无机化学第十九章-铜锌副族

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第十九章铜副族元素和锌副族元素

第十九章铜副族元素和锌副族元素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CuCl2CuCl22H22O↑ + 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。

铜-锌副族

1 铜族元素
硫化铜 CuSO4 + 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，黑色，不溶于水，也不溶于稀酸，但溶于热稀硝酸， KCN溶液：溶液：溶液 3CuS + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 3S↓ + 4H2O 2CuS + 10CN = 2[Cu(CN)4]3 + (CN)2↑ + 2S2 配合物 Cu2+为d9型，可形成配位数、4、6的络离子可形成配位数2、、的络离子 Cu(Ⅱ)络离子有变形八面体或平面正方形，变形八面体有时也用平 Ⅱ 络离子有变形八面体或平面正方形，络离子有变形八面体或平面正方形面正方形描述。面正方形描述。如 [Cu(H2O)4]2+ , [Cu(NH3)4]2+ , [CuCl4]2
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在氢之下，电势表中，三种金属的标准电极电势都在氢之下，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：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 + 2H2SO4 + O2 = 2CuSO4 + 2H2O 2Cu + 8HCl（浓）= 2H3[CuCl4] + H2↑ （ 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。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。在常温下不与干燥空气中的氧化合 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、在加热时也不与空气中的氧化合在加热时也不与空气中的氧化合。的表面会慢慢生成一层铜绿的表面会慢慢生成一层铜绿 2Cu + O2 + H2O + CO2 = Cu(OH)2·CuCO3 Ag、Au则不发生这个反应。、则不发生这个反应则不发生这个反应。 Cu、Ag能和 2S、S反应：、能和H 、反应：能和反应 4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O Au则不能则不能

《无机化学》课件——第19章铜副族元素和锌副族元素

4 Ag + 8 CN－ + 2 H2O + O2 —— 4 [ Ag（CN）2 ]－ + 4 OH－
2 [ Ag（CN）2 ]－ + Zn —— [ Zn（CN）4 ]2－ + 2 Ag
闪银矿 Ag2S，角银矿 AgCl 的处理就有所不同，生成 [ Ag（CN）2 ]－的反应如下：
Ag2S + 4 NaCN —— 2 Na [ Ag（CN）2 ] + Na2S
固态 CuCl2 具有链状结构。
每个 Cu 处于 4 个 Cl 形成的平面正方形的中心:
在浓溶液中 CuCl2 是黄色的，这是由于生成 [ CuCl4 ]2－配位单元的缘故。
稀溶液中水分子多， CuCl2 变为 [ Cu（H2O）4 ] Cl2，由于水合显蓝色。
目前这种方法已经被严令禁止使用。
另一种方法是氰化法提金，用 NaCN 溶液浸取矿粉，将金溶出：
4 Au + 8 CN－ + 2 H2O + O2 —— 4 [ Au（CN）2 ]－ + 4 OH－
用 Zn 还原 [ Au（CN）2 ]－得 Au
2 [ Au（CN）2 ]－ + Zn —— [ Zn（CN）4 ]2－ + 2 Au
4 Cu2＋＋ 8 OH－＋ N2H4 —— 2 Cu2O ＋ N2 ＋ 6 H2O
Cu2O 呈弱碱性，溶于稀酸，并立即歧化为 Cu 和 Cu2＋：
Cu2O + 2H＋ —— Cu ＋ + Cu2＋ + H2O
Cu2O 十分稳定，在 1235 ℃ 熔化但不分解。
Cu2O 溶于氨水，生成无色的络离子：
2. 铜副族元素的提取

铜副族和锌副族优秀课件

铜副族和锌副族优秀课件
前言
铜副族(I B): 原子核外价层电子的构型：(n－1)d10ns1 常见氧化态:
铜 (＋1，＋2 ) 银 (＋1) 金 (＋1，＋3)
铜、银、金被称为“货币金属”。在自然界中，铜、银、金可以以单质状态、也可以以化合态存在。
铜储量居世界第三位。以三种形式于自然界：
Cu(OH)2 －0.08 CuO2 －0.360 Cu
Ag2O3 0.739 AgO 0.607 Ag2O 0.342 Ag Au(OH)3 1.45 Au
Zn2＋－0.7618 Zn
Cd2＋ >－0.6 Cd22＋ <－0.2 Cd
－0.4030
Hg2＋ 0.92
Hg22＋ 0.789 Hg
自然铜：又称游离铜，很少；
硫化物矿：辉铜矿Cu2S、黄铜矿CuFeS2 等；含氧矿物：赤铜矿Cu2O、黑铜矿CuO、
孔雀石CuCO3·Cu(OH)2、胆矾CuSO4·5H2O等。
银主要是以硫化物形式存在的，除了较少的闪银矿Ag2S 外，硫化银常与方铅矿共存。
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。
而Cu与配位能力较弱的配体作用时，要在氧气存在下方能进行：
2 Cu ＋ 8 NH3＋O2 ＋2 H2O 2 [Cu(NH3)4]2＋＋ 4 OH－
铜在生命系统中起着重要作用，人体有30多种含有铜的蛋白质和酶。血浆中的铜几乎全部结合在铜蓝蛋白中，铜蓝蛋白具有亚铁氧化酶的功能，成CuO。在高温下 CuO又分解为Cu2O。
银和金没有铜活泼，高温下在空气中也是稳定的。与卤素作用，与硫作用，都反映出铜、银、金的活泼性是逐渐减弱的。铜与一些强配体作用放出H2，如CN－

《铜锌副族教学》课件

2
锌的应用
锌用于镀层、防腐剂和电池。它还是合金制备和冶金工艺中的重要成分。
3
铜和锌的合金
铜和锌可以形成黄铜合金，它具有抗腐蚀性和良好的加工性能，广泛用于制作钟表、乐器和装饰品等。
结语
通过本课程，您了解了铜锌副族的概述、铜和锌的化学性质以及它们的应用。希望本课程能够加深您对铜锌副族的认识，为您学习和工作提供参考。
周期趋势
铜锌副族的元素在周期表中具有递增的原子半径和离子半径，以及递减的电负性。
铜的化学性质
物理性质
铜是一种具有良好导电性和导热性的金属，常见的铜的形态包括固体、线和片。
化学性质
铜与氧气反应生成黑色的氧化铜，可以通过还原来获得纯铜。
化合物
铜可以形成多种化合物，如硫酸铜、氯化铜和氨合铜等。
锌的化学性质
《铜锌副族教学》PPT课件
铜锌副族教学课程涵盖了铜锌副族的概述、化学性质和应用。通过本课程，您将深入了解这两种元素的重要性及其在实际应用中的多样化。
铜锌副族的概述
特点
铜锌副族的特点包括高导电性、良好的韧性和电子外层的1个和2个电子结构。
元素
铜锌副族的主要元素包括铜、锌、镍和银，它们在周期表中具有相似的性质。
1 物理性质
锌是一种具有金属光泽的蓝白色金属，可以在空气中形成一层保护性的氧化层。
2 化学性质3 化合物锌与盐酸反应会产生氢气，可以通过电解还原来获得纯锌。
锌可以形成多种化合物，如氯化锌、硫酸锌和氧化锌等。
铜和锌的应用
1
铜的应用
铜广泛用于电子设备、建筑材料和制作艺术品。它还是制作导线和管道的重要材料。

16 铜副族和锌副族

汞与浓硝酸反应生成硝酸汞： Hg ＋ 4 HNO3 → Hg(NO3)2 ＋ 2 NO2 ↑ ＋ 2 H2O 但过量的汞与冷的稀硝酸反应得到的是硝酸亚汞： 6 Hg ＋ 8 HNO3 → 3 Hg2(NO3)2 ＋ 2 NO ↑ ＋ 4 H2O 与镉、汞不同，锌是两性金属，能溶于强碱溶液: Zn ＋ 2 NaOH ＋ 2 H2O →Na2[Zn(OH)4] ＋ H2 ↑
在有H＋或NH4＋存在时，氢氧化铜可溶于氨水形成铜氨配离子， Cu(OH)2＋2NH3· 2O＋2NH4＋—— H [Cu(NH3)4]2＋＋ 4 H2O
卤化铜的颜色随着阴离子的不同而变化
CuF2 白色、 CuCl2 黄褐色和CuBr2 黑色，带有结晶水的CuF2· 2O蓝色和CuCl2· 2O蓝绿色。 2H 2H CuCl2易溶于水，在很浓的CuCl2水溶液中，可形成黄色的[CuCl4]2－: Cu2＋＋ 4 Cl－ —— [CuCl4]2 －
Au
Cl
Cl
二
锌副族元素
1 单质
锌副族元素的一个重要特点是熔、沸点较低。由于汞原子 6s 轨道上的两个电子非常稳定，因此它的金属键更弱，其熔点是所有金属中最低的。锌副族的常见氧化态为＋2。化学活泼性随着原子序数的增大而递减，与碱土金属恰好相反，但比铜族强。 Zn ＞ Cd ＞ H ＞ Cu ＞ Hg ＞ Ag ＞ Au
第 19 章铜副族和锌副族
IB
(n-1)d10 ns1 +1，+2 +1 +3
IIB
(n-1)d10 ns2 +2
Cu Ag
Zn Cd
+1，+2
+1，+2
Au

宋天佑版无机化学第19章铜锌副族PPT课件

2020/11/27 8
三、铜的重要化合物
一、一价化合物-氧化物和氢氧化物
Cu2O:暗红（黄），弱碱性共价化合物，溶于稀酸、氨水，热稳定性高。CuO分解得到。 Cu2O+2HCl（稀）→ 2CuCl↓（白）+H2O Cu2O+4HCl（浓）→2H[CuCl2]+H2O Cu2O+H2SO4→（Cu2SO4）→CuSO4+Cu+H2O Cu2O+4NH3+H2O→2[Cu（NH3)2]++2OH- （无色，不稳定） 4[Cu（NH3)2]++O2+8NH3+2H2O=4[Cu(NH3)4]2++4OH（深兰色）
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⑴ 2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS（焙砂） +SO2↑ ⑵ mCu2S+nFe2S=冰铜
FeO+SiO2=FeSiO3(渣浮上） ⑶ 2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2 32.ACgu的2O冶+பைடு நூலகம்炼u2S=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？
Cu4HN3(O 浓) Cu(N3)O 2 2NO 2 2H2O Ag2HN3(O 浓) AgN3O NO 2 H2O Cu2H2SO4(浓) CuS4O SO2 2H2O 2Ag2H2SO4(浓) Ag2SO4 SO2 2H2O Au4HC浓 l)(HN3O (浓) H[Au4]CN l O2H2O
Eθ（M+/M） 0.521 0.799 1.68 -2.7～-2.9
电负性

简单介绍幻灯

Inorganic Chemistry
CuCl2 • 2H2O 受热时分解： 2 CuCl2 • 2H2O —— Cu （ OH） 2 • CuCl2 ＋ 2 HCl↑＋ 2 H2O 由于脱水时发生水解，所以用脱水方法制备无水 CuCl2 时，要在 HCl 气流中进行。无水 CuCl2 进一步受热：
Ag2O 和 Cu2O 主要有下列异同点： ① Ag2O 为中强碱，而 Cu2O 呈弱碱性。
② Ag2O 在 300 ℃ 即发生分解，生成银和氧，
Cu2O 对热十分稳定。
③ Ag2O 与 HNO3 反应生成稳定的 Ag Ⅰ （）盐。 Ag2O ＋ 2 HNO3 —— 2 AgNO3 ＋ H2O
Inorganic Chemistry
3 Cu （Ⅰ ）和 Cu （Ⅱ ）的相互转化
铜主要有 +1 和 +2 两种氧化态。气态时，Cu＋的化合物十分稳定。在水溶液中，Cu＋易发生歧化反应生成 Cu2＋和 Cu： 2Cu＋ —— Cu2＋ + Cu
Inorganic Chemistry
从铜的元素电势图上看
Cu2＋ 0.159 V Cu＋ 0.521V Cu
单质铜，黄铜矿，辉铜矿
银
Ag 单质银，闪银矿，角银矿
金
Au
单质金，以极分散形式分布于岩石中。
Inorganic Chemistry
锌副族（ ⅡB）:
Zn Cd Hg
10 ns2 原子核外价层电子的构型： n － 1 d （）
锌镉
Zn Cd
闪锌矿，菱锌矿
CdS
汞
Hg
HgS
1元素单质
Inorganic Chemistry

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第十九章铜锌副族
§本章摘要§1.铜副族
单质M ( I ) 化合物M ( II) 化合物M ( III) 化合物2.锌副族
单质M(II)化合物M(I)化合物
§2.锌副族一.单质
升华能小，的热效
项是主要的，故Zn转变的小，所以, Zn电势比Cu
是)，再电解可得99.97% 的若在体系中加入少许,
二M(II)化合物
1. 酸碱性
Zn(OH)2和ZnO 均显两性，平衡反应为:
* 在酸中，H+多，平衡右移，显碱性；在碱中，OH-多，平衡左移，显酸性。

* Cd(OH)2，显碱性。

其实，在碱中也有一定的溶解性，比水中大，生成，也可以说有极弱的酸性，HgO、Ag2O 在浓碱中的溶解度也比在水中大，不过我们仍然称Cd(OH)2是碱性氧化物。

许多碱性氧化物都有这个特点。

2. 热稳定性
结构，有3. 水解性
*溶于水时易生成碱式盐，配制
Hg(NO3)2溶液时要用稀硝酸抑制水解。

*HgCl2在水中溶解度较小(易溶于热水), 在水中稍有水解, 显酸性:
HgCl2, 易升华，俗名升汞，剧毒！
*和水解一样，HgCl2可以和氨之间发生氨解反应，形成：
*
脱水时有水解发生，故制备无水盐, 用HCl气氛保护。

4. 配合物
* 和均为无色的氨配合物，主要形成2 配位的直线形配合物和4 配位的四面体配合物，如:
等。

强的极化作用，故Zn(OH)2、Cd(OH)2均不稳定。

尤其是Hg(OH)2不稳定，难存在:
直接分解
HgO可继续分解
2HgO --- 2Hg + O2(气体) (673K)
而ZnO 和CdO 较难分解。

*与卤素离子形成配合物的倾向依Cl-、Br-、I-次序增强。

沉淀溶解.
*K2[HgI4] 和KOH 的混合液称奈斯勒试剂(Nessler)，可用以验证出微量的:
可以将看成是取代
中的H，的浓度越大，颜色越深。

*IIB族M(II)配合物一般是外轨型配合物，无d-d跃迁。

当配体大时，相互极化导致电荷跃迁显色，如HgI2, 为红色。

三M(I)化合物
,
: 应有顺磁性, 而二聚存在，写成反。

(而HgCl2氯化汞，易升在酸中游离的并不歧化。

1°Hg(I) --> Hg(II)
由于E右和E左相差0.1V 多，只要改变和的存在状态，则可以发生歧化的。

存在Hg(II) 的沉淀剂、络合剂时, 发生歧化:
另外, 用氧化剂可以将Hg(I)氧化成Hg(II):
Hg2Cl2 + Cl2 --- 2HgCl2固相中的分解反应:
Hg2CO3 --- Hg + HgO + CO2
Hg2Cl2 --- Hg + HgCl2 2°由Hg(II) --> Hg(I)
在还原剂的作用下
2HgCl2 + SnCl2 + 2HCl --- Hg2Cl2 + H2SnCl6
逆歧化:
§2.锌副族
一.单质
升华能小，的热效
项是主要的，故Zn转变的小，所以, Zn电势比Cu
是)，再电解可得99.97% 的
若在体系中加入少许, 二M(II)化合物
1. 酸碱性
Zn(OH)2和ZnO 均显两性，平衡反应为:
* 在酸中，H+多，平衡右移，显碱性；在碱中，OH-多，平衡左移，显酸性。

* Cd(OH)2，显碱性。

其实，在碱中也有一定的溶解性，比水中大，生成，也可以说有3. 水解性
*溶于水时易生成碱式盐，配制
Hg(NO3)2溶液时要用稀硝酸抑制水解。

*HgCl2在水中溶解度较小(易溶于热水), 在水中稍有水解, 显酸性:
HgCl2, 易升华，俗名升汞，剧毒！
*和水解一样，HgCl2可以和氨之间发生氨解反应，形成：
*
极弱的酸性，HgO、Ag2O 在浓碱中的溶解度也比在水中大，不过我们仍然称Cd(OH)2是碱性氧化物。