第18章铜族元素锌族元素.doc

第18章 铜族元素 锌族元素==========================================================18-2．比较Cu+和Cu2+的热稳定性说明Cu+在水溶液中不稳定，但CuCl是稳定的答：Cu+是18电子的饱和结构，在固态或高温下可形成稳定的Cu+化合物，此外还能形成一些稳定的配合物，如：4CuO2Cu2O+O2↑2CuCl2 + HCl（浓） 2CuCl + Cl2↑Cu+CuCl2 + 2HCl（浓）== 2HCuCl22Cu2+ + 4I- === 2CuI + I22Cu2+ + 10CN- === 2Cu(CN)43- + (CN)2↑在水溶液中由于Cu2+的电荷多，有比较大的水合热，Cu2+离子稳定，Cu+在水溶液中易发生歧化反应如：Cu2O+H2SO4 Cu2SO4+H2O Cu2SO4 CuSO4+Cu要使Cu2+ 转化为Cu+，就必须有还原剂存在，同时还要降低溶液中的Cu+的浓度，使Cu+变为难溶物质或难解离的配合物，CuCl溶解度很小，因而能稳定存在18-4 简单回答下列问题：(1) 各举二例说明Cu+与Cu2+、Hg22+与Hg2+转化并写出化学反应答：Cu2+转化为Cu+： 4CuO 2Cu2O+O2↑2CuCl2 2CuCl + Cl2 ↑精品.Cu+转化为Cu2+： Cu2SO4 CuSO4+Cu 4Cu(NH3)2+ + 8NH3 + O2 + 2H2O === 4Cu(NH3)42+ + 4OH-Hg22+转化为Hg2+：Hg2Cl2 + 2NH3 Hg + HgNH2Cl↓+ NH4Cl Hg2Cl2 + Cl2 === 2HgCl2Hg2+ 转化为Hg22+： Hg2++Hg Hg22+2HgCl2 + SnCl2 + 2HCl Hg2Cl2 + H2SnCl6(2) 铜在潮湿空气中生成绿色铜锈，银在含H2S气体中慢慢变黑。

答：铜在潮湿的空气中，会与空气中的氧气、二氧化碳气体及水蒸气发生反应生成碱式碳酸铜，颜色为绿色反应如下：2Cu + O2 + H2O + CO2 Cu(OH)2·CuCO3银在含H2S气体中会生成黑色硫化银，反应如下：4Ag + 2H2S + O2 2Ag2S + 2H2O(3) 焊接金属时，用浓ZnCl2溶液为什么能清除金属表面的氧化物答：氯化锌的浓溶液，有显著的酸性，能溶解金属氧化物，在焊接金属时常用氯化锌的浓溶液清除金属表面的氧化物，而焊接后的盐又覆盖在金属表面，使之不再被氧化，使焊点更牢固 ZnCl2 + H2O H[ZnCl2(OH)] FeO + 2H[ZnCl2(OH)] Fe[ZnCl2(OH)]2 + H2O精品.(4) 有空气存在时铜能溶于稀硫酸或稀盐酸答：铜元素在氢以后，它不与水反应，也不能置换稀酸中的氢但当有空气存在时，铜可缓慢溶解于这些稀酸中反应如下：2Cu+4HCl+O2 2CuCl2+2H2O2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O(5) 加热CuCl2•2H2O时为什么得不到无水CuCl2。

答：CuCl2•2H2O晶体脱水时有水解发生，故得不到无水CuCl2CuCl2•2H2O Cu(OH)Cl + HCl + H2O(6) 锌能溶于氨水和NaOH溶液答：锌是两性金属，所以溶于碱；锌与氨生成配合物，所以也溶于氨水反应如下：Zn + 4NH3 +2H2O [Zn(NH3)4]2+ + 2OH- + H2Zn+2NaOH+2H2O Na2[Zn(OH)4] + H2(g) (7) CuCl、AgCl、Hg2Cl2均为白色粉末，如何用简便方法区分答：加入氨水，CuCl先生成无色溶液后迅速氧化成蓝色溶液，AgCl生成无色溶液，Hg2Cl2生成灰黑色溶液CuCl+2NH3 [Cu(NH3)2]Cl4[Cu(NH3)2]++ 8NH3·H2O + O2 4[Cu(NH3)4]2+ + 4OH- + 6H2OAgCl + 2NH3 [Ag(NH3)2]Cl精品.Hg2Cl2 + 2NH3 Hg(黑) + Hg(NH2)Cl(白) + NH4Cl(8) HgS不溶于HCl、HNO3、(NH4)2S中，溶解于王水或Na2S中答：因为硫化汞是金属硫化物中溶解度极小，难溶于非氧化性酸如HCl和一般的氧化性酸如HNO3中；由于(NH4)2S是弱酸弱碱盐，在(NH4)2S中由于酸度较大，S2-浓度较小，不能与HgS配位而溶解。

在王水中，由于HNO3的强氧化性和Cl-配位的共同作用，降低了溶液中Hg2+和S2-的浓度，因而溶解；在硫化钠溶液中，由于碱性强，S2-浓度大，能与HgS配位而使之溶解 3HgS+8H++2NO3-+12Cl-3HgCl42-+3S↓+2NO↑+4H2OHgS+Na2SNa2[HgS2](9) 解释[Cu(NH3)4]2+和[Cu(NH3)2]+配离子颜色为什么不同答：Cu2+的价电子结构是3d9，可发生d-d跃迁，所以配离子有颜色Cu+价电子结构是3d10，电子都已经配对，不发生d-d跃迁，所以配离子无色颜色10) 银氨溶液为什么不可久放答：[Ag(NH3)2]+放置久后，会析出具有爆炸性的Ag2NH和AgN3，因此实验后的[Ag(NH3)2]+溶液必需加硝酸处理，不能久放精品.18-5．选择适当的配合剂溶解下列各物质 CuCl、AgBr、AgI、Cu(OH)2、HgI2、Zn(OH)2、CuS、HgS、CuI答：可分别选用浓盐酸、硫代硫酸钠、氰化钠、氨水、过量碘化钾、过量氢氧化钠、氰氢酸、王水(或硫化钠)、硫代硫酸钠(1) CuCl+HCl HCuCl2(2) AgBr+2S2O32- [ Ag(S2O3)2]3-+Br-(3) AgI+2CN-[ Ag(CN)2]-+I-(4) Cu(OH)2+NH3 2[Cu(NH3)4]2++2OH-(5) HgI2+2I- [HgI4]2-(6) Zn(OH)2+2OH-[Zn(OH)4]2-(7) 2CuS+10CN- 2[Cu(CN)4]3-+2S2-+(CN)2(8) 3HgS + 8H+ + 2NO3- + 12Cl- [ 3HgCl4]2-+3S↓+2NO↑+4H2O==========================================================18-6 完成反应方程式答: (1) Cu2O + 2HCl(稀) CuCl2 + H2O + Cu(2) 2CuSO4 + 4KI 2CuI↓ + I2 + 2K2SO4(3) 2CuSO4 + 4KCN (CN)2↑+2CuCN↓+2K2SO4 2CuSO4 + 10KCN (CN)2↑+2K3[Cu(CN)4]+ 2K2SO4(4) 2AgNO3 + 2NaOH Ag2O↓+2NaNO3+H2O(5) AgBr + 2S2O32- [Ag(S2O3)2]3- + Br-(6) ZnSO4 + 4NH3·H2O [Zn(NH3)4]SO4 + 4H2O (7) Hg(NO3)2 + 4KI K2 [HgI4] + 4KNO3精品.(8) Hg(NO3)2 + 2NaOH HgO↓ + 2NaNO3 + H2O(9) Hg2Cl2 + 2NH3 HgNH2Cl↓ + Hg↓ + NH4Cl(10) Hg(NO3)2 + 2NH3 HgNH2NO3↓ + NH4NO3 (11) 2HgCl2 + SnCl2 Hg2Cl2↓ + SnCl4(12) Hg2Cl2+SnCl2 2Hg↓ + SnCl4==========================================================18-7 铁能使Cu2+ 还原，铜能使Fe3+ 还原，说明两者是否矛盾，为什么？答：相关电对电极电势如下： =0.3419V， =-0.447V- =0.3419V-(-0.447)=0.7889V，所以铁可使Cu2+还原。

0.77V-0.3419V=0.4281V，所以铜可使Fe3+还原 两者不矛盾18-8 分离下列各组混合物(1)CuSO4和ZnSO4 ；(2)CuSO4和CdSO4 ；(3)CdS和HgS ；(4)HgCl2和 Hg2Cl2答：(1) 加入KI溶液，使CuSO4生成沉淀，ZnSO4在溶液中过滤分离 精品.(2) 将二者溶于浓盐酸后，通入H2S，使CuS生成沉淀而CdS未能生成3) CdS溶解度大于HgS，加入浓盐酸就可使CdS溶解而HgS不溶4) HgCl2溶于水而 Hg2Cl2是沉淀，加入少量水后过滤，就可分离18-9 已知，根据下列电对的电极电势，计算[AuCl2]-和[AuCl4]-的稳定常数[AuCl2]-+e-Au+2Cl- =1.6V[AuCl4]-+2e-[AuCl2]-+2Cl- =0.93V解：(1) lgK稳 = 1.3514 K稳 = 22.46(2) ==========================================================精品.18-11、锌、镉、汞用盐酸处理会得到什么氧化态的产物？若将几滴Hg滴入Zn2+、Hg2+、Cd2+溶液中会有什么反应发生？答：除汞外都得到+2氧化态的产物。

若将几滴Hg滴入Zn2+、Hg2+、Cd2+溶液中则只在Hg2+的溶液中会有有部分Hg溶解，若溶液中有Cl-，则会有Hg2Cl2沉淀生成18-12 举例说明Cu2+、Ag+和 [Ag(NH3)2]+的氧化性答：(1)2CuSO4+4KI 2CuI↓+I2+2K2SO4(2) 2Ag+ + Cu === 2Ag + Cu2+ (3) 2[Ag(NH3)2]++RCHO(甲醛或葡萄糖)+3OH-2Ag↓+RCOO-+4NH3↑+2H2O==========================================================18-15 用化学方法区分镁盐和锌盐、锌盐和镉盐、锌盐和铝盐答：(1) 加入过量NaOH溶液，锌。