第18章 铜族、锌族xiugai
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12 过渡元素(一) 铜副族和锌副族
Cu2+的鉴定
—— 在酸性或中性溶液中，
用K4[Fe(CN)6]试剂 2Cu2+ +[Fe(CN)6]4- → Cu2[Fe(CN)6]
红褐色
12-2-2铜的重要化合物
Cu2O CuO 颜色 暗红色 黑色 溶解性 难溶于水，易溶于酸 热稳定性 稳定,1235 C 熔化也不分解 高 加入氨水 [Cu(NH3)2]+(无色) 微溶
12.1.4
氧化态
有多种氧化态。红色为常见的氧化态。
12.1.5 离子的颜色
Mn (Ⅱ) Fe(Ⅱ) Co(Ⅱ) Ni(Ⅱ) Cu(Ⅱ) Zn(Ⅱ)
水合离子呈现多种颜色。
12.1.6 氧化物及其水合物的酸碱性
同种元素，从高价到低价，碱性增强。 Mn2O7 MnO3 MnO2 Mn2O3 MnO 强酸性 酸性 两性 弱碱性 碱性 同一周期最高氧化态的氧化物及水合物， 从左到右碱性减弱，酸性增强。 Sc2O3 TiO2 CrO3 Mn2O7 强碱 两性 酸性 强酸 同族同氧化态，自上而下酸性减弱，碱 性增强。
a
通性
Uuu
ds ⅠB 区 族
Cu 铜
Ag 银
Au 金 岩石 (岩脉金) 砂砾 (冲积金)
主要 矿物
辉铜矿(Cu2S) 黄铜矿(CuFeS2) 赤铜矿(Cu2O) 孔雀石 (Cu2(OH)2CO3) 蓝铜矿 (Cu3(OH)2(CO3)2
闪银矿 (Ag2S) 角银矿 (AgCl)
放 射 性 元 素
通性 ds 区
但Mn特殊， φӨ(Mn2+/Mn)< φӨ(Cr2+/Cr)
φӨ(Ni2+/Ni) =－0.26V φӨ(Pd2+/Pd) = +0.92V
无机化学 第十九章 铜副族和锌副族
由价电子构型可见，IA、IIA和IB、IIB在失去最
外层 s电子后分别都呈现＋1和＋2价氧化态，所以IB
与IA、IIB 与 IIA 有相似之处。
但是，由于 ds 区元素原子的次外层有18 个电
子，而 IA与IIA元素原子次外层有8个电子，无论是单
质还是化合物都表现出显著的差异。
第 19 章 铜副族和锌副族
Cu(OH)2CuCO3
铜绿可防止金属进一步腐蚀。
19-1-1 铜副族元素单质
1 铜副族元素单质
&银和金的活性差，不会发生上述反应。空气中若
含有H2S气体，银的表面很快会生成一层Ag2S黑色薄 膜而使银失去银白色光泽。所以银对 S 和H2S很敏感。
19-1-1 铜副族元素单质
1 铜副族元素单质
铜、银、金都不能与稀酸作用而放出氢气。
19-1-2 铜的化合物
1 氧化数为＋1 的化合物
Cu2＋和酒石酸根 C4H4O62－的配位化合物，其溶液呈
深蓝色，有机化学中称为Fehling(斐林)溶液，用来鉴定醛
基，其现象是生成红色的Cu2O沉淀。
实验室里，Cu2O可由CuO热分解得到:
4 CuO
2 Cu2O ↓ ＋ O2 ↑
Cu2＋盐的碱性溶液与其它还原剂反应，也可以得到
结论： Cu2O碱性、共价型化合物。Cu＋在溶液中不稳定， 当生成配离子和难溶化合物时稳定性增强。
19-1-2 铜的化合物
1 氧化数为＋1 的化合物
(2) 卤化物
CuCl 、CuBr和CuI: 难溶化合物，溶解度依次减小, 均 为白色。
Cu2＋ ＋ Cu ＋ 4 Cl －
2 [CuCl2]－ (土黄色)
△
4 CuO
知识总结——铜族元素和锌族元素
第七节铜族元素和锌族元素．知识梳理1．铜族元素1•1单质的化学性质(1)在空气中：Cu：2Cu+O2+H2O+CO2=Cu(OH)2CuCO3Ag：#H2S空气中久置变黑：Ag+H2S+1/2O2=Ag2s+H2OAu：不与空气作用(2)与酸反应：Cu+4HC1(浓)-H3[CuCl4]+1/2H2TAg+HI-Agl；+1/2H2TAu+4HCl+HNO3=H[AuCl4]+NO T+2H2O1•2铜族元素的重要化合物1．氧化数为+1的化合物(2)硝酸银[Cu(I)无硝酸盐]制备：3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO T+2H2OAg+2HNO3(浓)=AgNO3+NO2f+H2O遇蛋白质生成黑色蛋白银，对有机组织有破坏作用，使用时勿使皮肤接触，在医药上用作消毒剂和腐蚀剂。
大量AgNO3用于制造照相底片上的卤化银，是重要的化学试剂。
(3)卤化物：①CuX2Cu2++2X-+SO2+2H2O-CuX；+4H++SO42-Cu2++2Cl-+Cu-2CuCl-2H[CuCl2]2Cu2++4I-=2CuI；+I2；CuX主要性质：在潮湿含氧环境下稳定性差：4CuCl+O2+4H2O=3CuOCuCl2^3H2O+2HCl8CuCl+O2=2Cu2O+4Cu2++8Cl-在相应卤化物中形成较稳定的卤配离子：CuX+X-=^CuX2-(无色)有一定氧化性：4CuI+Hg=Cu2[HgI4]+2Cu白暗红此反应用于检验实验室空气中的汞含量。
②AgX性质：见光分解：AgBr-Ag+Br因此AgBr用作感光材料。
(4)硫化物：Cu2S,Ag2S：黑色；难溶于水；溶于热浓硝酸3Cu2s+16HNO3(浓)一6Cu(NO3)2+3s；+4NO f+8H2O3Ag2s+8HNO3(浓)一6Ag(NO3)2+3S；+2NO f+4H2O2．氧化数为+2的化合物(1)氢氧化铜和氧化铜CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2J+Na2SO4Cu(OH)2O①氧化铜热稳定性：在高温时明显分解2CuO1237K>Cu2O+1/2O2加热可被H2、CO、NH3还原3CuO+2NH3=3Cu+3H2O+N2②氢氧化铜(浅蓝色)微显两性(以碱性为主)，可溶于浓强碱：Cu(OH)2+2OH-[Cu(OH)4]2-溶于氨水Cu(OH)2+4NH3^^[Cu(NH3)4](OH)2(2)氯化铜CuCl2无水CuCl2为共价化合物，结构为链状，其中Cu采取dsp2杂化方式。
锌族元素PPT演示课件
12
1. 氧化物与氢氧化物：
2Zn + O2 = 2ZnO
568K
ZnCO3 == ZnO＋CO2↑
ZnO是白色粉末，难溶于水，俗名锌白，常用作 白色颜料 。ZnO是两性化合物，溶于酸形成锌（II） 盐，溶于碱形成锌酸盐如[Zn(OH)4]2- 。
在锌盐和镉盐溶液中加入适量强碱，可以得到它 们的氢氧化物。Zn（OH）2是两性氢氧化物， Zn(OH)2和Cd(OH)2均可溶于氨水生成氨配离子。
20
因平衡常数不大当改变条件，使Hg2+生成沉淀或配合物大 大降低Hg2+浓度，歧化反应便可以发生，如：
Hg22+＋S2－ == HgS↓(黑)＋Hg↓ Hg22+＋4CN－ == [Hg(CN)4]2－ ＋Hg↓
Hg22+＋4I－ == Hg↓＋[HgI4]2－ Hg22+＋2OH－ == Hg↓＋ HgO↓＋ H2O
HgS＋Na2S == Na2[HgS2]（ 二硫合汞酸钠）
16
3. 卤化物 (1)ZnCl2
是固体盐中溶解度最大的（283K，333g/100g水）， 溶于水有少量水解
如将氯化锌溶液蒸干 ： ZnCl2＋H2O △ Zn(OH)Cl＋HCl↑
ZnCl2吸水性强，可在有机合成上用作脱水剂
17
（2）HgCl2
由于锌族元素次外层具有18个电子，它对核的屏蔽作用 小，有效核电荷较大，对最外层电子吸引力较强，其 第一、第二电离势之和以及电负性都比碱土金属大， 因此活泼性小于碱土金属。
2.与铜族元素相比：
IB族元素与ⅡB族元素相比，活泼顺序： Zn>Cd>H>Cu>Hg>Ag>Au
总之锌族元素比铜族元素活泼，锌和镉在化学性质相近， 汞与它们相差较大，在性质上汞类似于铜族元素。 43．键型和ຫໍສະໝຸດ 位能力：ⅡB族元素形成共价化合物和配
1. 氧化物与氢氧化物：
2Zn + O2 = 2ZnO
568K
ZnCO3 == ZnO＋CO2↑
ZnO是白色粉末，难溶于水，俗名锌白，常用作 白色颜料 。ZnO是两性化合物，溶于酸形成锌（II） 盐，溶于碱形成锌酸盐如[Zn(OH)4]2- 。
在锌盐和镉盐溶液中加入适量强碱，可以得到它 们的氢氧化物。Zn（OH）2是两性氢氧化物， Zn(OH)2和Cd(OH)2均可溶于氨水生成氨配离子。
20
因平衡常数不大当改变条件，使Hg2+生成沉淀或配合物大 大降低Hg2+浓度，歧化反应便可以发生，如：
Hg22+＋S2－ == HgS↓(黑)＋Hg↓ Hg22+＋4CN－ == [Hg(CN)4]2－ ＋Hg↓
Hg22+＋4I－ == Hg↓＋[HgI4]2－ Hg22+＋2OH－ == Hg↓＋ HgO↓＋ H2O
HgS＋Na2S == Na2[HgS2]（ 二硫合汞酸钠）
16
3. 卤化物 (1)ZnCl2
是固体盐中溶解度最大的（283K，333g/100g水）， 溶于水有少量水解
如将氯化锌溶液蒸干 ： ZnCl2＋H2O △ Zn(OH)Cl＋HCl↑
ZnCl2吸水性强，可在有机合成上用作脱水剂
17
（2）HgCl2
由于锌族元素次外层具有18个电子，它对核的屏蔽作用 小，有效核电荷较大，对最外层电子吸引力较强，其 第一、第二电离势之和以及电负性都比碱土金属大， 因此活泼性小于碱土金属。
2.与铜族元素相比：
IB族元素与ⅡB族元素相比，活泼顺序： Zn>Cd>H>Cu>Hg>Ag>Au
总之锌族元素比铜族元素活泼，锌和镉在化学性质相近， 汞与它们相差较大，在性质上汞类似于铜族元素。 43．键型和ຫໍສະໝຸດ 位能力：ⅡB族元素形成共价化合物和配
ds区铜族与锌族元素
性质来自价电子构 型电负性
M+(g)
M2+(g)
/(kJ ·mol–1) /(kJ ·mol–1)
铜 Cu 3d104s1 1.90
-582
-2121
银 Ag 4d105s1 1.93
-485
-
金 Au 5d106s1 2.54
-644
-
第一页，编辑于星期四：十六点 一分。
铜族元素最外电子层结构与碱金属一样，都只 有一个S电子。但是次外层电子数不同，铜 族元素为18电子构型。由于18电子构型对 核的屏蔽效应比8电子构型的小得多，使得 铜族元素的原子有效核电荷较多，对最外层 的一个S电子吸引力比碱金属要强得多，因 而同族元素原子相应的电离能高得多，具有 金属半径小密度大等特点。
AgNO3和某些试剂反应，得到难溶的化合物，如：白
色Ag2CO3、黄色Ag3PO4、浅黄色Ag4Fe(CN)6、桔黄色
Ag3Fe(CN)6、砖红色Ag2CrO4。
第十七页，编辑于星期四：十六点 一分。
7. 金的化合物
Au（Ⅲ）是金的常见的氧化态，如：
AuF3，AuCl3，AuCl4–，AuBr3，Au2O3 ·H2O等 AuCl3无论在气态或固态，它都是以二聚体Au2Cl6的
键型 离子 过渡 过渡 共价
晶格类型 NaCl NaCl NaCl ZnS
第十五页，编辑于星期四：十六点 一分。
AgCl、AgBr、AgI都有感光分解的性质，可作感光材料。
hν
2AgX
2Ag+X2
AgX hν
银核 AgX
对苯二酚 米吐尔
Ag AgX
Na2S2O3 Ag
定影
α-AgI是一种固体电解质。把AgI固体加热，在418K时发生相 变，这种高温形态α-AgI具有异常高的电导率，比室温时大四个数 量级。实验证实AgI晶体中，I–仍保持原先位置，而Ag+离子的 移动，只需一定的电场力作用就可发生迁移而导电。
M+(g)
M2+(g)
/(kJ ·mol–1) /(kJ ·mol–1)
铜 Cu 3d104s1 1.90
-582
-2121
银 Ag 4d105s1 1.93
-485
-
金 Au 5d106s1 2.54
-644
-
第一页，编辑于星期四：十六点 一分。
铜族元素最外电子层结构与碱金属一样，都只 有一个S电子。但是次外层电子数不同，铜 族元素为18电子构型。由于18电子构型对 核的屏蔽效应比8电子构型的小得多，使得 铜族元素的原子有效核电荷较多，对最外层 的一个S电子吸引力比碱金属要强得多，因 而同族元素原子相应的电离能高得多，具有 金属半径小密度大等特点。
AgNO3和某些试剂反应，得到难溶的化合物，如：白
色Ag2CO3、黄色Ag3PO4、浅黄色Ag4Fe(CN)6、桔黄色
Ag3Fe(CN)6、砖红色Ag2CrO4。
第十七页，编辑于星期四：十六点 一分。
7. 金的化合物
Au（Ⅲ）是金的常见的氧化态，如：
AuF3，AuCl3，AuCl4–，AuBr3，Au2O3 ·H2O等 AuCl3无论在气态或固态，它都是以二聚体Au2Cl6的
键型 离子 过渡 过渡 共价
晶格类型 NaCl NaCl NaCl ZnS
第十五页，编辑于星期四：十六点 一分。
AgCl、AgBr、AgI都有感光分解的性质，可作感光材料。
hν
2AgX
2Ag+X2
AgX hν
银核 AgX
对苯二酚 米吐尔
Ag AgX
Na2S2O3 Ag
定影
α-AgI是一种固体电解质。把AgI固体加热，在418K时发生相 变，这种高温形态α-AgI具有异常高的电导率，比室温时大四个数 量级。实验证实AgI晶体中，I–仍保持原先位置，而Ag+离子的 移动，只需一定的电场力作用就可发生迁移而导电。
第十八章铜锌副族
＝Fe[ZnCl2(OH)]2
+H2O
②HgCl2,Hg2Cl2 HgCl2：mp：549K,共价型，可升华，
也叫升汞，有毒。
配合性：HgCl2+Cl-→HgCl42水解性：稍有水解：HgCl2+H2O→
Cl-Hg-OH+HCl
但氨解彻底：HgCl2+NH3→Cl-Hg-NH2↓ (白色)+HCl
从金电势图看+1价金在酸介质也不稳定
3Au+→2Au+Au3+
单质常见反应
2Cu+O2+H2O+CO2=Cu(OH)2 Cu CO3 Ag+2H2SO4(浓)=Ag2SO4+SO2↑+2H2O （加热条件下）
Au+4HCl+HNO3=HAuCl4+NO↑+2H2O 但 Au+4CN-+1/2O2+H2O→2Au(CN)2－+2OH－
铜族常见化合物：
（I）价 ⑴Cu2O Ag2O AgNO3 Ag+Cu(杂质)→AgNO3 除杂质：AgNO3→Ag+NO2+O2(在713K下反应)
Cu(NO3)2→CuO+NO2+O2(在473K下反应) 控温热分解：CuO(黑)不溶于水：重结晶。 另一种方法：混合液中，加新沉淀Ag2O. ∵Cu(OH)2的KSP小于AgOH.
本族最外层2个电子，其特征价态：+2 Zn2+,Cd2+,Hg2+,但有 Hg22+
ΦAº Zn2+ -0.76 Zn Cd2+ -0.403 Cd Hg2+ 0.920 Hg22+ 0.789 Hg HgCl2 0.53 Hg2Cl2 0.268 Hg
+H2O
②HgCl2,Hg2Cl2 HgCl2：mp：549K,共价型，可升华，
也叫升汞，有毒。
配合性：HgCl2+Cl-→HgCl42水解性：稍有水解：HgCl2+H2O→
Cl-Hg-OH+HCl
但氨解彻底：HgCl2+NH3→Cl-Hg-NH2↓ (白色)+HCl
从金电势图看+1价金在酸介质也不稳定
3Au+→2Au+Au3+
单质常见反应
2Cu+O2+H2O+CO2=Cu(OH)2 Cu CO3 Ag+2H2SO4(浓)=Ag2SO4+SO2↑+2H2O （加热条件下）
Au+4HCl+HNO3=HAuCl4+NO↑+2H2O 但 Au+4CN-+1/2O2+H2O→2Au(CN)2－+2OH－
铜族常见化合物：
（I）价 ⑴Cu2O Ag2O AgNO3 Ag+Cu(杂质)→AgNO3 除杂质：AgNO3→Ag+NO2+O2(在713K下反应)
Cu(NO3)2→CuO+NO2+O2(在473K下反应) 控温热分解：CuO(黑)不溶于水：重结晶。 另一种方法：混合液中，加新沉淀Ag2O. ∵Cu(OH)2的KSP小于AgOH.
本族最外层2个电子，其特征价态：+2 Zn2+,Cd2+,Hg2+,但有 Hg22+
ΦAº Zn2+ -0.76 Zn Cd2+ -0.403 Cd Hg2+ 0.920 Hg22+ 0.789 Hg HgCl2 0.53 Hg2Cl2 0.268 Hg
《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
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
第18章 铜锌族习题
目录一判断题二选择题三填空题四完成并配平化学反应方程式五计算和回答问题一判断题（返回目录）1 铜、银、金均可以单质状态存在于自然界。
（）2 ds区元素都是重金属。
（）3 工业上采用电解法由粗铜制取精铜，所用的是CuSO4和H2SO4的混合溶液，阳极为粗铜。
（）4 铜族元素的化学性质均不活泼，并按Cu>Ag>Au的顺序递减。
（）6 ds区同族元素的金属活泼性自上而下逐渐增强。
（）7 青铜中含Cu、Sn、Zn。
（）8 除王水外，金不能溶于其它任何试剂。
（）9 当有硫脲存在时，金属铜可以从盐酸中置换出氢气。
（）10 Cu(Ⅰ)的化合物由于发生d-d跃迁多呈现颜色。
（）11 在硫酸铜溶液中加入足够的浓盐酸可以形成绿色的[CuCl4]2-。
（）12 在水溶液中的Cu+比固体中的Cu(Ⅰ)稳定。
（）13 水溶液中Cu+的稳定性比Cu2+高。
（）14 Cu(Ⅰ)化合物多数易溶于水。
（）15 Cu(Ⅰ)的配合物易发生歧化反应，它们在水溶液中不能稳定存在。
（）16 Cu(Ⅰ)的配合物中，中心离子的配位数都为2。
（）17 所有Ag(Ⅰ)的配合物中，Ag(Ⅰ)的配位数都是2。
（）18 银的化合物易溶于水的多，而难溶于水的较少。
（）19 Ag(Ⅰ)的化合物热稳定性较差，受热时易发生分解反应。
（）20 AgNO3试液应存放于棕色瓶中。
（）21 在水溶液中，Ag+能与多种配体形成相应的配合物，并且是无色的。
（）22 AgNO3(aq)与NaOH(aq)混合生成AgOH。
（）23 将Ag2CO3(s)放入盐酸中将产生CO2和清液。
（）24 AgCl不溶于硝酸，但在浓盐酸中有一定的溶解度。
（）25 由于生成配离子，Ag(Ⅰ)的氧化性增强。
（）26 由于生成难溶盐，Ag(Ⅰ)的氧化性减弱。
（）27 Ag2O是碱性氧化物，它在硝酸和盐酸中都能溶解。
（）28 锌族元素的熔点由高到低的顺序是Zn>Cd>Hg。
（）29 锌族元素氧化物碱性强弱的次序为ZnO>CdO>HgO。
第十七章 d 区元素(二)-Cu和Zn
第十七章
d区元素（二）
§17.1 铜族元素
性质三：与酸作用 （1）Cu，Ag，Au不能从稀酸中置换出氢气 （2）Cu，Ag，Au可溶于氧化性酸： Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2+2H2O
Ag+2HNO3(浓)
Cu+2H2SO4(浓)
AgNO3+NO2+H2O
CuSO4+SO2+2H2O
第十七章
d区元素（二）
§17.1 铜族元素
17.1.1 铜族元素通性
1. 元素
29 63 Cu 65 铜 3d104s1
63.546
79 197 Au 金 5d106s1 47 107 Ag 109 银 4d105s1
107.87 196.97
第十七章
d区元素（二）
§17.1 铜族元素
2. 价电子层结构
2Cu+2H++4CS(NH2)2 → 2Cu[CS(NH2)2]2++H2(g)
非氧化性 酸如HCl
硫 脲
第十七章
d区元素（二）
§17.1 铜族元素
17.1.3 铜族元素的化合物
1. 氢氧化铜和氧化铜
（1）氢氧化铜 (Copper Hydroxide) 制备 在Cu2+离子的溶液中加入强碱， 即生成淡蓝色的氢氧化铜Cu(OH)2絮状
第十七章
d区元素（二）
§17.1 铜族元素
物理性质 Cu 颜色 熔沸点 导电性 紫红 Ag 白 低于过渡金属 Ag > Cu > Au Au 黄
延展性
良好
第十七章
d区元素（二）
§17.1 铜族元素
无机化学：19. 铜锌副族
相比之下，碱金属 3s 与次外层 2p 轨道能量相差很大，在一般 条件下很难失去次外层电子，通常只能为 ＋1价。
铜副族元素的金属性远比碱金属的弱，且铜副族元素的金属 性随着原子序数的增加而减弱，而碱金属恰恰相反。
原因： 从Cu 到 Au，原子半径虽增加但并不明显，而核电荷 对最外层电子的吸引力增大了许多，故金属活泼性依次减弱。
氧化还原特性、配位性质等； 4. 理解Cu(I) 与Cu(II) 和Hg(I) 与Hg(II)之间相互转化
的条件；
2
第1节 铜副族元素的通性及存在形式
一、铜族元素的存在 铜、银主要以硫化物和氧化物矿的形式存在。例如辉铜矿
Cu2S、黄铜矿CuFeS2、赤铜矿Cu2O、孔雀石Cu2(OH)2CO3， 闪银矿Ag2S以及角银矿AgCl等。
4 Cu2+＋ 8 OH- ＋ N2H4 = 2 Cu2O↓ ＋ N2↑＋ 6 H2O
16
Cu2O还可用葡萄糖作还原剂时，反应如下： 2 [Cu(OH)4]2- + CH2OH(CHOH)4CHO =
4 OH- + CH2OH(CHOH)4COOH + 2 H2O + Cu2O ↓ 用这个反应来检测尿样中的糖分，以帮助诊断糖尿病。
[Cu(NH3)2]+ + CO = [Cu(NH3)2(CO)]+ 石油气中分离出C2H4： [Cu(NH2CH2CH2OH)2]+ + C2H4 = [Cu(NH2CH2CH2OH)2(C2H4)]+
23
二、Cu(II) 的化合物
1、氧化铜和氢氧化铜 氧化铜CuO，用热分解硝酸铜或在氧气中加热铜粉而制得：
②、Cu、Ag、Au可溶于氧化性酸：
铜副族元素的金属性远比碱金属的弱，且铜副族元素的金属 性随着原子序数的增加而减弱，而碱金属恰恰相反。
原因： 从Cu 到 Au，原子半径虽增加但并不明显，而核电荷 对最外层电子的吸引力增大了许多，故金属活泼性依次减弱。
氧化还原特性、配位性质等； 4. 理解Cu(I) 与Cu(II) 和Hg(I) 与Hg(II)之间相互转化
的条件；
2
第1节 铜副族元素的通性及存在形式
一、铜族元素的存在 铜、银主要以硫化物和氧化物矿的形式存在。例如辉铜矿
Cu2S、黄铜矿CuFeS2、赤铜矿Cu2O、孔雀石Cu2(OH)2CO3， 闪银矿Ag2S以及角银矿AgCl等。
4 Cu2+＋ 8 OH- ＋ N2H4 = 2 Cu2O↓ ＋ N2↑＋ 6 H2O
16
Cu2O还可用葡萄糖作还原剂时，反应如下： 2 [Cu(OH)4]2- + CH2OH(CHOH)4CHO =
4 OH- + CH2OH(CHOH)4COOH + 2 H2O + Cu2O ↓ 用这个反应来检测尿样中的糖分，以帮助诊断糖尿病。
[Cu(NH3)2]+ + CO = [Cu(NH3)2(CO)]+ 石油气中分离出C2H4： [Cu(NH2CH2CH2OH)2]+ + C2H4 = [Cu(NH2CH2CH2OH)2(C2H4)]+
23
二、Cu(II) 的化合物
1、氧化铜和氢氧化铜 氧化铜CuO，用热分解硝酸铜或在氧气中加热铜粉而制得：
②、Cu、Ag、Au可溶于氧化性酸：
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0.124
Cu
CuX不歧化
●
与NH3反应
Cu2O + 4NH3 + H2O = 2[Cu(NH3)2]+ + 2OH红色 无色 (很快被空气中的氧氧化)
4[Cu( NH3 )2 ] 8NH3 2H2O O2 4[Cu( NH3 )4 ]2 4OH
无色
蓝色
∴ 可用[ Cu(NH3)2 ] + 除去混合气体中的O2.
第18章 铜族元素 锌族元素
铜族(I B )：Cu、Ag、Au 锌族(II B): Zn、 Cd、Hg
本章主要内容
●
(一) Cu Ag Zn Hg的单质及 化合物性质和用途 (二) Cu+和Cu2+, Hg+和Hg2+的 相互转化 (三) IA族和IB族，IIA和IIB族 性质的不同
●
●
I B II B
1273K 4CuO 2Cu2O O2
●
碱性氧化物,与酸反应
CuO H2 SO4 (稀) CuSO4 H2O
●
加热条件下,呈氧化性
3CuO 2NH3 3Cu N2 3H 2O
被H2 ,C, CO , NH3等还原为Cu。
◆
Cu(OH)2
● ●
还原剂还原CuX2，可得CuX
2CuCl2 SnCl2 2CuCl SnCl4
2Cu 2 4 I 2CuI I 2 I S 4O62
2 S2O3
性质：
● ●
CuX均表现共价性，不溶于水 Cu+表现一定氧化性
2CuI (白) 2Hg Hg2 I 2 (黄) 2Cu
A(V)
Cu2+
0.153
Cu+ 0.521
Cu
可见：干态Cu2O稳定，在酸性水溶液不稳定。 Cu2O +14HNO3 ══ 6Cu(NO3)2 + 2NO + 7H2O
●
与氢卤酸反应
Cu2O 4HX 2[CuX 2 ] 2H H2O H 2O CuX
Cu2O + 2HCl ══ 2CuCl(白)↓ + H2O A(V) Cu2+ 0.56 CuCl
测定醛含量,检测糖尿病。
●
CuO加热分解，得Cu2O。
4CuO(黑) 2Cu2O(红) O2
◆
Cu2O 性质
● ● ●
红色,Cu2O有一定共价性，不溶于水， 热稳定性非常高(1508K熔化)， 碱性氧化物,遇酸歧化。
Cu2O H2 SO4 (稀) CuSO4 Cu H2O
● Cu+具有还原性，在空气中可被氧氧化
检测Hg
4CuCl O2 4H2O 3CuO CuCl2 3H2O 2HCl
◆ Cu2S
●
黑色,难溶于水
Ksp 2.5 1048
制备：
●
过量Cu与硫加热可得硫化亚铜
2Cu S Cu2S
●
加热CuSO4和Na2S2O3混合溶液
Cu+配合物吸收CO和烯烃----形成配合物 [CuCl2]- + CO === [CuCl2(CO)][CuCl2]- + C2H4 === [CuCl2(C2H4)]测定混合物中CO含量 (除去少量CO气体)
2、铜(+II)的化合物 ◆ CuO
● ●
黑褐色, 不溶于水(过渡型)，不溶于稀NaOH或HAc 热稳定性比较高,但低于Cu2O
◆
硫化铜
CuS黑色
硫化铜不溶于稀酸，但溶于热的稀硝酸，发 生氧化还原反应。与CN-生成配合物 。 △ +2 3 CuS + 8 HNO3 = 3 Cu(NO3)2 + 2 NO↑ + 3 S↓ + 4 H2O 2 CuS +10 CN- = 2[Cu(CN)4]3- + (CN)2↑+ 2 S2+1
◆
Cu2+ 配合物
●
Cu2+离子,易形成配合物
C.N.= 4或6
如: [CuCl4]2- [Cu(NH3)4]2+，但其水溶液可为6配位.
●
Cu2+水溶液, 形成蓝色水合配离子, [Cu(H2O)6]2+ H2O H 2O
H2 O
Cu H2 O
H2O
H2O
NH3 ( 适量 ) NH 3 ( 过量 ) CuSO4 Cu2 (OH )2 SO4 [Cu ( NH 3 )4 ]2
●
Cu与热浓HCl反应
2Cu 8HCl (浓) 2H3[CuCl4 ] H2
●
铜与HNO3， 浓H2SO4反应
氧化性酸
Cu 4 HNO3 (浓) Cu ( NO3 ) 2 2 NO2 2 H 2O 3Cu 8HNO3 (稀) 3Cu ( NO3 ) 2 2 NO 4 H 2O Cu 2 H 2 SO4 (浓) CuSO4 SO2 2 H 2O
OH2
四个水分子以配键与Cu2+结合， 第五个水分子以氢键与硫酸根结合。
CuSO4· 5H2O加热时可逐步脱水：
K CuSO4· 5H2O375 3H2O H2O CuSO4· CuSO4 CuSO4·
423 K 523 K
蓝色
白色
CuSO4· 5H2O同石灰（CaO）混合得到波尔多液， 用于果园杀虫、杀菌。
IB有变价，易形成配合物， IA无变价
IB的化合物共价性强， IA化合物为离子性
二、单质的性质
1、单质的物理性质
● ● ● ●
特征颜色：Cu(紫红)，Ag(白)，Au(黄)， 铜族元素密度大， 导电性、导热性好，且Ag>Cu>Au， 延展性好；易形成合金。
2、单质的化学性质
◆
与氧气反应 （在干燥时常温不与氧反应）
Cu(常温)
程度逐渐下降
Ag(慢) Au(加热,干燥)
◆
非氧化性酸 与酸反应 ● Cu、Ag、Au不与稀酸反应,但在空气中 （O2存在），Cu可以缓慢溶于稀H2SO4,HCl。
2Cu 2 H 2 SO4 O2 2CuSO4 2 H 2O 2Cu 4 HCl O2 2CuCl2 2 H 2O
NH3· H2O
浅蓝色Cu2(OH)2SO4
NH3· H2O
深蓝色[Cu(NH3)4]2+
Cu2(OH)2SO4 + 8 NH3 = 2 [Cu(NH3)4]2+ + SO42- + 2OH-
◆
CuX2
CuX2易溶于水, CuI2不存在, CuCl2重要
●
CuCl2
无水CuCl2黄色，共价化合物，链状结构。
ds区元素在周期表中的位置
（ds区，I B、IIB族）
周期 四 IB II B
(n-1)d10ns1
Cu
(n-1)d10ns2
Zn
五
六
Ag
Au 铜族
与过渡金属 接近一些,氧 化态可变.
Cd
Hg 锌族
与主族金属接 近一些,氧化 态以+2为主.
同周期，IB---IIB族比较
性 质 IB II B
价电子构型
4Cu O2 2 H 2O 8 NH 3 4[Cu ( NH 3 )2 ] (无色) 4OH
O2
[Cu ( NH 3 )4 ]2 (蓝)
不可用铜器盛氨水。
2 Ag 2H 2 S O2 2 Ag 2 S 2H 2O
银器年久变黑。
◆
与卤素反应
2、冶炼 氰化法提炼金和银
Ag2S+ 4NaCN= Na[Ag(CN)2] + Na2S 4Ag + 8NaCN + 2H2O + O2 = 4Na[Ag(CN)2] + 4NaOH
4Au+8NaCN+2H2O+O2 = 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH
2Na[Ag(CN)2] + Zn = 2Ag + 4Na2[Zn(CN)4]
2 2 2Cu2 2S2O3 2H2O Cu2S S 2SO4 4H
◆ 易形成配合物
●
Cu+可形成C.N.=2, 3, 4的配合物
[Cu( NH3 )2 ]
无色
●
[CuCl2 ]
[CuCl3 ]2
[CuCl4 ]3
蓝色
1 2[Cu ( NH 3 ) 2 ] 4 NH 3 H 2O O2 2[Cu ( NH 3 ) 4 ]2 2OH 2
●
银除不与浓HCl反应,余与Cu相似 (困难些)
2 Ag 2H2 SO4 (浓) Ag2 SO4 SO2 2H2O
●
金与HNO3， 浓H2SO4不反应,但Au可溶于“王水”
Au HNO3 4HCl H[ AuCl4 ] NO 2H2O
常温：Cu、 Ag、 Au不与稀酸、非氧化性酸反应（但有 氧时Cu可与稀H2SO4,HCl反应,也可与浓盐酸反应）； Ag与氧化性酸反应比Cu难；Au只溶于王水中.
(浅蓝)
●
深蓝
不是Cu2+的任何配合物都比Cu+稳定 Cu+稳定配合物: CuCl2-, CuBr2-, CuI2-, Cu(SCN)2-, [Cu(CN)4]32Cu2+ + 4CN- = 2CuCN↓ + (CN)2↑
金属活泼性