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1、1 第第1919章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族 19.1 铜副族元素铜副族元素 19.2 锌副族元素锌副族元素 第第 19 章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族 (Element of Copper and Zinc Family ) 2 19.1 铜副族元素铜副族元素 (Element of Copper Family) 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 铜族元素通性铜族元素通性 1. 元素元素 29 Cu 铜铜 63 65 63.546 3d104s1 47 Ag 银银 107 109 107.87 4d105s1 79 Au 金金 197 196

2、.97 5d106s1 3 (n-1)d10ns1 2. 价电子层结构价电子层结构 铜族的价电子层结构： 与碱金属比较： 铜族元素：(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10ns1 碱 金 属：(n-1)s2(n-1)p6ns1 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 4 3. 金属的活泼性金属的活泼性 与碱金属比较：与碱金属比较： 单质的溶沸点、固体密度及硬度等均 比碱金属的高。 第一电离能 /kJmol-1 419 403 376 第一电离能 /kJmol-1 746 731 890 Cu Au 延展性延展性良好 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副

3、族19.1 铜副族元素铜副族元素 11 化学性质化学性质 性质一：与性质一：与O2作用作用 性质二：与性质二：与X2作用作用 性质三：与酸作用性质三：与酸作用 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 12 2Cu+O2+H2O+CO2 Cu2(OH)2CO3(绿绿) 碱式碳酸铜碱式碳酸铜 性质一：与性质一：与O2作用作用 2Cu + O2 2CuO(黑黑) 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 13 Au，Ag不与O2发生反应，当有沉淀剂 或配合剂存在时，可发生反应： 4M+O2+2H2O+8CN- 4M(CN)2-+4OH

4、- M=Cu,Ag,Au 4Cu+O2+2H2O+8NH3 4Cu(NH3)2+(无色无色)+4OH- O2 2Ag+2H2S+O2 2Ag2S+2H2O Cu(NH3)22+(蓝色蓝色) 不可用铜器盛氨水，银器因年久会变黑。不可用铜器盛氨水，银器因年久会变黑。 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 14 性质二：与性质二：与X2作用作用 Cu 常温下反应 Ag + Cl2 常温下反应较慢 Au 加热条件下与干燥的卤素反应 活泼性：活泼性：CuAgAu 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 15 （2）Cu，Ag，Au可溶

5、于氧化性酸：可溶于氧化性酸： Cu+4HNO3(浓浓) Cu(NO3)2+2NO2+2H2O Ag+2HNO3(浓浓) AgNO3+NO2+H2O Cu+2H2SO4(浓浓) CuSO4+SO2+2H2O 2Ag+2H2SO4(浓浓) Ag2SO4+SO2+2H2O Au+4HCl(浓浓)+HNO3(浓浓) HAuCl4+NO(g)+2H2O 性质三：与酸作用性质三：与酸作用 （1）Cu，Ag，Au不能从稀酸中置换出氢气不能从稀酸中置换出氢气 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 16 （3）生成难溶物或配合物或配合物，使）生成难溶物或配合物或配合物，使 单

6、质还原能力增强：单质还原能力增强： 2Ag + H2S Ag2S(s) + H2(g) 2Ag + 2H+4I- 2Ag I2-+ H2(g) 2Cu+2H+4CS(NH2)2 2CuCS(NH2)22+H2(g) 硫硫 脲脲 非氧化性非氧化性 酸如酸如HCl 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 17 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 2. 铜副族元素的提取 (1) 铜的冶炼 CuFeS2 粉碎 处理面处理面 积增加积增加 浮选剂浮选剂 精矿 焙烧 Cu2S 形成形成 熔渣熔渣 冰铜 熔炼熔炼 粗铜 电解电解 除杂除

7、杂 纯铜纯铜 主要的反应方程式参见教材P629。 18 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 (2) 银和金的提取 银矿银矿 NaCN Ag(CN)2- Zn等等 还原剂还原剂 粗银粗银 电解电解 Ag 金矿金矿 Hg齐法齐法 氰化法氰化法 与与Hg混合混合 Hg齐齐 加热加热Hg 挥发挥发 Au NaCN Au(CN)2- Zn等等 还原剂还原剂 粗金粗金 精制精制 Au 19 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 19.1.2 铜的化合物铜的化合物 1. 氧化数为氧化数为+1的化合物的化合物 (1) 氧化物和氢氧化物

8、2Cu(OH)42- + CH2OH(CHOH)4CHO Cu2O + 4OH- + CH2OH(CHOH)4COOH + 2H2O 用于诊断糖尿病及利用斐林溶液签定醛基。 制备： 20 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 4CuO 2Cu2O + O2 4Cu2+ + 8OH- + N2H4 2Cu2O +N2 + H2O 黄色 性质： 弱碱性：Cu2O + H+ Cu + Cu2+ + H2O 配合性： Cu2O + 4NH3 + H2O 2 Cu(NH3)2+ + 2OH- CuOH不稳定，很快由黄色变为橙色，最 后变为红色的Cu2O。 21 第第1

9、9章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 (2) 卤化物 CuX白色难溶，溶解度从ClI依次减小。 CuX可溶于氨水、浓盐酸等而形成配合物。 CuX均可由Cu2+得到： 2Cu2+ + 4I- 2CuI + I2 Cu2+ + Cu + 4Cl- 2CuCl2-（土黄色）（土黄色） 稀释 H2O CuCl（白色）（白色） 22 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 (3) 硫化物 Cu2S为黑色难溶，可溶浓热硝酸及氰化物中。 3Cu2S + 16HNO3 6Cu(NO3)2 + 3S + 4NO + 8H2O Cu2S + 4CN-

10、 2Cu(CN)-2 + S2- (4) 配合物 Cu+的配合物不稳定易氧化，还可吸收CO。 4Cu(NH3)2+O2+8NH3+2H2O4Cu(NH3)42+4OH- Cu(NH3)2Ac+CO+NH3Cu(NH3)3Ac(CO) 23 (1) 氢氧化铜和氧化铜氢氧化铜和氧化铜 （A）氢氧化铜）氢氧化铜 (Copper Hydroxide) 制备制备 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絮状沉淀： 2Cu2+ + 2OH- Cu(OH)2(s) 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 2. 氧化数为氧化数为+2的化合物的化合

11、物 24 性质一：易分解性质一：易分解 Cu(OH)2的热稳定性比碱金属氢氧化物差 得多，受热，脱水变成黑色的氧化铜CuO： Cu(OH)2 CuO(s,黑黑) +H2O 353K 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 性质性质 性质二：微显两性性质二：微显两性 Cu(OH)2微显两性，既能溶于酸，也能溶于浓 NaOH溶液中形成蓝紫色的Cu(OH)42-配阴离子： 25 性质三：可溶于氨水形成配合物。性质三：可溶于氨水形成配合物。 Cu(OH)2+H2SO4 CuSO4+2H2O Cu(OH)2+2NaOH(浓浓) Cu(OH)42-+2Na+ 第第19章章

12、 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 Cu(OH)2+4NH3H2O Cu(NH)342+2OH-+4H2O 深蓝色 26 （B）氧化铜）氧化铜 (Copper Oxide) 氧化铜不溶于水，对热很稳定，只 有在超过1273K时，才会分解放出氧， 并生成红色的Cu2O： 2CuO Cu2O+ O2 2 1 1273K 固态、高温时Cu+比Cu2+稳定。 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 27 (3) 卤化铜卤化铜 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 CuF2 CuCl2 CuBr2 CuF22

13、H2O CuCl22H2O 白色 黄褐色 黑色 蓝色 蓝绿色 无水CuCl2为无限长链结构，其结构为： Cu Cl Cl Cu Cl Cl Cu Cl Cl 28 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 CuCl2易溶于水，其浓溶液可以形成配合 物，其配体的差异，常黄绿色或绿色。 Cu2+ + 4Cl- CuCl42-(黄色) 加水 稀释 Cu(H2O)42+(浅蓝) 2CuCl2H2O 加热 Cu(OH)2Cl2CuCl+2H2O 2CuCl2 强热 2CuCl+Cl2 29 硫酸铜硫酸铜 (Copper Sulfate) 制备制备 用热的浓硫酸溶解铜屑：用

14、热的浓硫酸溶解铜屑： 在富氧条件下，用热的稀硫酸与铜屑反应：在富氧条件下，用热的稀硫酸与铜屑反应： Cu+2H2SO4(浓浓) CuSO4+SO2+2H2O 2Cu+2H2SO4(稀稀)+O2 2 CuSO4+2H2O 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 (4) 含氧酸的铜盐含氧酸的铜盐 30 硫酸铜在不同 的温度下可以逐步 失水，生成一系列 铜的化合物。 结构：结构：Cu(H2O)4SO4.H2O H2O H2O Cu2+ OH2 OH2 O H H O O O O S . . . . 923K 523K 423K 375K CuO CuSO4 CuSO

15、4H2O CuSO43H2O CuSO45H2O 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 31 性质性质 性质一：强吸水性性质一：强吸水性 无水硫酸铜易吸水，吸水后呈蓝色，常 用来鉴定液态有机物中的微量水。 性质二：水解显酸性性质二：水解显酸性 硫酸铜的水溶液由于水解而显酸性， 配制铜盐溶液时，常加入少量相应的酸： 2CuSO4+H2O Cu2(OH)SO4+HSO4- 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 32 (4) 配合物配合物 Cu2+离子的外层电子构型为 3s23p63d9 Cu+离子的外层电子构型为 3s23p6

16、3d10 因此， Cu2+更易形成配合物，常见的铜 的配合物有： Cu(NH3)42+配阳离子 Cu(OH)42- 配阴离子 Cu(NH3)2+ 配阳离子 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 33 Cu(NH3)42+ 制备制备 2CuSO4+2NH3 H2O (NH3)2SO4+Cu2(OH)2SO4 Cu2(OH)2SO4+8NH3 2Cu(NH3)42+SO42-+2OH- 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 性质性质 性质：加热水解性质：加热水解 2Cu(NH3)42+SO42-+2OH-Cu2(OH)2SO4

17、+8NH3 34 Cu(OH)42- 制备制备 Cu(OH)2+2OH-(浓浓,过量过量) Cu(OH)42- 深蓝色深蓝色 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 性质性质 性质一：氧化性性质一：氧化性 2Cu(OH)42-+C6H12O6 Cu2O+C6H12O7+4OH-+2H2O (葡萄糖葡萄糖)(葡萄糖酸葡萄糖酸)(s,红红) 35 2Cu2+4OH-+C6H12O6Cu2O+C6H12O7+2H2O 或写成： 此反应可用于检验糖尿。 显红色，表示有糖尿。蝗粝岳渡， 则无糖尿病。 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜

18、副族元素 36 3、铜、铜()与铜与铜()的相互转化的相互转化 Cu2+和Cu+离子在不同条件 下具有不同的稳定性 ： Cu+Cu2+？ 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 37 (1) 离子结构离子结构 （A）固态）固态 离子的外层电子构型： 现象：现象： 3s23p63d10Cu+ 3s23p63d9Cu2+ 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 38 结论：结论： 在高温固态时，Cu+化合物比 Cu2+化合物稳定。 证明：证明： 4CuO 2Cu2O+O2 1273K 4CuS 2Cu2S+2S 2CuCl2 2C

19、uCl+Cl2 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 39 （B）水溶液）水溶液 水合能 Cu2+水合能 = -2121kJmol-1 Cu+ 水合能 = -582kJmol-1 Cu2+ Cu+ Cu 0.1520.521 K = c(Cu2+)/c c(Cu+)/c 2 =1.2106 现象：现象： 2Cu+ Cu2+ + Cu 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 40 结论：结论： 在水溶液中，Cu2+化合物稳定。 证明：证明： Cu2O+H2SO4 Cu+CuSO4+H2O Cu2+在水溶液中稳定，而Cu+ 仅在

20、固态或配离子中稳定。 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 41 (2) 铜铜()是弱氧化剂是弱氧化剂 正反应： K = c(Cu2+)/c c(Cu+)/c 2 =1.2106 2Cu2+ + 4I- 2CuI + I2 2Cu+ Cu2+ + Cu 逆反应能逆反应能 否发生？否发生？ 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 42 Cu2+ + e- = Cu+ I2 + 2e- = 2I- E (Cu2+/Cu+)=0.159V E (I2/I-)=0.535V Ksp=c(Cu+)/c c(I-)/c 例：例： CuI

21、 Cu+ + I- E(Cu2+/Cu+)= E +0.0592Vlg = 0.86V = E (Cu2+/CuI)0.535V c(Cu2+)/c c(Cu+)/c 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 43 例： 2Cu2+4OH-+C6H12O6 Cu2O(s)+C6H12O7+2H2O CuCl2+Cu+2HCl(浓浓) 2HCuCl2 Cu2+的鉴定：的鉴定： 2Cu2+Fe(CN)64- Cu2Fe(CN)6(s) 红棕红棕 在水溶液中，Cu+除以沉淀或配离子 形式存在外，其余都是不稳定的。 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜

22、副族元素铜副族元素 44 19.1.3 银的化合物银的化合物 1. 氢氧化银和氧化银氢氧化银和氧化银 (Silver Hydroxide and Silver Oxide ) 制备制备 AgNO3 溶液 AgOH Ag2CO3 Ag2O(s) 棕黑色 白色 NaOH NaCO3 -H2O CO2 极不稳定极不稳定 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 45 性质性质 性质一：碱性性质一：碱性 Ag2O，是一种棕黑色固体，是共价型化 合物，微溶于水，溶液呈碱性，潮湿的Ag2O 为中强碱： 性质二：热不稳定性性质二：热不稳定性 Ag2O 2Ag + O2 573

23、K 2 1 Ag2O+ H2O Ag + O H- 2 1 2 1 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 46 性质三：氧化性性质三：氧化性 Ag2O是氧化剂： Ag2O + CO 2Ag + CO2 Ag2O + H2O2 2Ag + H2O + O2 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 47 制备制备 2. 硝酸银硝酸银 (Silver Nitrate) Ag+2HNO3(浓浓) AgNO3+NO2+H2O Ag+4HNO3(稀稀) 3AgNO3+NO+H2O 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副

24、族元素铜副族元素 48 性质性质 性质一：性质一：易分解 2AgNO3 2Ag+2NO2+O2 熔点为481.5K AgNO3溶液宜保存在棕色试剂瓶中。 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 49 性质二：氧化性性质二：氧化性 固体AgNO3或其溶液都是氧化剂 （EA(Ag+/Ag)=0.799V），即使在室温， 许多有机物都能将它还原成黑色银粉。 例如硝酸银遇到蛋白质即生成黑色 的蛋白银，所以皮肤或布与它接触后都 会变黑。 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 50 应用应用 10%的硝酸银溶液在医药上用作消毒 剂和腐蚀

25、剂； AgNO3还是一种重要的分析试剂； 大量用于制造照相底片的卤化银。 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 51 3. 其它简单化合物其它简单化合物 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 （A）AgX 溶解性：只有AgF可溶。 不稳定性：见光易分解用于摄影 2AgBr h 2Ag + Br2感光 AgBr+2S2O32- Ag(S2O3)23- + Br- 定影 52 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 配位性：AgX可与X-离子形成配合物而溶解。 AgX + (n-1)X- Ag

26、Xn(n-1)- （B）Ag2S 黑色Ag2S不溶于水，但能： 3Ag2S + 8HNO3(浓热浓热) 6AgNO3+ 3S + 2NO+4H2O Ag2S + 4CN- 2Ag(CN)2- + S2- 53 4. 银的配合物银的配合物 性质性质 性质一：易形成配合物性质一：易形成配合物 Ag+的外层电子结构为：4s24p64d10， 有空的5s，5p轨道，故易形成配合物： AgCl2- Kf =4.5105 Ag(NH3)2+ Kf =1.7107 Ag(S2O3)23- Kf =1.61013 Ag(CN)2- Kf =1.01021 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜

27、副族元素铜副族元素 54 性质二：多数银盐难溶于水性质二：多数银盐难溶于水 银盐的一个重要特点是：多数银盐难溶 于水。 易溶于水的银盐有：AgNO3 Ag2SO4 AgF AgClO4，可转化为配合物使其溶解。 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 55 AgCl(s) Ag+ + Cl- Ag+2NH3 Ag(NH3)2+ Ksp=1.810-10 Kf =1.7107 AgCl(s)+2NH3 Ag(NH3)2+ Cl- K =KspKf = 1.810-10 1.7107 = 3.110-3 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元

28、素铜副族元素 56 用来鉴别醛和酮用来鉴别醛和酮 (Silver Mirror Reaction) 2Ag(NH3)2+HCHO+3OH- 2Ag+HCOO-+4NH3+2H2O 2Ag(NH3)2+C6H12O6+2OH- C6H12O7+2Ag+4NH3+H2O 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 57 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 19.1.4 金的化合物金的化合物 Au3+的化合物最稳定，而Au+易发生歧化反应。 3Au+ Au3+ + 2Au K=1013 AuCl3为双聚氯桥结构： Au Cl Cl

29、Au Cl Cl Cl Cl 58 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.1 铜副族元素铜副族元素 AuCl3具有氧化性，可与草酸、甲醛等反应而 被还原为Au。 将H2S通入AuCl3的乙醇冷溶液中，得Au2S3。 遇水会很快还原为Au+或Au。 AuCl3可溶于水，形成HAuCl3OH。 AuCl4- OH- Au2O3H2O 过量OH- Au(OH)4- 59 19.2 锌副族元素锌副族元素 (Element of Zinc Family) 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 锌族元素通性锌族元素通性 1. 元素元素 30 Zn 锌锌 64

30、68 66 70 67 65.39 3d104s2 48 Cd 镉镉 106 112 108 113 110 114 111 116 112.41 4d105s2 80 Hg 汞汞 196 201 198 202 199 204 200 200.59 5d106s2 60 2. 价电子层结构价电子层结构 锌族元素的价电子层结构： 与碱土金属比较：与碱土金属比较： 锌族元素锌族元素：(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10 ns2 碱土金属：碱土金属：(n-1)s2(n-1)p6 ns2 (n-1)d10ns2 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 61

31、3. 金属的活泼性金属的活泼性 原子半径原子半径/pm核电荷数核电荷数 锌锌12530 镉镉14848 汞汞14980 表现出金属活泼性依次减弱。 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 62 4. 氧化态氧化态 与碱土金属比较：与碱土金属比较： 锌族元素的氧化数有+2，汞除了有 +2氧化值外，还有+1氧化值的亚汞 离子（Hg22+）； 碱土金属的氧化数只有+2。 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 63 19.2.1 锌副族元素的单质锌副族元素的单质 存在形式存在形式 以矿物形式存在：闪锌矿（ZnS） 辰砂 （HgS）

32、第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 1. 锌副族元素单质的性质锌副族元素单质的性质 64 物理性质物理性质 性质一：熔点低性质一：熔点低 ZnCdHg 419321-39 性质二：易形成合金性质二：易形成合金 黄铜：Cu-Zn 汞齐：Na-Hg , Au-Hg , Ag-Hg 用于提取贵金属 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 65 化学性质化学性质 性质一：与性质一：与O2作用作用 性质二：与性质二：与S作用作用 性质三：与酸反应性质三：与酸反应 性质四：锌与性质四：锌与OH-、NH3反应反应 第第19章章 铜副族和

33、锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 66 性质一：与性质一：与O2作用作用 潮湿条件：潮湿条件： 4Zn+2O2+CO2+3H2O ZnCO33Zn(OH)2 加热条件：加热条件： 2Zn+O2 2ZnO (s,白色) 2Cd+O2 2CdO (s,红棕色) 2Hg+O2 2HgO (s,红、黄色) 360 470 稳定性下降稳定性下降 碱式碳酸锌碱式碳酸锌 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 67 性质二：与性质二：与S作用作用 M+S MS ZnS（白）（白） CdS（黄）（黄） HgS（红，朱砂）（红，朱砂） （黑，辰砂）（黑，辰砂）

34、 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 68 性质三：与酸反应性质三：与酸反应 M+2H+(稀稀) M2+H2 M=(Zn,Cd) Hg+2H2SO4(浓浓) HgSO4+SO2+2H2O Hg+4HNO3(浓浓) Hg(NO3)2+2NO2+2H2O 3Hg+8HNO3(稀稀,过量过量) Hg(NO3)2+2NO+4H2O 6Hg(过量过量)+8HNO3(稀稀) 3Hg2(NO3)2+2NO+4H2O 冷冷 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 69 性质四：锌与性质四：锌与OH-、NH3反应反应 Zn+2OH-+2H2

35、O Zn(OH)42-+H2 Zn+4NH3+2H2O Zn(NH3)42+H2+2OH- 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 70 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 2. 锌副族元素的提取锌副族元素的提取 (1) 锌的冶炼 闪锌矿 浮选 ZnS精矿 焙烧 ZnO C还原 Zn(g) 蒸馏 粗锌 精馏除杂 纯锌 (2) 镉和汞的提取-自学 71 17.2.3 锌和镉的化合物锌和镉的化合物 1. 氧化物和氢氧化物氧化物和氢氧化物 制备制备 Zn2+2OH - Zn(OH)2 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族1

36、9.2 锌副族元素锌副族元素 Zn(OH)2 ZnO+H2O Cd(OH)2 CdO+H2O Cd2+2OH - Cd(OH)2 或由碳酸盐分解制备。 72 性质性质 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 氧化锌氧化锌 (Zinc Oxide) ZnO是共价化合物，是重要的白色颜料， 即锌白。加热变为黄色，表现为两性。 氧化镉氧化镉 (Cadmium Oxide) CdO因制备方法不同而颜色不同。为碱 性氧化物。 热稳定性：ZnOCdOHgO 73 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 Zn(OH)2 ZnO+H2O 性质

37、二：热不稳定性性质二：热不稳定性 Zn(OH)2+2NH3 Zn(NH3)42+2OH- Zn(OH)2+2OH- Zn(OH)42- Zn(OH)2+2H+ Zn2+2H2O 性质一：两性性质一：两性 氢氧化锌氢氧化锌 氢氧化镉两性偏碱，溶于浓热的碱，也可以氢氧化镉两性偏碱，溶于浓热的碱，也可以 溶于氨水形成配合物。溶于氨水形成配合物。 74 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 2. 其它化合物其它化合物 硫化物 ZnS(白)可溶于0.1mol/LHCl， CdS(黄)可溶 于浓HCl。可控制pH值分离Zn2+和Cd2+。 ZnS同BaSO4形成的混合物

38、ZnSBaSO4称为 锌钡白(立德粉)，是一种优良的白色颜料。 CdS称为镉黄，为黄色颜料。若其中添加少 量ZnS、HgS等可得到对热稳定的由浅黄到深红的 色彩鲜艳的颜料。 75 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 氯化物：具有相当程度的共价性，其熔沸点较低。 ZnCl2易潮解，吸水性强，可作去水剂。因 此其水溶液易水解而显酸性： Zn2+ + H2O Zn(OH)+ + H+ 加热时:ZnCl2H2O Zn(OH)Cl + HCl 在浓溶液中： ZnCl2+H2O HZnCl2(OH) FeO + 2HZnCl2(OH) FeZnCl2(OH) + H2

39、O 常用ZnCl2浓溶液清除金属表面的氧化物。 76 19.2.3 汞的化合物汞的化合物 1. 氧化数为氧化数为+1的化合物的化合物 结构结构 在亚汞化合物中，汞的氧化数为+1， 汞是以双聚体Hg22+的形式出现的，结 构为： +Hg:Hg+或ClHgHgCl 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 77 即两个Hg以共价结合，Hg22中Hg 的共价数是2。 Hg2Cl2是共价型分子，有甜味，无 毒，俗名为甘汞(Calomel)。 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 制备制备 78 方法一：在硝酸亚汞溶液中加入盐酸，方法一

40、：在硝酸亚汞溶液中加入盐酸， 就生成就生成Hg2Cl2的沉淀：的沉淀： Hg2(NO3)2+2HCl Hg2Cl2+2HNO3 方法二：将氯化汞和汞一起研磨可制得方法二：将氯化汞和汞一起研磨可制得 Hg2Cl2： ： HgCl2+Hg Hg2Cl2 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 79 性质性质 性质一：氨解性性质一：氨解性 在白色的Hg2Cl2上加入氨水，则立刻 变黑，这是因为生成了比Hg2Cl2更难溶的 NH2HgCl，促使Hg22+歧化： Hg2Cl2+2NH3 NH2HgCl(s)+Hg(l)+NH4Cl NH2HgCl原为白色沉淀，但 产物之

41、一金属汞是黑色分散颗粒， 因此反应沉淀为黑灰色。 可用来可用来 区分区分 Hg2+和和 Hg22+ 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 80 性质二：光解性性质二：光解性 Hg2Cl2应该贮存在棕色瓶中应该贮存在棕色瓶中 Hg2Cl2 HgCl2+Hg 光光 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 81 制备制备 Hg2+2OH- HgO(s,黄黄)+H2O Hg(NO3)2+Na2CO3 HgO(s,红红)+CO2+2NaNO3 黄色和红色HgO，二者晶体结构相 同，颜色不同仅是晶粒大小不同所致， 黄色晶粒细。焐Я

42、较大。 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 2、氧化数为、氧化数为+2的化合物的化合物 （1）氧化物和氢氧化物 82 性质性质 性质一：易分解性质一：易分解 2HgO 2Hg+O2 573K 性质二：呈碱性性质二：呈碱性 HgO为碱性氧化物，只溶于酸，不溶 于碱。 HgO+2HCl HgCl2+H2O 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 83 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 （2）硫化物）硫化物 Hg2+ + H2S HgS(黑色) HgS + Na2S NaHgS2 HgS

43、+ 2H+ + 4I- HgI42- + H2S 3HgS + 8H+2NO3- + 12Cl- 3HgCl42-+3S+2NO+4H2O 84 (3) 氯化物氯化物 制备制备 HgO+2HCl HgCl2(s）+H2O HgCl2是共价型分子，熔融时不导 电，它的熔点较低（549K）易升华，微 溶于水，剧毒，俗名为升汞 (Mercury Bichloride)。 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 85 性质性质 性质一：水解性性质一：水解性 HgCl2 + 2H2O Hg(OH)Cl (s）+ HCl 性质二：性质二：氨解性 HgCl2+2NH3 NH

44、2HgCl(s)+NH4Cl 性质三：配合性性质三：配合性 HgCl2 + 2Cl- HgCl42- 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 86 性质四：较强氧化性性质四：较强氧化性 酸性溶液中，HgCl2是一个较强的氧化 剂，可以被SnCl2还原成氯化亚汞Hg2Cl2白 色沉淀或单质汞。 加入适量SnCl2: 2Hg2+Sn2+8Cl- Hg2Cl2(s,白白)+SnCl62- 加入过量SnCl2: Sn2+4Cl- 2Hg(l,黑黑)+SnCl62- 可用于鉴定溶液中可用于鉴定溶液中Hg2+或或Sn2+的存在的存在 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌

45、副族19.2 锌副族元素锌副族元素 87 (4) 配合物配合物- 奈斯勒试剂奈斯勒试剂 (Nesslers Reagent) Hg2+2I- HgI2(s,红红) HgI2+2I- HgI42-(aq,无色无色) Nessler(奈奈 斯勒斯勒)试剂试剂 用于鉴定用于鉴定NH4+ NH4Cl+2K2HgI4+4KOH O NH2I(s,红棕色红棕色)+KCl+7KI+3H2O Hg Hg 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 88 3. 汞离子的相互转化汞离子的相互转化 Hg2+和Hg22+在溶液中存在下列平衡： Hg2+ + Hg Hg22+ 平衡常数K

46、= c(Hg22+)/c c(Hg2+)/c =166 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 89 汞的电势图： Hg2+ Hg22+ Hg 0.920 0.789 E右 E左 Hg2+ + Hg Hg22+ Hg22+2OH- HgO(s)+Hg(l)+H2O Hg22+2H2S HgS(s)+Hg(l)+2H+ 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族19.2 锌副族元素锌副族元素 90 第第19章章 第4题 第7题 第9题 第16题 第17题 第19题 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族本章习题本章习题 91 1.下列离子在水溶液中最不稳定的

47、是（下列离子在水溶液中最不稳定的是（ ） A)Cu2+ B)Cu+ C)Hg2+ D)Hg22+ 2.下列电对的标准电极电势最大的是（下列电对的标准电极电势最大的是（ ） A)Cu2+/Cu+ B)Cu+/Cu C)CuCl2-/Cu D)CuI/Cu 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族自检测题自检测题 92 3.下列离子与过量的下列离子与过量的KI溶液反应只得到澄溶液反应只得到澄 清的无色溶液的是（清的无色溶液的是（ ） A)Cu2+ B)Ag+ C)Hg2+ D)Hg22+ 4.在含有在含有Al3+、Ba2+、 Hg22+ 、Cu2+、 Ag+等等 离子的溶液中加入稀盐酸，发生反应

48、的离离子的溶液中加入稀盐酸，发生反应的离 子是（子是（ ） A)Ag+和 Cu2+ B)Hg2+和Al3+ C)Ag+和Hg22+ D)Ba2+和Al3+ 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族自检测题自检测题 93 绿色化学的进展绿色化学的进展（节。ń谘。 朱清时朱清时 中科院院士中科院院士 绿色化学又称环境无害化学，它所研究的中 心问题是使化学反应及其产物具有以下特点： 1. 采用无毒无害的原料； 2. 在无毒无害的反应条件（催化剂、溶剂）下进行； 3. 具有“原子经济性”，即反应具有高选择性，极 少副产品甚至实现“零排放”； 4. 产品应是环境友好的。 因此绿色化学可以看作是进入成熟期的更高 层次的化学。 第第19章章 铜副族和锌副族铜副族和锌副族化学视野化学视野