无机化学__第二十二章_ds区金属

铜族元素的重要化合物
二、铜(II)的化学性质 1、氢氧化铜和氧化铜 Cu(OH)2+2NaOH(6mol/L)===Na2[Cu(OH)4] Cu(OH)2+4NH3===[Cu(NH3)4](OH)2
此溶液能溶纤维，遇酸后又析出，用来制人 造丝。 Cu(OH)2===CuO+H2O 4CuO===2Cu2O+O2
锌族元素概述
5、配合能力 有很强的配合能力，而碱土金属却通常不形 成配合物。 6、盐的溶解性 硝酸 盐 IIA IIB 易溶 易溶 碳酸 盐 难溶 难溶
硫酸盐
微溶或难 溶 易溶
水解性
钙锶钡的盐不水 解 有一定程度的水 解
锌族元素概述
二、存在与冶炼 锌汞主要以硫化物形式存在如ZnS闪锌矿、HgS辰砂。
Cu2O、CuO、KCuO2(铜酸钾)、AgNO3、AgF2、 AgI[AgO2]等。
而碱金属主要氧化态是+1。
铜族元素的通性
三、标准电极电势 Au3++3e-==Au =1.42V Ag2++e-==Ag+ =1.987V Ag++e-==Ag =0.7996V Cu++e-==Cu =0.52V K++e-==K =-2.925V 化学活泼性远小于碱金属； 从上到下，金属活泼性递减；与碱金属的变 化规律相反。 四、氢氧化物的碱性和稳定性 氢氧化物的碱性较弱，且极易脱水形成氧化 物，而碱金属氢氧化物是强碱，对热非常稳定。
锌族元素概述
3、标准电极电势 Zn2++2e-==Zn =-0.786V Cd2++2e-==Cd =-0.4026V Hg22++2e-==2Hg =0.7986V 2Hg2++2e-==2Hg22+ =0.905V Ca2++2e-==Ca =-2.76V 化学活泼性远于碱土金属； 从上到下，金属活泼性递减；与碱土金属的 变化规律相反。 4、氢氧化物的碱性和稳定性 IIB族氢氧化物属弱碱，且易脱水形成氧化 物，而碱土金属氢氧化物是强碱，对热稳定。 Be(OH)2和Zn(OH)2为两性氢氧化物。
CuO可以被H2、CO、C、NH3等还原为Cu。
CuO+H2===Cu+H2O
铜族元素的重要化合物
2、CuCl2 CuCl2的很浓的溶液呈黄绿色、浓溶液呈绿
色{[CuCl4]2-和[Cu(H2O)4]2+的混合色}、稀溶液
呈蓝色，
无水CuCl2呈棕黄色，共价化合物，结构为：
Cl Cl Cu Cu Cu Cu Cu Cl Cl Cl Cl Cl Cl
铜族元素的重要化合物
6、一价铜与二价铜的相互转化 思考题:由电势图看下列反应似乎不能进行,但 实际上却能反应,这是为什么？Ksp(CuI)=5.06×10-12 Cu2++I-===CuI↓+I2
C u 2+ 0.153V Cu
+
0.52V
Cu
I2
0.535V I
-
从结构上看Cu+为3d10应该比Cu2+的3d9稳定， 并且铜的第二电离势(1990kJ/mol)较高，但特殊的 是Cu2+的水合能(2125kJ/mol)却很大。 因此在干态下Cu(I)的化合物是稳定的，而在有 水存在下Cu(II)化合物是稳定的。 2Cu+(水)Cu+Cu2+(水) K=1.2×106 如果要使Cu2+转化为Cu+，一方面要有还原剂 存在，另一方面要使Cu+形成难溶化合物。
金
它们都可形成许多合金。
铜、银、金的单质
二、性质和用途
铜为紫红色、银为银白色、金为黄色。
在常温下铜银金都是晶体，密度大、熔点高、
沸点高，有良好的延展性和优良的导电性与导热性。
而碱金属则密度小，硬度小、熔点低。
它们用于货币、装饰品和电器工业等。
它们易形成合金，如黄铜(Cu60%Zn40%)、白
铜(Cu50~70%Ni18~20%Zn13~15%)、青铜
银 碳酸盐的形式广泛分布，最常见的矿物有黄铜矿 金铲银锅
(CuFeS2)、孔雀石[CuCO3· Cu(OH)2]和碱式砷酸
铜铝（Ceruleite）Cu2Al7(AsO4)4(OH)13.12H2O等。 银主要以金属、硫化物、砷化物、氯化物的
形式广泛分布，常由铅矿、铜矿的加工过程中来 回收。 金以单质形式存在。
镉主要是锌矿提锌后的副产品。
CuCl2能溶于乙醇和丙酮。 CuCl2加热可分解： 2CuCl2====2CuCl+Cl2↑
铜族元素的重要化合物
3、硫酸铜 CuSO4· 2O—胆矾，最重要的二价铜盐。 5H 水解显微酸性，可与较活泼金属反应、与碱或 氨水反应，还可作农药。如：波尔多液 将CuSO4· 2O、CaO及水按1:1:100配制的乳 5H 液。 4、CuS 黑色，Ksp=8.5×10-45只能溶于热的硝酸中： 3CuS+8HNO3===3Cu(NO3)2+2NO↑+3S↓+4H2O 可溶于NaCN溶液中： 10NaCN+2CuS===2Na3[Cu(CN)4]+2Na2S+(CN)2↑ 因CN-与I-相似，具有还原能力但又有配合能力。
铜族元素的重要化合物
请分析下列反应的产物： C u 2+ Cu2O+H2SO4(稀)=== Cu2O+HNO3=== Ag2O+HNO3===
0.153V
+
Cu
+
0.52V
Cu
Ag
0.799V
Ag
2、硫化物 Cu2S和Ag2S两种黑色化合物溶解度很小，不 溶于水和非氧化性酸。如可溶于氧化性的硝酸： Cu2S+HNO3=== Ag2S+HNO3=== Cu2S可溶于KCN生成[Cu(CN)4]33、AgNO3 Cu(I)不形成硝酸盐，AgNO3是一种重要试剂。
铜族元素的重要化合物
4、卤化亚铜 HCl(浓)+Cu+CuCl2===2[CuCl2]-+2H+ 生成物用水稀释则得CuCl白色沉淀。 2Cu2++4I-===2CuI↓+I2 除I-,二价铜在有X-及还原剂同时存在时生成CuX。 5、卤化银 AgX中除AgF溶于水外，皆不溶于水及稀硝酸。 AgCN和AgSCN难溶于水，但AgCN易溶于过量的 KCN生成[Ag(CN)2]-。 6、配合物 Ag+具有5s、5p空轨道，能形成二配位的配合物，如： NH3、S2O32-、CN-等形成稳定程度不同的配离子。
(Cu80%Sn15%Zn5%)。
铜、银、金的单质
铜和银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-)。(试写方程式)。
C u + N H3 -0.12V [C u(N H 3 ) 2 ] -0.01V
+
[C u(N H 3 ) 4 ] 2+
Cu + CN
-1.12V
[C u(C N ) 4 ] 3 -
银和金能溶于KCN中，金还能溶于王水(试写方程 式)
[A g(C N ) 2 ]
-
-0.31V -0.6V 1.00V
Ag + 2 C N Au + 2 C N Au + 4 C l
-
-
[A u(C N ) 2 ] [A uC l4 ]
铜族元素的重要化合物
5、配合物 二价铜离子有较强的配合性。 2+ O [Cu(H2O)4]O 、[Cu(NH3)4]2+等，但实际上它们 的应该是[Cu(H2C u6]2++ O) 2 、[Cu(NH3)4(H2O)2]2+离子， 原因是因它们的结构是一种特殊的变形八面体结 N N 构。 二价铜离子与CN-形成配合物时比较特殊： 2Cu2++4CN-===(CN)2↑+2CuCN↓(白色) 继续加入CN-则有： CuCN+3CN-===[Cu(CN)4]3A A 用此方法可分离Cu2+和Cd2+离子，也说明Cu2+与C 一种Cu(II)螯合物的结构 不能共存。另外Cu2+还能形成螯合物。
铜族元素的通性
二、氧化数
铜、银、金三个元素，每一个元素都有+1、+2和+3 三种氧化数。最常见的氧化数：铜为+2、银为+1、金 为+3。 原因是IB族的ns电子和次外层(n-1)d电子能量相差不 大，在与其他元素化合时，不仅ns电子能参加反应， (n-1)d电子也能依反应条件的不同，可以部分参加反应， 即表现出不同的氧化态。如：
第22章 ds区金属
22-1 铜族元素 22-2 锌族元素 习题
22-1 铜族元素
22-1-1 铜族元素的通性 22-1-2 铜、银、金的单质 22-1-3 铜族元素的重要化合物 22-1-4 IB族元素和IA族元素性质的对比
22-2 锌族元素
22-2-1 锌族元素概述 22-2-2 锌族元素的重要化合物 22-2-3 锌的生物作用和含镉汞废水的处理 22-2-4 锌族元素与碱土金属的对比
氢氧化物碱性较弱，易脱水形 成氧化物。
锌族元素概述
一、锌族元素的通性 锌族位于周期系的IIB族，包括锌、镉、汞三种元素。 1、活泼性 IIB族的价电子结构为(n-1)d10ns2。最外层电子数虽 然与IIA族相同但性质上却没有多少共同之处。 IIB族的次外层为18电子构型，Z*（有效核电荷）高， 故第一电离势比碱土金属的高、半径小。 2、氧化数 IIB族的氧化数为+II(Hg还有+I)它们水合离子都是无 色的。 它们的离子有很强的极化能力和明显的变形性。所 形成的化合物有显著的共价性。