(gold)
1、两族元素属ds区，铜族为(n-1)d10ns1，锌族为(n-1)d10ns2。
氧化态和化合物性质与IA、IIA族部分相似，但又有差异。
2、活泼性：与IA族比，半径小，第一电离势大，较不活泼。
1、与O2作用
铜在干燥空气中比较稳定，在水中亦无反应，与含有C02的潮湿空气接触，在表面逐渐生成一层绿色的铜锈：
2Cu+02+H20+CO2=Cu(OH)2·CuC03
碱式碳酸铜
Au，Ag不与O2发生反应。
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2、与卤素作用：
其活泼性按Cu，Ag，Au的顺序降低，铜在常温下能与卤素作用，银作用慢，而金与干燥的卤素只有在加热时才能反应。
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电解是在电解槽中进行的：用由火法精炼制得的铜铸成
的粗铜阳极板悬挂在槽内，与直流电源的正极相连；用精铜制成的薄阴极板，悬挂在槽内，与电源的负极相连；槽内装入10－16%的硫酸铜水溶液和10－17％的硫酸组成电解液，约在0．5V电压下进
定存在，在水溶液中Cu+很不稳定，立即歧化成Cu2+和Cu。
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1-2 单质的物理和化学性质
1.物理性质
❖特征颜色：Cu(紫红)，Ag(白)，Au(黄) ❖熔点、沸点较其它过渡金属低 ❖导电性、导热性好，且Ag>Cu>Au ❖延展性好
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2.化学性质
铜族的化学活泼性远较碱金属为低，且按Cu，Ag， Au的顺序递减。
3、铜和银在加热时能与硫直接化合
生成CuS和Ag2S，而金则不能直接生成硫化物。
4、与稀盐酸或稀硫酸作用：
铜、银、金都不能与稀盐酸或稀硫酸作用放出氢气，但铜和银溶于硝酸或热的浓硫酸，而金只能溶于王水：
Cu+4HN03(浓)=Cu(N03)2+2NO2 ↑ +2H20
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(N03)2+2NO ↑ +4H20 Cu+2H2SO4(浓)=CuS04+SO2 ↑ +2H2O
2Ag+2H2SO4(浓)＝Ag2SO4+S02 ↑ +2H20
Au+4HCI+HNO3=HAuCl4+NO ↑ +2H20
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1.3 铜族元素的存在和冶炼
1. 铜的存在和冶炼存在：铜矿石可分为三类：
（1）硫化矿，如黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)和辉铜矿(Cu2S)等；
FeO+SiO2=FeSiO3 mCu2S+nFeS=冰铜
（4）、制泡铜：把冰铜放入转炉，鼓风熔炼，得到大约含铜98%左右的粗铜。主要反应如下：
2Cu2S十302=2Cu2O+2SO2 2Cu20十Cu2S=6Cu+SO2 生成的SO2气体可用来制硫酸。
（5）、精炼：电解精炼是为了获得高导电性的更纯的铜和提取贵重金属 (金，银等)。一般火法精炼后的铜，大约含99．5%-99．7%的铜和0． 5%-0．3%的杂质(Ni，As、Sb、S，Pb，Fe，Ag，Au等)。这种铜的导电性还不够高，不符合电气工业的要求。
解后也可与铁起置换反应。到唐末五代间，水法炼铜的原理应
用到生产中去，至宋代更有发展，成为大量生产铜的重要方法
（2）氧化矿，如赤铜矿(Cu2O)、孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]、蓝铜矿[2CuCO3·Cu(OH)2]、硅孔雀石(CuSiO3·2H2O)等；
（3）自然铜。
铜矿石中铜的含量在1％左右（0.5％～3％）的便有开采价值，因为采用浮选法可以把矿石中一部分脉石等杂质除去，而得到含铜量较高（8％～35％）的精矿砂。
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我国古代很早就认识到铜盐溶液里的铜能被铁取代，从而
发明“水法炼铜”(胆铜法)的新途径，这一方法以我国为最早，是湿法冶金技术的起源，在世界化学史上是一项重大贡献。
水法炼铜的原理是：
CuSO4+Fe=Cu+FeSO4 在汉代许多著作里有记载“石胆能化铁为铜”；南北朝的
陶弘景说：“鸡屎矾投苦洒（醋）中涂铁，皆作铜色”，即不纯的碱式硫酸铜或碱式碳酸铜不溶于水，但可溶于醋，用醋溶