无机化学(铜、锌副族)ppt课件.ppt
《无机化学(铜、锌副族)ppt课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《无机化学(铜、锌副族)ppt课件.ppt(76页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、无机化学,第18章 铜、锌副族Chapter 18 Copper and Zinc family,返回,基本内容和重点要求,B和B族元素通性 B和B族单质的物理性质和化学性质 B和B族元素的重要化合物,返回,本章重点要求掌握ds区元素的通性、化学性质和重要化合物,18.1 铜族元素,1-1 铜族通性 B族:Cu Ag Au,IB与IA元素的对比:不同:(1)电子构型的不同。铜族元素次外层比碱金属多10个d电子。由于d电子屏蔽核电荷的作用较小,致使铜族元素的有效核电荷比相应的碱金属元素增大,核对价电子吸引力增强,第一电离能增大,活泼性比碱金属差。,18.1 铜族元素,(2)铜族元素氧化态:+1、
2、+2、+3三种这是由于铜族元素的(n-1)d 轨道与ns 轨道能级差较小。因此,d电子也能参与成键,能形成大于族数的+2、+3氧化态化合物。它的多变价体现了过渡元素的特性。(3)化学活性:IBIA这是由于标准电极电势比碱金属大。且金属活性从Cu Ag Au 依次降低(与碱金属相反)。Z*显著,起主导作用;r也,但次要,以致离子势,金属性降低,1-2 铜族单质的物理性质和化学性质1 物理性质 色泽:铜 银 金 紫红色 白色 黄色 硬度:Cu、Ag、Au很柔软,有极好的延展性及可塑性,Au尤其如此。延展性好。1g Au 能抽成长3.4km 的丝,压成0.0001mm 厚的薄片,可以辗压成只有230
3、个原子厚的约1m2的薄片。密度:密度大,为重金属,其中金的密度最大。导电性:导电性居金属前列,Ag 第一,Cu 第二,Au 第三。,18.1 铜族元素,1-2 铜族单质的物理性质和化学性质1 物理性质 能与许多金属形成合金:铜易与其它金属形成合金,铜合金,如:青铜(80Cu、15Sn、5Zn)质坚硬,易铸;黄铜(60Cu、40Zn)广泛用作仪器零件;白铜(5070Cu、1820Ni、1315Zn)用作刀具等。,18.1 铜族元素,18.1 铜族元素,2 化学性质 电势表中,三种金属的标准电极电势都大于氢,它们不溶于稀盐酸及稀硫酸中。但当有空气或配位剂存在时,铜能溶于稀酸和浓盐酸 2Cu+2H2
4、SO4+O2=2CuSO4+2H2O 2Cu+8HCl(浓)=2H3CuCl4+H2,18.1 铜族元素,Cu在常温下不与干燥空气中的氧化合,加热时能产生黑色的氧化铜。Ag、Au在加热时也不与空气中的氧化合。在潮湿的空气中放久后铜的表面会慢慢生成一层铜绿:2Cu+O2+H2O+CO2=Cu(OH)2CuCO3Ag、Au则不发生这个反应。Cu、Ag能和H2S、S反应:4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O Au则不能,18.1 铜族元素,Cu与Ag不溶于非氧化性酸,能与硝酸、热浓硫酸作用。Au+4HCl+HNO3=HAuCl4+NO+2H2OCu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO
5、2+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2OCu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2+2H2O,2Ag+2H2SO4(浓)=Ag2SO4+SO2+2H2OAg+2HNO3(65%)=AgNO3+NO2+H2OAu只能溶于王水中。硝酸作为氧化剂,盐酸作为配位剂:Au+HNO3+4HCl=HAuCl4+NO+2H2O,18.1 铜族元素,1-3 铜族元素的存在和冶炼,铜主要以游离单质或硫化物存在地壳中。此外,还有碳酸盐、氧化物、氯化物矿等。我国江西有较大的铜矿。如:辉铜矿(Cu2S),黄铜矿(CuFeS2),赤铜矿(Cu2O),黑铜矿(CuO),孔雀石(Cu(OH
6、)2 CuCO3)银主要以游离态或硫化物存在;金主要以游离态存在。,一、存在和冶炼,一、存在和冶炼 P823-826,铜 矿,硫化物矿:辉铜矿(Cu2S),黄铜矿(CuFeS2),斑铜矿(Cu2FeS4)氧化物矿:赤铜矿(Cu2O),孔雀石(CuCO3Cu(OH)2)。,银 矿,闪银矿(Ag2S),金Au,主要以游态存在,岩脉金矿,冲积金,自然界主要矿物,1-3 铜族元素的存在和冶炼,电解精炼 阳极(粗铜):CuCu2+2e 阴极(纯铜):Cu2+2eCu电解反应 Cu(粗铜)=Cu(纯铜),二、金属冶炼,铜矿石富集,沸腾炉焙烧,反射炉制冰铜,转炉制粗铜,电解精炼,铜的冶炼,有关冶炼反应,焙烧
7、:2CuFeS2O2=Cu2S2FeSSO2制冰铜:2FeS3O2=2FeO2SO2 FeOSiO2=FeSiO3 mCu2SnFeS=mCu2SnFeS(冰铜)制粗铜:2Cu2S3O2=2Cu2O2SO2 2Cu2OCu2S=6CuSO2,比铜活泼的金属杂质溶解于溶液中,比铜不活泼的金属杂质沉于阳极泥中,富集用浮选法,923-1073K,1773-1823K,高温吹入空气,浸取:4Au8NaCN2H2OO24NaAu(CN)24NaOH 4Ag8NaCN2H2OO24NaAg(CN)24NaOH Ag2S4NaCN2NaAg(CN)2Na2S还原:2NaAu(CN)2Zn2AuNa2Zn(C
8、N)4 2NaAg(CN)2Zn2AgNa2Zn(CN)4,银 Ag,金Au,湿法冶炼Ag和Au,NaCN溶液浸取,矿物,往浸取液中加放锌粉还原,锌粉,有关反应:,1-4 铜族元素的重要化合物,一、铜的化合物,1.Cu(I)的化合物,Cu2O氧化亚铜,CuO氧化铜,Cu,在空气中加热,在氧气中燃烧,1273K,高温下稳定性:Cu2O CuO均难溶于水,(1)Cu2O 制备,在0.1 M CuSO4中加入6M NaOH至生成沉淀刚好溶解完,然后加入乙醛溶液1ml,加热。现象:溶液生成红色沉淀,Cu2+4OH-Cu(OH)42-2Cu(OH)42-+CH2OH(CHOH)4CHOCu2O+4OH-
9、+CH2OH(CHOH)4COOH2H2O,医生用此法可检验糖尿病,性质,Cu2O是红色固体,不溶于水,Cu2O对热稳定,溶于稀硫酸,并立即歧化,析出铜单质,溶于氨水生成不稳定的无色配合物,易氧化为蓝色氨合物。,Cu2OH2SO4 Cu2SO4H2O Cu2SO4 CuSO4Cu,醋酸二氨合铜()是可溶性配合物,合成氨工业常用它来吸收对催化剂有毒的CO气体:加压降温Cu(NH3)2AcCONH3 Cu(NH3)3AcCO,=,Cu2O4NH3H2O2Cu(NH3)2+2OH-3H2O4Cu(NH3)2+8NH3H2OO2(应用于除去气体中的氧)4Cu(NH3)42+4OH-6H2O,+H2O,
10、Cu(NH3)2Ac+CO+NH3=Cu(NH3)3AcCO醋酸二氨合铜(),Cu(NH3)2Ac+CO+NH3,减压,加热,(2)卤化亚铜(CuX或Cu2X2)CuCl CuBr CuI颜 色 白 白 白 溶解性 不溶 不溶 不溶 CuF易歧化,未曾制得纯态。,卤化亚铜(CuX或Cu2X2),2.用水稀释,Cu2+Cu+4Cl-2CuCl2-,1.在热、浓HCl溶液中,用Cu粉还原CuCl2,卤化亚铜 P829 硫酸铜溶液中加入KI溶液 CuI 2Cu2+4I=2CuI白色+I2 通入SO2可使I2褪色 I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI 生成的I2也可用硫代硫酸钠除去:I22S2O
11、32-2I-S4O62-CuCl2和CuBr2与还原剂如SO2、SnCl2等作用 CuCl和CuBr 2CuCl2+SO2+2H2O=2CuCl+H2SO4+2HCl,18.1 铜族元素,(3)硫化亚铜 2Cu+S=Cu2S(黑色)2Cu2+2S2O32+2H2O=Cu2S+S+2SO42+4H+,2.Cu()的化合物(1)氧化铜和氢氧化铜 CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2(浅蓝色)+Na2SO4 Cu(OH)2=CuO+H2O,18.1 铜族元素,CuO是碱性氧化物,易被还原 3CuO+2NH3=3Cu+3H2O+N2 Cu(OH)2微显两性 Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2
12、H2O Cu(OH)2+2NaOH=Na2Cu(OH)4 四羟基铜酸钠,亮蓝色,(2)卤化铜(CuX2,X=Cl、Br)CuF2 CuCl2 CuBr2 颜色 白 黄氯 棕黑 溶解性 微溶 溶 溶 无CuI2,2CuSO4+2NH3 H2O=(NH4)2SO4+Cu2(OH)2SO4Cu2(OH)2SO4+8NH3=2Cu(NH3)4 2+2OH+SO42 深蓝色,可溶解纤维,18.1 铜族元素,CuO+2HCl=CuCl2+H2OCuX2随阴离子变形性增大,颜色加深。无水CuCl2为棕黄色固体,是共价化合物,易溶于水、乙醇和丙酮等,结构为链状:,18.1 铜族元素,盐类,氯化铜(CuCl2)
13、,18.1 铜族元素,773K2CuCl2=2CuClCl2,CuCl2在很浓的溶液中显黄绿色,在浓溶液中显绿色,在稀溶液中蓝色,黄色是有CuCl42-配离子的存在,而蓝色是由于Cu(H2O)42+,两者并存时显绿色。CuCl2与碱金属卤化物反应生成MCuCl3或M2CuCl4型配盐,与盐酸反应生成配酸HCuCl4。,(3)硫酸铜,铜与浓硫酸反应,氧化铜或氢氧化铜与稀硫酸反应,CuSO4,CuSO4 为蓝色,味苦,俗称蓝矾、胆矾或苦矾,是重要的试剂和杀菌剂。,CuSO45H2O受热失水分解,铜与稀硫酸在充足的氧气中反应,波尔多液:CuSO45H2O CaO H2O=11100,CuSO45H2
14、O的结构可写成Cu(H2O)4SO4H2O,平面结构:,无水硫酸铜是白色粉末,不溶于乙醇和乙醚,具有很强的吸水性,吸水后显特征的蓝色,可利用这一性质检验乙醚、乙醇等有机溶剂中的微量水分,也可用作干燥剂。,硫酸铜在水溶液中会发生水解而显酸性:2CuSO4+H2O Cu2(OH)SO4+HSO4-Cu2+H2O Cu(OH)+H+因此配制硫酸铜溶液须加酸抑制水解。,硫酸铜的用途,工业,农业,电镀、电池、印染、染色木材保存、制颜料等,制“波尔多”溶液,用于杀虫灭菌,加入贮水池中可防止藻类生长,波尔多液配方:CuSO45H2O:CaO:H2O=1:1:100,18.1 铜族元素,(4)硫化铜 CuSO
15、4+H2S=CuS+H2SO4 CuS,黑色,不溶于水,也不溶于稀酸,但溶于热稀硝酸,也溶于KCN溶液:3CuS+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+3S+4H2O2CuS+10CN=2Cu(CN)43+(CN)2+2S2,18.1 铜族元素,(5)配合物 Cu2+为d9型,可形成配位数2、4、6的配离子 Cu()配离子有变形八面体或平面正方形,变形八面体有时也用平面正方形描述。如:Cu(H2O)42+,Cu(NH3)42+,CuCl42,配合物,铜配合物,Cu(CN)43-,CuCl42-,Cu(H2O)42+,Cu(OH)42-,Cu(NH3)42+,一价铜配合物一般是无色的,配位数为
16、2-4,卤素、氨的配合物稳定性较差,但四氰合铜()非常稳定。,2CuS+10CN-=2Cu(CN)43-+2S2-+(CN)2,由于Cu2+离子的轨道未占满电子,因而它比Cu+更容易形成配合物,并且呈现较深的颜色。它的配位数为4。,纤维素,纤维素溶液,水或酸,铜氨溶液可溶解纤维素,3、Cu()与Cu()的相互转化,Cu()Cu(),价层电子构型 3d10 3d9,固态稳定性,(1)Cu()与Cu()的稳定性比较,由于Cu()固态、高温状态稳定,所以存在有CuCl、Cu2S、Cu2O 等化合物。,从离子结构看,Cu+的结构是3d10,应该比Cu2+(3d9)稳定。气态时Cu+的化合物是稳定的;但
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 无机化学 锌副族 ppt 课件

链接地址:https://www.31ppt.com/p-3960270.html