铜副族与锌副族元素作业更正
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第18章铜族元素锌族元素习题1.选择题18-1 在酸度较大的水溶液中也不溶解的盐是………………………………. ( ) (A) Ag2SO4(B) Ag3PO4 (C) Ag2CO3(D) Ag2S18-2 在CuSO4溶液中加入过量的碳酸钠溶液,常形成的产物是…………() (A) Cu(HCO3)2(B) CuCO3 (C) Cu2(OH)2CO3(D) Cu(OH)218-3 下述有关银的性质的正确论述是………………………………………( ) (A) 从稀盐酸中置换出氢(B) 从浓盐酸中置换出氢(C) 从氢碘酸中置换出氢(D) 从稀硫酸中置换出氢18-4 能共存于溶液中的一对离子是…………………………………………..() (A) Fe3+和I-(B) Pb2+和Sn2+(C) Ag+和PO43-(D) Fe3+和SCN-18-5 欲除去CuSO4酸性溶液中少量Fe3+,加入下列试剂效果最好的是( ) (A) 氨水(B) NaOH (C) H2S水(D) Cu2(OH)2CO318-6 Cu2O 和稀H2SO4反应,最后能生成……………………………….() (A)Cu2SO4+ H2O (B) CuSO4+ H2O(C) CuSO4+ Cu + H2O (D) CuS18-7 五水硫酸铜可溶于浓盐酸,关于所得溶液的下列说法中,正确的是( )(A) 所得溶液呈蓝色;(B) 将溶液煮沸时释放出氯气,留下一种Cu(+I) 的配合物溶液;(C) 这种溶液与过量的氢氧化钠溶液反应,不生成沉淀;(D) 此溶液与金属铜一起加热,可被还原为一种Cu(+I)的氯配合物。
18-8 下列描述银的性质中,正确的是……………………………………….()(A) 能与浓HCl作用放出氢(B) 能与氢碘酸作用放出氢(C) 能与稀硫酸作用放出氢(D) 能与沸水作用放出氢18-9 能区别Zn2+和Al3+的下列试剂是………………………………………...() (A)NaOH (B)HCl (C)NH3.H2O (D)Na2CO318-10 已知:K sp(AgSCN ) = 1.1×10-12,K sp(AgI) = 1.5×10-16,K sp(Ag2CrO4) = 1.0×10-11则上述难溶盐与其金属组成的电对的值大小顺序为……………..() (A) AgSCN >AgI >Ag2CrO4 (B) AgI >AgSCN >Ag2CrO4(C) Ag2CrO4>AgSCN >AgI (D) Ag2CrO4>AgI >AgSCN18-11 在反应:AgCl(s) + 2 S2O32-(aq) →Ag(S2O3)23-(aq) + Cl-(aq)中起Lewis 酸和Lewis 碱作用的是…………………………………………………………() (A)AgCl和Ag(S2O3)23-(B)AgCl和S2O32-(C)Ag+和Cl-(D)Ag+和S2O32-18-12 Hg22+中汞原子之间的化学键为………………………………………() (A) 离子键(B) σ键(C) π键(D) 配位键18-13 加NH3·H2O水于Hg2Cl2上,容易生成的是……………………..() (A) Hg(OH)2(B) [Hg(NH3)4]2+(C) [Hg(NH3)2]+(D) HgNH2Cl+Hg18-14 在工业上欲除去ZnSO4溶液中的Fe3+杂质,需加入最合适的试剂是( ) (A) NaOH (B) Na2CO3 (C) ZnCO3(D) Zn18-15 下列的阳离子中,能与Cl-离子在溶液中生成白色沉淀,加氨水时又将转成黑色的是……………………………………………………………………….( ) (A) 铅(II) (B) 银(I) (C) 汞(I) (D) 锡(II)18-16 下列金属单质可以被HNO3氧化成最高价态的是…………………()(A) Hg (B) Ti (D) Pb (D) Bi18-17 已知:Cd2++ CN-[Cd(CN)]+K1 = 105.48[Cd(CN)]++ CN-[Cd(CN)2] K2 = 105.12[Cd(CN)2] + CN-[Cd(CN)3]- K3 = 104.63Cd2++ 4CN-[Cd(CN)4]2-K稳= 1018.80则[Cd(CN)3]-+ CN-[Cd(CN)4]2-的K4等于…………………………….. ( ) (A) K4 = 103.57 (B) K4 = 1015.23 (C) K4 = 1013.32(D) K4 = 1013.6818-18 下列化合物中,既能溶于浓碱,又能溶于酸的是………………….. () (A) Ag2O (B) Cu(OH)2(C) HgO (D) Cd(OH)218-19 在含有0.1 mol·L-1的Pb2+,Cd2+,Mn2+和Cu2+的0.3 mol·L-1HCl 溶液中通入H2S,全部沉淀的一组离子是…………………………………..()(A) Mn2+,Cd2+,Cu2+(B) Cd2+,Mn2+(C) Pb2+,Mn2+,Cu2+(D) Cd2+,Cu2+,Pb2+18-20 能共存于酸性溶液中的一组离子是………………………………….() (A) K+,I-,SO42-,MnO4-(B) Na+,Zn2+,SO42-,NO3-(C) Ag+,AsO43-,S2-,SO32-(D) K+,S2-,SO42-,Cr2O72-18-21 从Ag+,Hg2+,Hg22+,Pb2+的混合液中分离出Ag+,可加入的试剂为( ) (A) H2S (B) SnCl2(C) NaOH (D) NH3·H2O18-22 在下列反应中:①Cu2++ I-②Cu2++ CN-③Cu2++ S2O32-+ H2O④Hg22++ I-(适量)⑤Hg22++ NH3·H2O金属离子氧化态发生变化的是……………………………………………..() (A) ①②③④(B) ①②③⑤(C) ①②④⑤(D) ②③④⑤18-23 已知下列五组物质性质差异为:Mg(OH)2>Cd(OH)2;H2SiF6>HF ;H2PbCl6>PbCl4;AgF >CaF2;Au+>Hg22+,它们依次表示的性质是……………………………………………..()(A) 碱性,酸性,稳定性,溶解度,易歧化;(B) 碱性,酸性,水解度,溶解度,氧化性;(C) 碱性,酸性,稳定性,溶解度,水解度;(D) 碱性,酸性,稳定性,溶解度,配位能力(与NH3)。
第19章铜副族元素和锌副族元素1、既易溶于稀NaOH又易溶于氨水的是()A、Cu(OH)2B、Ag2OC、Zn(OH)2D、Cd(OH)22、下列化合物中,在NaOH溶液中溶解度最小的是()A、Sn(OH)2B、Pb(OH)2C、Cu(OH)2D、Zn(OH)23、和稀硫酸作用有金属单质生成的是()A、Ag2OB、Cu2OC、ZnOD、HgO4、为除去铜粉中少量的氧化铜,应采取的操作是()A、浓盐酸洗B、KCN溶液洗C、稀硝酸洗D、稀硫酸洗5、欲除去Cu(NO3)2溶液中的少量AgNO3,最好加入的是()A、铜粉B、NaOHC、Na2SD、NaHCO36、下列分子中,具有顺磁性的是()A、CuClB、CuCl2C、Hg2Cl2D、HgCl27、向Hg2(NO3)2溶液中加入NaOH溶液,生成的沉淀是()A、Hg2OB、HgOHC、HgO+HgD、Hg(OH)2+Hg8、下列物质中,在硝酸和氨水中都能溶解的是()A、AgClB、Ag2CrO4C、HgCl2D、CuS9、在分析气体时可用于吸收CO的是()A、PdCl2B、CuCl2-C、AgClD、Hg2Cl210、下列物质颜色最深的是()A、CuOB、ZnOC、HgOD、PbO11、下列物质中,在氨水、盐酸氢氧化钠溶液中均不溶解的是()A、ZnCl2B、CuCl2C、Hg2Cl2D、AgCl12、下列试剂中可将Hg2Cl2、CuCl、AgCl鉴别开的是()A、Na2SB、NH3·H2OC、Na2SO4D、KNO313、Hg2Cl2分子构型为__________。
用氨水处理Hg2Cl2得到的沉淀的方程______________________________。
14、Cu(Ⅰ)在水溶液中不稳定,容易发生_____反应,该反应的离子方程式为_________________________。
因此,Cu(Ⅰ)在水溶液中只能以_____和_____形式存在,如_____和____。
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。
第八章ds区: IB和IIB族元素(Copper and Zinc group elements)学习要求:1. 了解Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg单质的性质、制备及应用.2. 掌握Cu、Ag、Au、Cd、Hg的氧化物、氢氧化物以及重要盐的结构、性质及制备;以及它们形成配合物的重要特征.3. 掌握Cu2+与Cu+,Hg2+与Hg22+之间的相互转化条件.4. 学会它们离子彼此分离和鉴定反应.5. 熟记本族涉及的重要反应.周期表的ds区的IB和IIB, 二族的共性不多.IB族更接近于d区的过渡金属元素,存在多变的氧化数+1、+2、+3,且易形成稳定的配合物.IIB族与其他过渡金属元素性质相差较大,更接近于IIA金属元素.它们的特征氧化数为+2(但Hg可存在Hg2+及Hg22+为什么?[问题1]二族均为亲硫元素,自然界主要以硫化物的形式存在,为什么?[问题2] IB族的+1氧化数的阳离子M+,IIB族的+2氧化数的M2+为18e-构型具有很强的极化作用和明显的变形性, 其中Hg2+的极化作用和变形性均很强,形成的化合物绝大部分是共价化合物,且溶解度很小,化合物均具有很深的颜色,其颜色可否用d—d轨道跃迁来解释呢?[问题3]§8—1 IB族元素(Cu、Ag、Au)1—1 IB族元素的通性.一. 价电子层结构及氧化态ds区, IB族: (n-1)d10ns1+1氧化数的M+(18e-构型)因此,+1氧化数是本族的重要特征.这一点与IA族的盐相类似.如:M2O、MX、M2SO4 etc.但二者毕竟有很大不同. Cu +1、+2、+3 主要是+2Ag +1、+2 主要是+1Au +1,+3 主要是+3. 即:本族稳定的特征氧化数为“2 1 3”.二. IB族元素的成键特征1.+1氧化数的共价化合物——Cu+、Ag+.2.+2氧化数的化合物——Cu2+3.+3氧化数的化合物——Au3+ .4. 形成稳定的配合物——最重要的成键特征.IB族M+的Cu+、Ag+、Au+可形成CN =2的sp杂化成键的直线型配合物CuX2-、Ag(NH3)2+、Au(SCN)2- etc,+2氧化数的往往形成CN = 4的平面方形结构的配合物Cu(H2O)42+、Cu(NH3)42+、Cu(OH)42-.但不能用dsp2杂化来解释,为什么?[问题4]+3。
一、学习要点1. 铜、银、锌、汞单质的物理、化学性质2. 铜、银、锌、汞的氧化物、氢氧化物及其重要盐类的性质3. Cu(Ⅰ)、Cu(Ⅱ),Hg(Ⅰ)、Hg(Ⅱ)之间的相互转化4. ⅠA和ⅠB族。
ⅡA和ⅡB族元素的性质对比5. Cu2+、Ag+、Zn2+、Cd2+、Hg2+、Hg22+离子的鉴定二、练习题1. 在什么情况下可使Cu2+转化为Cu+?使Hg(Ⅰ)转化为Hg(Ⅱ)?试各举两例。
2. 铜(Ⅱ)形成的许多配离子都是有色的,但是锌(Ⅱ)和镉(Ⅱ)的配离子却常常是无色的,请说明原因?3. 铜族单质用什么酸能溶解,注明反应的方程式。
4. 简要列出照相术中的化学反应。
5. CuCl、AgCl 、Hg2Cl2都是难溶于水的白色粉末,试区别这三种金属氯化物。
6. 如何分离CdS,ZnS,HgS三种难溶硫化物?7. 完成并配平下列反应式①Hg2(NO3)2+ H2S→②Zn+ NH3 + H2O→③Cu2O+ H2SO4→④Hg2(NO3)2+ NH3 + H2O→⑤AgBr+ S2O32-→⑥Cu+ O2+ CO2+ H2O →⑦HgS+ HNO3+ HCl→⑧Hg22++ I-(过量)→8. 推断题①将钠盐A溶液滴加到硝酸盐B溶液中,立即有白色沉淀C生成,C放置一段时间后会变为黑色沉淀D,若将B溶液滴加到A溶液中,开始形成的是无色溶液E,当加入相当多B后才会有C沉淀出来。
向溶液B中加入钾盐F溶液,可以生成浅黄色沉淀G,G可溶于A溶液中。
请给出A,B,C,D,E,F,G所代表的物质,并给出有关的化学反应方程式。
②将无水硫酸铜溶于水得溶液A。
用过量浓盐酸处理A得到溶液B。
将SO2通入B后用水稀释有沉淀C生成。
将沉淀滤出用蒸馏水洗涤后溶于氨水得无色溶液D,D迅速转化为溶液E。
如向溶液E中加入过量铜屑,则又生成D。
请给出A,B,C,D,E所代表的物质,并给出有关的化学反应方程式。
9. 计算题⑴一个铜电极浸在含有1.00mo l·dm-3氨和1.00 mo l·dm-3[Cu(NH3)4]2+的溶液中。
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,不仅ns电子能参加成键,(n-1)d电子也依反应条件的不同,可以部分参加成键;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。
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。
铜副族与锌副族元素作业更正 19-2.完成并配平下列反应的化学方程式 (1)金属铜在空气存在的条件下与稀硫酸反应。 解:2Cu + O2 + 2H2SO4(稀) = 2CuSO4 + 2H2O; (2)铜溶解在氰化钠水溶液中。 解:2Cu +8NaCN + 2H2O = 2Na3[Cu(CN)4] + 2NaOH + H2↑; (3)氢氧化铜溶于氨水形成铜氨配离子。 解:Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4](OH)2; (4)向[Ag(S2O3)2]3-溶液中通入硫化氢气体。 解:2[Ag(S2O3)2]3- + 6H+ + H2S = Ag2S↓ + 4H2S2O3; H2S2O3 = SO2↑ + S↓+ H2O; SO2 + 3H2S =3S↓ + 2H2O (5)溴化银在光作用下分解。 解:2AgBr = 2Ag↓ + Br2↑; (6)金溶解于王水。 解:Au + 4HCl + HNO3 = H[AuCl4] + NO↑ + 2H2O;
19-3.完成并配平下列反应方程式 (1)向稀ZnCl2溶液中不断滴加NaOH溶液。 解:ZnCl2 + NaOH = Zn(OH)2↓ + NaCl; Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4]; (2)向稀CdCl2溶液中不断滴加NaOH溶液。 解:CdCl2 + NaOH = Cd(OH)2 ↓+ NaCl; 如果NaOH为浓度高的热溶液,则:Cd(OH)2 + NaOH = Na2[Cd(OH)4]; (3)向稀ZnCl2溶液中不断滴加氨水溶液 解:ZnCl2 + 2NH3.H2O = Zn(OH)2↓(白色) + 2NH4Cl; Zn(OH)2 + 4NH3 = [Zn(NH3)4](OH)2; (4)向Hg(NO3)2溶液中滴加NaOH溶液。 解:Hg(NO3)2 +2NaOH = Hg(OH)2↓ + 2NaNO3; Hg(OH)2 = HgO↓(褐色) + H2O; (5)向HgCl2溶液中滴加氨水。 解:HgCl2 + 2NH3 = HgNH2Cl↓(白色) + NH4Cl; (6)向Hg(NO3)2溶液中滴加KI溶液。 解: Hg(NO3)2 + KI = HgI2↓(桔红色)+ KNO3; HgI2 + KI(过量) = K2[HgI4] (7)奈斯勒试剂与NH4+作用。 解:
(8)HgCl2与亚锡离子反应。 解:HgCl2 + SnCl2 = Hg2Cl2↓(白色) + SnCl4; Hg2Cl2 + SnCl2(过量) = Hg↓(黑色) + SnCl4; 19-10.试设计方案,分离下列各组离子。 (1)Cu2+、Ag+、Zn2+、Hg22+; (2)Zn2+、Cd2+、Hg2+、Al3+; 解:设计的分离路线为:
主要反应方程式为: Ag+ + Cl- = AgCl↓; Hg22+ + 2Cl-= Hg2Cl2↓; AgCl +2NH3 = [Ag(NH3)2]+ + Cl-; Hg2Cl2 + NH3 = Hg(NH2)Cl↓ + Hg↓ + NH4Cl; Cu2+ + Zn = Cu ↓+ Zn2+;
(2)Zn2+、Cd2+、Hg2+、Al3+; a.向混合溶液中假如Zn粉溶液过量,溶液出现Hg黑色沉淀,过滤即可分离Hg;用浓硝酸溶解Hg,即可获得Hg2+溶液; 反应式为:Hg2+ + Zn = Zn2+ + Hg↓; Hg + 4HNO3 = Hg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O b.向分离Hg的混合溶液中加入过量氨水,溶液出现Al(OH)3白色沉淀,过滤即可除去Al(OH)3白色沉淀,Zn2+、Cd2+生成配离子,留在溶液中;将沉淀用稀硝酸溶解,即可获得Al3+溶液; 反应式为:Al3+ + 3NH3 + 3H2O = Al(OH)3↓ + 3NH4+; Al(OH)3+3HNO3 = Al(NO3)3 + 3H2O; Zn2+ + 4NH3(过量) = [Zn(NH3)4]2+; Cd2+ + 6NH3(过量) = [Cd(NH3)6]2+; c.分离Hg、Al3+的混合溶液中加入0.3mol.dm-3的盐酸酸化,然后加入冷的稀NaOH溶液过量,过滤溶液中的沉淀即可除去Cd(OH)2,将Cd(OH)2溶于稀盐酸中,即可获得Cd2+
溶液;溶液中存在的为ZnO2-,再用稀盐酸酸化,即可获得Zn2+离子溶液; 反应式为: Zn2+ + 4NaOH(冷、稀、过量) = ZnO2- + 4Na+ + 2H2O Cd2+ + 2NaOH(冷、稀、过量) = Cd(OH)2↓ +2Na+ ; Cd(OH)2↓+ 2HCl(稀) = CdCl2 + 2H2O; 或在用0.3mol.dm-3的盐酸酸化的混合溶液中,通入H2S气体,溶液产生黄色CdS沉淀,过滤即可除去CdS。溶液为Zn2+离子溶液。 反应式为:Cd2+ + H2S = CdS↓ +2H+; CdS + 10HNO3(浓)= Cd(NO3)2 + H2SO4 + 8NO2 + 4H2O; 19-11.从元素电势图上看,Hg22+是稳定的,不会发生歧化反应。事实上许多情况下Hg22+会转化为Hg(Ⅱ)和Hg单质,试举出几个这样的反应,并说明反应能够自发进行的原因。
解:在实际中Hg22+可以转化为Hg(Ⅱ)和Hg单质,具体例子如: Hg22+ + H2S = HgS + Hg↓ + 2H+; Hg22+ + 4I- = HgI42- + Hg; 这些反应能够自发进行是由于体系中加入的沉淀剂、配体等与Hg2+作用,生成了难溶性化合物或稳定性高的配位离子,从而降低了体系中的Hg2+浓度,使得Hg22+的歧化反应的平衡向生成更多Hg2+的方向移动,促使歧化反应自发完成。
19-12.Hg2+、I+、Cd2+、和S2-均无色,而HgI2为红色、CdS为黄色,试分析其生色的机理。 答:Hg2+、I+、Cd2+、和S2-等离子的最外成电子构型均为全满结构,故这些离子是无色的,即在可见光区不吸收光子。HgI2和CdS为显色是由于离子之间的极化作用,改变了分子内的能级(离子之间的作用能力)。
19-13.解释下列现象: (1)[Ag(NH3)2]Cl遇硝酸时析出沉淀; 答:[Ag(NH3)2]Cl为碱性溶液,在溶液中要解离出NH3分子,如果加入硝酸,则解离的氨分子与硝酸反应生成NH4NO3,从而使溶液中的平衡向生成AgCl方向移动,使沉淀重新出现。 (2)解释CuCl2浓溶液稀释时,体系颜色有黄色经过绿色变为蓝色; 答:CuCl2在浓溶液中由于具有大量的Cl-离子存在,形成了[CuCl4]-配离子,该配离子为黄色;如果用水稀释该溶液,根据溶解平衡原理,将有利于配离子的解离,进而转化为一种配离子[Cu(H2O)4]2+,该配离子为蓝色。故CuCl2浓溶液稀释时体系颜色有黄色经过绿色变为蓝色。 (3)将SO2通入CuSO4和NaCl的浓混合溶液,有白色沉淀生成; 答:由于SO2具有还原性,而CuSO4具有氧化性,故将SO2通入CuSO4和NaCl的浓混合溶液,将发生氧化还有反应,生产CuCl白色沉淀生成; (4)单质铁能够使Cu2+还原,单质铜却能使Fe3+还原; 答:氧化还原反应的方向性,可以用对应的氧化还原电对的电极电势大小判断,如果组成电池的电动势大于零,则氧化反应就可以发生。 查阅相关标准电极电势可知:电对Cu2+/Cu的电极电势大于电对Fe2+/Fe的电极电势,故单质铁可以还原Cu2+离子为单质铜;而电对Fe3+/Fe2+的电极电势大于电对Cu2+/Cu的电极电势,单质铜却能使Fe3+还原。 (5)在用硫酸酸化的CuSO4溶液中通入H2S,可以获得黑色的CuS沉淀,当Cu与浓H2SO4
共热,主要的含量产物为SO2,同时也可以获得少量的CuS沉淀;
答:CuS属于难溶性盐,在水中溶度积常数很小,另外,稀硫酸的氧化性很小,不能氧化S2-,故主要产物为黑色CuS沉淀。在浓硫酸中,热的浓硫酸具有很强的氧化性能,而S2-
离子具有强还原性能,因此体系中由Cu还原而产生的S2-量较少,故主要产物为SO2,同时也可以获得少量的CuS沉淀。 (6)黄色AgI受热时显红色,低温时变白色,而AgCl常温为白色。 答:对于卤化银,其物质的颜色来源于离子之间个极化作用,由于I-离子的变形性比Cl-大,
Hg2+ Hg22+ Hg 0.92V 0.789V 故在室温时AgI(黄色)比AgCl(白色)颜色深。另外,温度升高,可以加剧体系内粒子的运动,使极化作用增强,物质吸收的光波向短波方向移动,即物质的颜色向红色方向移动。减低温度则减低极化强度,物质颜色变浅。 (7)当Hg2+与二甲亚砜(CH3)SO配位时,配位原子是硫原子而不时氧; 答:硫与氧属于同族原子,皆可以作为配位原子形成配位化合物。但硫的电负性比氧小,故配位能力更强,因此更容易与Hg2+配位。 (8)氧化锌比氯化锌熔点更高。 答:在ZnO中,Zn—O键的电负性差异为3.44-1.65=1.79,属于典型的离子键范畴,物质内部主要为离子键;而在ZnCl2中,Zn—Cl键的电负性差异为3.16-1.65=1.51,属于共价成份为主的极性键范畴,分子之间为分子间作用力;由于离子键比分子间作用力强很多,故氧化锌比氯化锌熔点更高。
19-16.化合物A的溶液为绿色,将铜丝与其共煮渐渐生成黄色溶液B。用大量水稀释B得到白色沉淀C,C溶于稀硫酸得到蓝色溶液D和红色单质E,向蓝色溶液D中不断滴加氨水,先生成蓝色沉淀F,最后得到深蓝色溶液G,红色单质E不溶于稀硫酸和稀氢氧化钠溶液,但可溶于浓硫酸生成蓝色溶液D和无色气体H。 试写出字母A、B、C、D、E、F、G和H所代表的化学物质,并用化学反应方程式表示过程。 解:根据题设条件,A、B、C、D、E、F、G和H所代表的化学物质物质如下: 字母 物质化学式 字母 物质化学式 A CuCl2 E Cu B [CuCl2]-; F Cu(OH)2 C CuCl G [Cu(NH3)4]2+ D CuSO4 H SO2气体
反应过程为: CuCl2(绿色A) + Cu = 2[CuCl2]- (黄色溶液B) [CuCl2]-(黄色溶液B) + H+ = CuCl (白色沉淀C)+ HCl CuCl (白色沉淀C)+ H2SO4 = CuSO4(蓝色溶液D) + Cu(红色单质E) + 2HCl CuSO4(蓝色溶液D) + NH3 + H2O = Cu(OH)2 (蓝色沉淀F) + (NH4)2SO4 Cu(OH)2(蓝色沉淀F) + NH3 = [ Cu(NH3)4] (OH)2(深蓝色溶液G) Cu(红色单质E) + H2SO4 = CuSO4 (蓝色溶液D) + SO2(无色气体H) + H2O