第十八部分铜锌副族教学课件.ppt

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1、2023/6/26,1,第十八章 铜、锌副族,18-1 铜族元素一、通性二、单质的物理性质和化学性质三、铜族元素的存在和冶炼四、铜族元素的重要化合物,2023/6/26,2,一、通性,2023/6/26,3,问题：1.活泼性BA2.B元素有多种氧化态3.B的0；A的04.形成共价化合物的倾向5.形成配合物的倾向,2023/6/26,4,二、单质的物理和化学性质,物理性质：特征颜色 Cu(紫红)，Ag(银白)，Au(金黄)熔、沸点较其它过渡金属低，比A金属高 导电性、导热性好，且AgCuAu 延展性好 易形成合金 黄铜(Cu-Zn),2023/6/26,5,化学性质与O2作用,碱式碳酸铜,Au、

2、Ag不与O2发生反应当有沉淀剂或配合剂存在时，可反应。,2023/6/26,6,所以不可用铜器盛氨水,Cu(NH3)4 2+,Ag 对S、H2S非常敏感；,银器年久变黑,O2,2023/6/26,7,2.与酸的反应 均不置换非氧化性稀酸（HCI、H2SO4）中的H+;生成难溶物或配合物，使单质还原能力增强。,2023/6/26,8,Cu、Ag、Au可溶氧化性酸,三者对强碱稳定,2023/6/26,9,三、铜族元素的存在与冶炼,1.存在 黄铜矿（CuFeS2)；胆矾(CuSO45H2O)；赤铜矿(Cu2O)；孔雀石Cu2(OH)2CO3；辉银矿(Ag2S);碲金矿(AuTe2),2.火法炼铜,2

3、023/6/26,10,2CuFeS2+O2=Cu2S+2Fe2S（焙砂）+SO2 mCu2S+nFe2S=冰铜 FeO+SiO2=FeSiO3(渣浮上）2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2 2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2,问题：电解铜时,为何Ni、Fe、Zn、Ag、Au、Pt等不在纯铜板上沉积？,2023/6/26,11,3.Ag的冶炼 Ag以游离态或硫化物矿形式存在于自然界，但常与Pb、Zn、Cu等硫化物共生。4Ag+8NaCN+2H2O+O2=4NaAg(CN)2+4NaOH Ag2S+4NaCN=2NaAg(CN)2+Na2S 2NaAg(CN)2+Zn=Na2Zn(CN)4

4、+2Ag,4.Au的冶炼4Au+8NaCN+2H2O+O2=4NaAu(CN)2+4NaOH2NaAu(CN)2+Zn=Na2Zn(CN)4+2Au,2023/6/26,12,四、铜族元素的重要化合物,2023/6/26,13,1.氧化物和氢氧化物,Ag2O：微溶于水，碱性，共价化合物，对热不稳定，易溶于HNO3、氨水。Ag2O+2HNO32AgNO3+H2O(HCI,H2SO4?)Ag2O+4NH3+H2O2Ag(NH3)2+2OH-2Ag2O4Ag+O2,2023/6/26,14,Cu2O:暗红（黄），难溶于水的弱碱性共价化合物，能溶于稀酸、氨水，热稳定性高。Cu2O+2HCI（稀）2Cu

5、CI（白）+H2OCu2O+4HCI（浓）2HCuCI2+H2OCu2O+H2SO4（Cu2SO4）CuSO4+Cu+H2OCu2O+4NH3+H2O2Cu（NH3)2+2OH-（无色，不稳定）4Cu（NH3)2+O2+8NH3+2H2O=4Cu(NH3)42+4OH-（深兰色）,2023/6/26,15,CuO:难溶于水的碱性氧化物，易溶于酸，有氧化性，加热易被H2、C、CO、NH3等还原。,2023/6/26,16,Cu（OH）2：浅兰絮状沉淀，两性偏碱，能溶于酸，氨水，浓强碱。Cu(OH)2=CuO+H2OCu(OH)2+2H+=Cu2+2H2OCu(OH)2+2NaOH(浓）=Na2C

6、u(OH)4,葡萄糖,Cu2O（砖红）,Cu(OH)2+4NH3=Cu(NH3)42+2OH-CuSO4+4NH3=Cu2(OH)2SO4Cu(NH3)4SO4,检验糖尿病：红色有病，蓝色没病,2023/6/26,17,2.盐类,CuX（CuF）CuCI CuBr CuI 颜色 红 白 白 白 水溶性 难 难 难 难,制法：,*CuCI2+Cu+2HCI=2HCuCI2,H2O,CuCI白,2023/6/26,18,CuCI2+SO32-CuCI+SO42-*CuSO4+4KI2CuI+I2+2K2SO4 I2+2Na2S2O3Na2S4O6+2NaI CuCI的氨溶液或盐酸溶液能吸收CO，形

7、成配合物Cu(CO)CIH2O-测气体混合物中CO含量。CuCI：难溶于H2SO4，稀HNO3，但能溶于氨水、浓盐酸及碱金属氯化物的浓溶液形成Cu(NH3)2+,CuCI2-(CuCI32-,CuCI43-),2023/6/26,19,(2)AgX,2023/6/26,20,(3)AgNO3无色晶体，易溶于水，见光受热易分解。储存？中强氧化剂（=0.7999V）皮肤+AgNO3黑色蛋白银,(4)Ag2SO4白色晶体，微溶于水，易溶于NH3Ag(NH3)2+,2023/6/26,21,(5)CuCI2 棕黄色固体，共价物，易溶于水及一些有机溶剂。,极浓液 浓溶液 稀溶液CuCI42-CuCI42

8、-与Cu(H2O)42+Cu(H2O)42+黄绿色 绿色 兰色,2023/6/26,22,(6)CuSO4 无水CuSO4是白色粉末，吸水性强，吸水后显兰色。难溶乙醇、乙醚。可用来检验和除去乙醇、乙醚等有机溶剂中的微量水分。波尔多液：CuSO45H2O:CaO:H2O=1:1:100主要组分Cu2(OH)2SO4,农业、果园杀菌剂。(7)硫化物2CuS+10NaCN=2Na3Cu(CN)4+2Na2S+(CN)2,2023/6/26,23,3.配合物银的配合物（sp杂化）K稳：AgCI2-Ag(NH3)2+Ag(S2O3)23-Ag(CN)2-,RCHO,Ag镜,2Ag(NH3)2+HCHO+

9、2OH-=2Ag+HCOONH4+3NH3+H2O,2023/6/26,24,2023/6/26,25,2Ag+(过量)+S2O32-=Ag2S2O3(白)Ag2S2O3+H2O=Ag2S(黑)+H2SO4Ag+2S2O32-(过量)=Ag(S2O3)23-,2023/6/26,26,Cu()的配合物(多为2配位）CuCl2-,CuBr2-,CuI2-,Cu(SCN)2-,Cu(CN)2-,大,CuCI+HCI（浓）HCuCI2CuS+CN-Cu(CN)43-+(CN)2CuCI(Cu2O)+NH3 Cu(NH3)2+Cu(NH3)42+,K稳,2023/6/26,27,Cu()的配合物(多为

10、4配位）,RCHO,Cu2O,2023/6/26,28,Cu(H2O)4SO4H2O,2023/6/26,29,Cu(II)与Cu(I)的转化(1)水溶液中：稳定性 Cu(I)Cu(II),(右)(左)，Cu+易歧化，不稳定2Cu+=Cu2+Cu K=1.0106Cu2O+H2SO4CuSO4+Cu+H2O,2023/6/26,30,有配合剂、沉淀剂、还原剂存在时Cu(I)稳定性提高Cu2O+2HCI2CuCI+H2OCu2+I-CuI+I2CuCI2+Cu2CuCICu2+CN-CuCN(白)Cu(CN)X3-X(X=24),2023/6/26,31,(3)高温，固态时：稳定性 Cu(I)C

11、u(II),1800,2023/6/26,32,5.Au的化合物,3Au+=Au3+2Au K=10132Au+3CI2=2AuCI3(褐红色晶体),二聚，共价.,2023/6/26,33,18-2 锌族元素,一、通性二、单质的物理性质和化学性质三、锌、汞的存在和冶炼四、锌族元素的重要化合物,2023/6/26,34,一、通性,Zn Cd Hg价电子层结构：3d104s2 4d105s2 5d106s2主要氧化态：+2+2+1,+2 电负性：1.65 1.69 2.00,2023/6/26,35,二、单质的物理、化学性质,物理性质：低熔、沸点.Zn Cd Hg 熔点 693K 594K 234

12、K 汞的特性 金属中熔点最低，唯一的液态金属；有滚动性，273-573K间，膨胀系数均匀，不润湿玻璃，做温度计；蒸气压低，做气压计；有毒，洒落后用S粉收集；,2023/6/26,36,溶解金属（Na、K、Ag、Au、Zn、Cd、Sn、Pb、TI）形成汞齐,铁族金属不形成汞齐，可用铁制容器盛水银。化学性质：与O2反应（干燥空气中稳定）,潮湿,保护膜，常温不与水作用,2023/6/26,37,与S作用,M+SMS,ZnS(白)CdS(黄)HgS(红，朱砂)(黑，辰砂),2023/6/26,38,与酸作用,与碱作用,2023/6/26,39,三、锌、汞的存在和冶炼,2023/6/26,40,四、锌族

13、元素的重要化合物,特征：18电子构型，离子均无色 Zn2+Cd2+Hg2+极化力，变形性均增大，与易变形的S2-、I-形成化合物。呈很深的颜色和较低的溶解度。,2023/6/26,41,1.氧化物和氢氧化物,氧化物,ZnO：白，难溶于水，两性，高温升华不分解。CdO：棕，难溶于水，弱碱性，高温升华不分解。HgO：红或黄，极难溶于水，碱性，受热易分解。,碱 热 性 稳增 定强 性 减 弱,均共价化合物，溶于酸,2023/6/26,42,氢氧化物,Zn2+Cd2+Hg2+,OH-,Zn(OH)2,白,两性,溶酸、碱、氨水。Cd(OH)2,白,两性偏碱,溶酸、浓强碱、氨水。HgO，碱性，溶酸。,B、

14、B所有氢氧化物均易脱水为氧化物，Ag、Au、Hg的氧化物受热易分解为单质。,2023/6/26,43,2.盐类卤化物 ZnCI2:白色易潮解固体，溶解度是固体盐中最大的，吸水性强，有机合成中做脱水剂。ZnCI2浓溶液（熟镪水），强配位酸，能溶解许多金属氧化物。ZnCI2+H2O=HZnCI2(OH)FeO+2HZnCI2(OH)=FeZnCI2(OH)2+H2O 焊药，清除金属表面上的氧化物，而不损害金属表面，水分蒸发后，熔化物覆盖在金属表面，使之不再氧化。,2023/6/26,44,HgCI2（升汞）CI-Hg-CI 直线型共价分子,易升华,微溶于水,水中主以分子形式存在，剧毒。*HgCI2

15、+2NH3=Hg(NH2)CI（白）+NH4CI 2HgCI2+SnCI2+2HCI=Hg2CI2+H2SnCI6 Hg2CI2+SnCI2+2HCI=2Hg+H2SnCI6 2HgCI2+SO2+2H2O=Hg2CI2+H2SO4+2HCI HgCI2+2CI-=HgCI42-HgCI2的稀溶液有杀菌作用，在外科上做消毒剂,2023/6/26,45,Hg2Cl2（甘汞):CI-Hg-Hg-CI 直线型共价分子,有甜味,难溶于水,无毒。在医药上用做泻剂和利尿剂。Hg2CI2+2NH3=Hg(NH2)CI(白)+Hg+NH4CI Hg2CI2+SnCI2+2HCI=2Hg+H2SnCI6,制备,

16、2023/6/26,46,硝酸盐Hg(NO3)2,Hg 2(NO3)2是离子型化合物,易溶于水。,制 备,2023/6/26,47,*Hg(NO3)2水解：Hg(NO3)2+H2O=Hg(OH)NO3+HNO3稳定性:2Hg(NO3)2=2HgO+4NO2+O2与NH3反应:2Hg(NO3)2+4NH3+H2O=HgOHg(NH2)NO3(白色)+3NH4NO3与OH-反应:Hg2+2OH-=HgO(黄色)+H2O与KI反应:Hg2+2I-=HgI2(橘红）HgI2+2KI=K2HgI4(无色）K2HgI4+KOH奈氏试剂(检验NH4+离子),2023/6/26,48,Hg2(NO3)2 制备

17、:Hg(NO3)2+Hg=Hg2(NO3)2氧化:2Hg2(NO3)2+O2+4HNO3=4Hg(NO3)2+2H2O水解：Hg2(NO3)2+H2O=Hg2(OH)NO3+HNO3与NH3反应:Hg2(NO3)2+2NH3=Hg+Hg(NH2)NO3+NH4NO3与OH-反应:Hg22+2OH-=HgO+Hg+H2O与KI反应:Hg22+2I-=Hg2I2(黄绿色）Hg2I2+2KI=K2HgI4+Hg,2023/6/26,49,硫化物,锌钡白(立德粉),ZnO:锌白,2023/6/26,50,三、配合物 Zn2+、Cd2+、Hg2+能与X-(F除外)、NH3、CN-、SCN-等形成四配位的

18、配离子,Hg22+形成配合物的倾向较小。,Hg2+S2-HgS（黑）Hg22+S2-HgS（黑）+Hg,2023/6/26,51,四、Hg2+与Hg22+的相互转化,Hg2+0.92V Hg22+0.789V Hg Hg22+不歧化,2023/6/26,52,当Hg2+生成难溶物或稳定配合物，Hg22+Hg2+Hg22+4I-=HgI42-+HgHg22+2OH-=HgO+Hg+H2OHg22+S2-=HgS+HgHg2CI2+2NH3=Hg(NH2)CI+Hg+NH4CI,2023/6/26,53,习题解答：1.(1)2Cu+H2O+CO2+O2=Cu2(OH)2CO3(2)Au+HNO3+

19、4HCI=HAuCI4+NO+2H2O(3)CuCI42-+4H2O=Cu(H2O)42+4CI-(黄棕)(蓝色）(4)2Cu2+2CI-+SO2+2H2O=2CuCI+4H+SO42-(5)Ag+CN-=AgCN；AgCN+CN-=Ag(CN)2-2Ag(CN)2-+S2-=Ag2S+4CN-,2023/6/26,54,4.(1)Hg22+2OH-=HgO+Hg+H2O(2)Zn2+4OH-=Zn(OH)42-(3)Hg2+2OH-=HgO+H2O(4)Cu2+4OH-=Cu(OH)42-(5)2Cu+2OH-=Cu2O+H2O(6)2Ag+2OH-=Ag2O+H2O(7)3HgS+2AI+

20、8OH-=3Hg+3S2-+2AI(OH)4-(8)2Cu2O+8NH3+8NH4+O2=4Cu(NH3)42+4H2O,2023/6/26,55,7.解 设：合金中含铜x克，有关反应如下 2Cu2Cu2+2Cu2+4I-=2CuI+I2 I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6 相当量关系式 2Cu 2Cu2+I2 2Na2S2O3 2 2 X/63.55 0.105229.8410-3 X=0.199（克）Cu质量分数=19.8%,2023/6/26,56,8.(1),2023/6/26,57,二、1.,Cu2+Zn2+Hg2+Fe3+Co2+,蓝色 无色 白 红棕 土黄浅棕,Cu

21、2+Zn2+Hg2+Fe3+Co2+,浅蓝 白 黄 红棕 浅粉,2023/6/26,58,2.,CuCIAgCIHg2CI2,NH3(过量),Cu(NH3)2+Cu(NH3)42+Ag(NH3)2+HgNH2CI+Hg,3.,2023/6/26,59,4.,7.A：HgCI2 B:HgO C:HgS D:Na2HgS2E:AgCI F:Ag(NH3)2CI G:Hg2CI2 H:Hg,2023/6/26,60,A:CuCI2 B:Cu(OH)2 C:CuS D:AgCICuCI2+2NaOH=Cu(OH)2+2NaCICu(OH)2+2HCI=CuCI2+2H2OCu(OH)2+4NH3=Cu

22、(NH3)4(OH)2 CuCI2+H2S=CuS+2HCI3CuS+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+3S+4H2OCuCI2+2AgNO3=Cu(NO3)2+2AgCIAgCI+2NH3=Ag(NH3)2CI,2023/6/26,61,6.Hg(NO3)22Hg(NO3)2+4NH3H2O=HgOHgNH2NO3+3NH4NO3+3H2OHg2+2OH-=HgO+H2OHg2+2I-=HgI2 HgI2+2I-=HgI42-Hg(NO3)2+Hg=Hg2(NO3)2Hg2(NO3)2+2NH3=HgNH2NO3+NH4NO3+Hg,8.A:CuO B:CuCI2 C:HCuCI2 D:CuCIE:Cu(NH3)2CI F:Cu(NH3)4CI2 G:K3Cu(CN)4 H:Cu I:Cu(NO3)2 J:Cu(OH)2,2023/6/26,62,9.,2023/6/26,63,2023/6/26,64,2023/6/26,65,2023/6/26,66,2023/6/26,67,2.(1)(-)AgAgI(s)I-(1moldm-3)Ag+(1moldm-3)Ag(+)(2)Ag+I-=AgI(3)E=0.7999-（-0.152）=0.9519（V）,2023/6/26,68,