铜族和锌族元素精选课件.ppt

关于铜族和锌族元素第一页，本课件共有88页本章内容第一节第一节 铜族元素铜族元素第二节第二节 锌族元素锌族元素第二页，本课件共有88页本章要求.掌握铜、银、锌、汞单质的性质和用途。.掌握铜、银、锌、汞的氧化物、氢氧化 物及其重要盐类的性质。.掌握Cu()、Cu()、Hg()、Hg()之 间的相互转化。.掌握A和B；A和B族元素的性质对比。第三页，本课件共有88页1-1 铜族元素的通性铜族元素的通性第一节第一节 铜族元素铜族元素铜族元素虽能形成与碱金属相同的铜族元素虽能形成与碱金属相同的+1氧化态的化合物，氧化态的化合物，但它们却很少相似。碱金属在周期表中是最活泼的金属，但它们却很少相似。碱金属在周期表中是最活泼的金属，尤其是铯、而铜族金属是不活泼的，且由尤其是铯、而铜族金属是不活泼的，且由CuAgAu活泼性递减。金是很活泼性递减。金是很 惰性的金属。惰性的金属。铜族位于周期系的铜族位于周期系的IB族，包括族，包括铜、银铜、银、金金三种元素。三种元素。第四页，本课件共有88页一、电子层结构和元素氧化态一、电子层结构和元素氧化态 铜、银、金三个元素，每一个元素都有铜、银、金三个元素，每一个元素都有+1、+2和和+3三三种氧化数。最常见的氧化数：种氧化数。最常见的氧化数：铜为铜为+2、银为、银为+1、金为金为+3。Cu2O、CuO、KCuO2(铜酸钾铜酸钾)、AgNO3、AgF2、AgIAgO2等。而碱金属主要氧化态是等。而碱金属主要氧化态是+1。铜族铜族：(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10 ns1碱金属：碱金属：(n-1)s2(n-1)p6 ns1第五页，本课件共有88页原因是原因是IB族的族的ns电子和次外层电子和次外层(n-1)d电子能量相差不电子能量相差不大，在与其他元素化合时，不仅大，在与其他元素化合时，不仅ns电子能参加反应，电子能参加反应，(n-1)d电子也能依反应条件的不同，可以部分参加反电子也能依反应条件的不同，可以部分参加反应，即表现出不同的氧化态。应，即表现出不同的氧化态。二、成键特征二、成键特征可以形成离子键可以形成离子键它们的电离能不是很大，与变形性小电负性大的原它们的电离能不是很大，与变形性小电负性大的原子成键时，可以失去电子形成离子键子成键时，可以失去电子形成离子键CuSO4AgNO3AgF第六页，本课件共有88页由于由于18电子结构的离子具有很强的极化力和明显的变电子结构的离子具有很强的极化力和明显的变形性，所以铜族元素一方面易形成共价化合物，另一方形性，所以铜族元素一方面易形成共价化合物，另一方面由于它们离子的面由于它们离子的d、s、p轨道能量相差不大，能级较轨道能量相差不大，能级较低的空轨道较多，所以铜族元素容易形成配合物。低的空轨道较多，所以铜族元素容易形成配合物。Cu(NH3)42+Cu2I2 AgIAuCl3容易形成共价键和配位键第七页，本课件共有88页 Cu Ag Au原子量原子量 63.5 107.9 197.0价电子价电子 3d104s1 4d105s1 5d106s1主要氧化态主要氧化态 +1，+2 +1 +1，+3原子金属半径原子金属半径/pm 127.8 144.4 144.2 第一电离势第一电离势(kJmol-1)750 735 895 第二电离势第二电离势(kJmol-1)1970 2083 1987M+水合热水合热(kJmol-1)-582 -486 -644M2+离子水合热离子水合热(kJmol-1)-2121 升华热升华热(kJmol-1)340 285 385电负性电负性 1.9 1.93 2.54表表20-1 铜族元素的基本性质铜族元素的基本性质虽然铜的第二电离势较大，但铜的二价离子水合热的负值更大，因此铜在水溶液中的稳定价态是2同周期元素比较，铜族元素的原子半径比碱金属原子小得多。三、基本性质三、基本性质第八页，本课件共有88页化学活泼性远小于碱金属；化学活泼性远小于碱金属；从上到下，金属活泼性递减；与碱金属的变化规律相从上到下，金属活泼性递减；与碱金属的变化规律相反反。四、标准电极电势四、标准电极电势第九页，本课件共有88页同周期元素核电荷：碱金属同周期元素核电荷：碱金属 铜族铜族由于上述两种因素由于上述两种因素,加上加上18电子层结构对核的屏蔽效应比电子层结构对核的屏蔽效应比8电子结构小得多，使铜族元素的有效核电荷较大，对最电子结构小得多，使铜族元素的有效核电荷较大，对最外层外层s电子的吸引力比碱金属强。因此，与同周期的碱电子的吸引力比碱金属强。因此，与同周期的碱金属相比，铜族元素的第一电离势较高；标准电极电金属相比，铜族元素的第一电离势较高；标准电极电势的数值为正值；单质的熔沸点固体密度及硬度等均势的数值为正值；单质的熔沸点固体密度及硬度等均比碱金属的高，所以比碱金属的高，所以铜族元素的金属活泼性远小于碱金属。铜族元素的金属活泼性远小于碱金属。变化规律是：变化规律是：自上而下活泼性递减。这与主族元素的变自上而下活泼性递减。这与主族元素的变化是不同的。化是不同的。五、性质五、性质变化特点变化特点第十页，本课件共有88页辉铜矿辉铜矿1-2 金属单质一、存在和冶炼一、存在和冶炼1.存在存在闪银矿闪银矿(AgAg2 2S S)银银 矿矿主要以游态存在，岩脉金矿，冲积金主要以游态存在，岩脉金矿，冲积金金矿金矿硫化物矿：辉铜矿硫化物矿：辉铜矿(CuCu2 2S S),),黄铜矿黄铜矿(CuFeSCuFeS2 2),),斑铜矿斑铜矿(CuCu2 2FeSFeS4 4)氧化物矿：赤铜矿氧化物矿：赤铜矿(CuCu2 2O O),),孔雀石孔雀石(CuCOCuCO3 3Cu(OH)Cu(OH)2 2)。铜铜 矿矿黄铜矿黄铜矿斑斑铜铜矿矿赤赤铜铜矿矿孔雀石孔雀石闪银矿闪银矿黄金黄金第十一页，本课件共有88页铜矿石铜矿石富集富集沸腾炉沸腾炉焙烧焙烧反射炉反射炉制冰铜制冰铜转炉转炉制粗铜制粗铜电解精炼电解精炼铜的冶炼铜的冶炼富集用浮选法923-1073K1773-1823K高温吹入空气2.金属冶炼金属冶炼第十二页，本课件共有88页有关的冶炼反应有关的冶炼反应焙烧：焙烧：2CuFeS2O2=Cu2S2FeSSO2制冰铜：制冰铜：2FeS3O2=2FeO2SO2 FeOSiO2=FeSiO3 mCu2SnFeS=Cu2SnFeS（冰铜）（冰铜）制粗铜：制粗铜：2Cu2S3O2=2Cu2O2SO2 2Cu2OCu2S=6CuSO2电解精炼电解精炼 阳极（粗铜）：阳极（粗铜）：CuCu2+2e 阴极（纯铜）：阴极（纯铜）：Cu2+2eCu电解反应电解反应 Cu（粗铜）（粗铜）=Cu（纯铜）（纯铜）比铜活泼的金属杂质溶解于溶液中比铜不活泼的金属杂质沉于阳极泥中第十三页，本课件共有88页浸取：浸取：4Au8NaCN2H2OO24NaAu(CN)24NaOH 4Ag8NaCN2H2OO24NaAg(CN)24NaOH Ag2S4NaCN2NaAg(CN)2Na2S还原：还原：2NaAu(CN)2Zn2AuNa2Zn(CN)4 2NaAg(CN)2Zn2AgNa2Zn(CN)4淘金法淘金法银 Ag 金Au湿法冶炼湿法冶炼AgAg和和AuAuNaCN溶液浸取矿矿物物往浸取液中加放锌粉还原锌锌粉粉有关反应：有关反应：第十四页，本课件共有88页三种金属的标准电极电势都在氢之下，它们不溶于稀盐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：稀酸和浓盐酸：二、单质性质和用途二、单质性质和用途2Cu+8HCl（浓）（浓）2H3CuCl4+H2 2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O第十五页，本课件共有88页铜在常温下不与干燥空气中的氧化合，加热时能产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。银、金在加热时也不与空气中的生黑色的氧化铜。银、金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的表面会慢慢生氧化合。在潮湿的空气中放久后铜的表面会慢慢生成一层铜绿。成一层铜绿。2Cu+O2+H2O+CO2Cu（OH）Cu（OH）2CuCO3银、金则不发生这个反应。铜、银能和银、金则不发生这个反应。铜、银能和H2S、S反应：反应：4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O金则不能。金则不能。第十六页，本课件共有88页 铜与银很容易溶解在硝酸或热的浓硫酸中，而金铜与银很容易溶解在硝酸或热的浓硫酸中，而金只能溶于王水中。这时，硝酸作为氧化剂，盐酸只能溶于王水中。这时，硝酸作为氧化剂，盐酸作为配位剂：作为配位剂：Cu+2H2SO4（浓）（浓）=CuSO4+SO2+2H2O3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO+2H2OAu+4HCl+HNO3HAuCl4+NO+2H2O第十七页，本课件共有88页近日，瑞士一家珠宝公司与近日，瑞士一家珠宝公司与MP3厂商合作推出一款全部厂商合作推出一款全部机身（包括耳机在内）全部由机身（包括耳机在内）全部由24K黄金包裹的特别版黄金包裹的特别版MP3播放器，它由某品牌播放器，它由某品牌MP3播放器播放器MP-400改制，在改制，在容量上也达到了目前市场上袖珍型闪存容量上也达到了目前市场上袖珍型闪存MP3的最高容的最高容量，量，1GB。第十八页，本课件共有88页1-3 主要化合物主要化合物一、铜的化合物一、铜的化合物1.氧化物氧化物Cu2O氧化亚铜氧化亚铜CuO氧化铜氧化铜Cu在空气中加热在空气中加热在氧气中燃烧在氧气中燃烧1273K高温下高温下稳定性稳定性:Cu2O CuO均难溶于水均难溶于水第十九页，本课件共有88页在在0.1 M CuSO0.1 M CuSO4 4中加入中加入6M NaOH6M NaOH 至生成沉淀刚好溶解完，至生成沉淀刚好溶解完，然后加入乙醛溶液然后加入乙醛溶液1ml1ml，加热。现象：溶液生成红色沉，加热。现象：溶液生成红色沉淀淀医生用此法可医生用此法可检验糖尿病检验糖尿病溶液中溶液中Cu2O的制备的制备Cu2+4OH-Cu(OH)42-2Cu(OH)42-+CH2OH(CHOH)4CHOCu2O+4OH-+CH2OH(CHOH)4COOH2H2O第二十页，本课件共有88页CuCu2 2O O是红色固体，不溶于水，溶于稀酸时岐化析出是红色固体，不溶于水，溶于稀酸时岐化析出铜单质，溶于氨水生成不稳定的无色配合物，容易铜单质，溶于氨水生成不稳定的无色配合物，容易氧化为蓝色氨合物，对热稳定。氧化为蓝色氨合物，对热稳定。4Cu(NH3)2+8NH3H2OO2 4Cu(NH3)42+蓝色蓝色4OH-6H2OCu2O性质性质Cu2OH2SO4 Cu2SO4H2OCu2SO4 CuSO4CuCu2OH2SO4 CuSO4Cu+H2OCu2O4NH3H2O=2Cu(NH3)2+无色无色2OH-3H2O第二十一页，本课件共有88页醋酸二氨合铜醋酸二氨合铜()()是可溶性配合物，合成氨工业常是可溶性配合物，合成氨工业常用它来吸收对催化剂有毒的用它来吸收对催化剂有毒的COCO气体：气体：Cu(NH3)2AcCONH3 Cu(NH3)3AcCO加压降温加压降温2.卤化物卤化物 CuCl CuBr CuI CuF2 CuCl2 CuBr2 颜色颜色 白白 白白 白白 白白 黄氯黄氯 棕黑棕黑溶解性溶解性 不溶不溶 不溶不溶 不溶不溶 微溶微溶 溶溶 溶溶第二十二页，本课件共有88页制制 备备卤化亚铜由+2价铜盐还原制备Cu2+4I-2CuII2生成的生成的I2可用硫代硫酸钠除去：可用硫代硫酸钠除去：I22S2O32-2I-S4O62-2CuCl2SO22H2O2CuClH2SO42HCl或：或：CuCuCl26HCl(浓浓)=2H3CuCl4（也存在配位数为（也存在配位数为2 2和和3 3的配合物）的配合物）2H3CuCl4=2CuCl6HCl稀释稀释第二十三页，本课件共有88页想一想:用此法能否制得碘化铜?为什么?氧化铜或氢氧化铜与氢卤酸反应可得到卤化铜。氧化铜或氢氧化铜与氢卤酸反应可得到卤化铜。Cu(OH)2+2HCl=CuCl2+2H2OCuO+2HCl=CuCl2+H2O解释见解释见P348第二十四页，本课件共有88页卤化铜的性质4Cu(NH3)2+8NH3H2OO2 4Cu(NH3)42+4OH-6H2O无水盐强热分解为氯化亚铜：无水盐强热分解为氯化亚铜：2CuCl2=2CuClCl2773KCuCl2NH3H2O=Cu(NH3)2+Cl-2H2O第二十五页，本课件共有88页Cl Cl Cl Cl Cl Cu Cu Cu CuCl Cl Cl Cl Cl在过量在过量Cl-存在下可形成配合离子：存在下可形成配合离子：Cu(H2O)62+蓝色蓝色4Cl-CuCl42-(黄色黄色)6H2OCuCl2为链状共价物为链状共价物,溶于溶于水、乙醇和丙酮水、乙醇和丙酮溶液中结晶出来的氯化铜含有两个结晶水，加热分溶液中结晶出来的氯化铜含有两个结晶水，加热分解成为碱式盐，所以无水物应在氯化氢气流中干燥解成为碱式盐，所以无水物应在氯化氢气流中干燥 2CuCl22H2O=Cu(OH)2CuCl22HCl773K第二十六页，本课件共有88页铜与硫加热反应或铜与硫加热反应或用硫代硫酸钠还原用硫代硫酸钠还原CuCu2+2+在在CuCu2+2+溶液中通入溶液中通入H H2 2S SCu2SCuS高温高温黑色黑色3.硫化物硫化物2CuS=Cu2S2Cu2+2S2O32-Cu2SS2SO42-4H+Cu2+H2S=CuS+2H+第二十七页，本课件共有88页Ksp(Cu2S)=210-47Ksp(CuS)=8.510-452CuS10CN-2Cu(CN)43(CN)2S2-硫化物均不溶于水和稀酸硫化物均不溶于水和稀酸,可溶于硝酸或王水可溶于硝酸或王水,也溶也溶于氰化物于氰化物3CuS8HNO33Cu(NO3)22NO3S4H2O第二十八页，本课件共有88页4.硫酸铜硫酸铜CuSO4 为蓝色为蓝色,味苦味苦,俗称蓝矾或苦矾俗称蓝矾或苦矾,是重要的试剂和是重要的试剂和杀菌剂。杀菌剂。铜与浓硫酸反应铜与浓硫酸反应氧化铜或氢氧化氧化铜或氢氧化铜与稀硫酸反应铜与稀硫酸反应CuSO4铜与稀硫酸在铜与稀硫酸在充足的氧气中反应充足的氧气中反应第二十九页，本课件共有88页CuSO45H2O的结构的结构第三十页，本课件共有88页CuSO45H2O受热失水分解受热失水分解第三十一页，本课件共有88页无水硫酸铜是白色粉末，不溶于乙醇和乙醚，具有很无水硫酸铜是白色粉末，不溶于乙醇和乙醚，具有很强的吸水性，吸水后显特征的蓝色，可利用这一性质强的吸水性，吸水后显特征的蓝色，可利用这一性质检验乙醚、乙醇等有机溶剂中的微量水分，也可用作检验乙醚、乙醇等有机溶剂中的微量水分，也可用作干燥剂。干燥剂。硫酸铜在水溶液中会发生水解而显酸性：硫酸铜在水溶液中会发生水解而显酸性：2CuSO4+H2O Cu2(OH)SO4+HSO4-因此配制硫酸铜溶液必须加酸抑制水解。因此配制硫酸铜溶液必须加酸抑制水解。第三十二页，本课件共有88页硫硫酸酸铜铜的的用用途途工业农业电镀、电池、印染、染色电镀、电池、印染、染色木材保存、制颜料等木材保存、制颜料等制制“波尔多波尔多”溶液，用于溶液，用于杀虫灭菌，加入贮水池中杀虫灭菌，加入贮水池中可防止藻类生长可防止藻类生长波尔多液配方：波尔多液配方：CuSO45H2O：CaO：H2O=1：1：100第三十三页，本课件共有88页加硫酸铜的游泳池加硫酸铜的游泳池第三十四页，本课件共有88页5.铜配合物铜配合物一价铜配合物一般是无色的一价铜配合物一般是无色的,配位数为配位数为2-4,卤素、氨卤素、氨的配合物稳定性较差，但四氰合铜的配合物稳定性较差，但四氰合铜()非常稳定。非常稳定。Cu(CN)43-CuCl42-Cu(H2O)42+2CuS+10CN-=2Cu(CN)43-+2S2-+(CN)2Cu(OH)42-第三十五页，本课件共有88页Cu(NH3)42+由于由于Cu2+离子的轨道未占满电子离子的轨道未占满电子,因而它比因而它比Cu+更容更容易形成配合物易形成配合物,并且呈现较深的颜色。它的配位数为并且呈现较深的颜色。它的配位数为4。纤维素纤维素纤维素溶液纤维素溶液水或酸水或酸铜氨溶液可溶铜氨溶液可溶解纤维素解纤维素第三十六页，本课件共有88页6.铜铜()铜铜()的相互转化的相互转化根据铜的电极电势可知根据铜的电极电势可知,在溶液中，在溶液中，CuCu+总是要发生岐化。总是要发生岐化。因此一价铜化合物只存在于较稳定的配合物中或者因此一价铜化合物只存在于较稳定的配合物中或者是存在于难溶物中。是存在于难溶物中。CuCu电极电势电极电势 0.158V 0.522V0.158V 0.522VE(A)CuE(A)Cu2+2+Cu Cu+Cu Cu 0.34V 0.34V -第三十七页，本课件共有88页在高温下，由于铜的第一电离势较低，第二电离在高温下，由于铜的第一电离势较低，第二电离势很大，所以容易形成一价铜的化合物，如在高势很大，所以容易形成一价铜的化合物，如在高温下可发生下列反应：温下可发生下列反应：4CuO2Cu2OO22CuCl2=2CuCl+Cl22CuBr2=2CuBr+Br22CuS=Cu2S+S第三十八页，本课件共有88页想一想想一想:CuSO4溶液溶液过一会后过一会后开始有什么开始有什么现象现象?加入过量加入过量NaCN溶液溶液有什么有什么变化变化?加入加入NaCN溶液溶液最终产物最终产物是什么是什么?生成棕黄色的生成棕黄色的Cu(CN)2最终产物是无最终产物是无色的色的Na3Cu(CN)4棕黄色沉淀很快棕黄色沉淀很快分解为白色分解为白色CuCN并放出并放出(CN)2气体气体第三十九页，本课件共有88页二、银的化合物二、银的化合物1.氧化银氧化银AgNO3AgOH白白Ag2CO3白白Ag2O暗棕色暗棕色NaOHNa2CO3-H2O-CO2极不稳定极不稳定第四十页，本课件共有88页有关反应：有关反应：AgNO3+NaOH=AgOH+NaNO32AgOH=Ag2O+H2O2AgNO3+Na2CO3=Ag2CO3+2NaNO3Ag2CO3=Ag2O+CO2 第四十一页，本课件共有88页Ag2O的性质的性质Ag2O极易溶于硝酸或氨水溶液生成硝酸盐或银氨离极易溶于硝酸或氨水溶液生成硝酸盐或银氨离子。子。氧化银不溶于水氧化银不溶于水,呈呈暗棕色暗棕色,由于它的生成热很小由于它的生成热很小,很很不稳定不稳定,容易被还原为金属银容易被还原为金属银2Ag2O=4AgO2573K Ag2OCO2AgCO2Ag2OH2O22AgH2OO2第四十二页，本课件共有88页2.硝酸银硝酸银制备制备3Ag4HNO3(稀稀)3AgNO3NO2H2O或或:Ag2HNO3(浓浓)AgNO3NO2H2O想一想：为了充分利用硝酸，应当采用浓硝想一想：为了充分利用硝酸，应当采用浓硝酸还是稀硝酸？酸还是稀硝酸？硝酸银是实验室最常用的可溶性银盐硝酸银是实验室最常用的可溶性银盐第四十三页，本课件共有88页提纯提纯AgNO3Cu2(NO3)2AgNO3CuO473K沉淀沉淀CuO滤液滤液AgNO3溶解过滤溶解过滤纯纯AgNO3重结晶重结晶713K2AgNO3=2Ag2NO2O2原理原理473K2Cu(NO3)2=2CuO4NO2O2步骤步骤第四十四页，本课件共有88页2AgNO3=2Ag+2NO2+O2硝酸银见光受热会分解，因此必须保存于棕色瓶和硝酸银见光受热会分解，因此必须保存于棕色瓶和避光阴凉处避光阴凉处固体固体AgNO3或其溶液都是强氧化剂或其溶液都是强氧化剂,即使在室温下即使在室温下,许多有机物都能将它还原成黑色银粉。如许多有机物都能将它还原成黑色银粉。如AgNO3遇遇到蛋白质即生成黑色蛋白银到蛋白质即生成黑色蛋白银,所以皮肤或布与它接触都所以皮肤或布与它接触都会变黑。会变黑。EA0（Ag+/Ag）=0.779V第四十五页，本课件共有88页10%的硝酸银溶液尖医药上作消的硝酸银溶液尖医药上作消毒剂。大量的硝酸银用于制造照毒剂。大量的硝酸银用于制造照相底片上的卤化银。相底片上的卤化银。非常重要的化学试剂非常重要的化学试剂AgNO3第四十六页，本课件共有88页3.卤化银卤化银Ag2O+2HF=2AgF+H2O制制 备备Ag+X-AgClAgBrAgI+白白浅黄浅黄黄黄AgF是离子晶体是离子晶体,易溶于水易溶于水,其它卤化物均不溶于水其它卤化物均不溶于水,随卤离子的半径增大溶解度变小随卤离子的半径增大溶解度变小,颜色加深。这是颜色加深。这是由于阴阳离子的相互极化作用引起的。由于阴阳离子的相互极化作用引起的。第四十七页，本课件共有88页AgBr=AgAgBr=AgBrBr光光感光潜影感光潜影定影定影显显 影影卤化银的感光性卤化银的感光性卤化银大量用于制感光材料，从胶片到相片的过程可表卤化银大量用于制感光材料，从胶片到相片的过程可表示如下图所示示如下图所示第四十八页，本课件共有88页显影剂是一种还原剂，如对苯二酚，反应如下：显影剂是一种还原剂，如对苯二酚，反应如下：HOOH+2AgBr=2Ag+O=O+2HBr经过显影后，随着银的生成，逐渐显出影像经过显影后，随着银的生成，逐渐显出影像定影剂的主要成分是硫代硫酸钠，多余的卤化银在定定影剂的主要成分是硫代硫酸钠，多余的卤化银在定影剂中被溶解掉，以保证影片清晰，反应如下：影剂中被溶解掉，以保证影片清晰，反应如下：AgBr2S2O32-Ag(S2O3)23-Br-第四十九页，本课件共有88页4.4.银的配合物银的配合物Ag(CN)2-Ag(NH3)2+Ag(S2S3)23-AgCl2-4.5104.5105 51.7101.7107 71.6101.61013131.0101.0102121银氨溶液用于进行银镜反应2Ag(NH3)2+RCHO+2OH-=RCOONH4 +2Ag+3NH3+H2OAg(S2S3)23-用于做定影液用于做定影液,Ag(CN)2-用于湿法提银和电用于湿法提银和电镀。镀。K K稳稳:第五十页，本课件共有88页5.5.银的常见银的常见难溶盐难溶盐Ag2S(黑色黑色)Ksp1.610-49 Ag2CrO4(红色红色)Ksp910-12 AgI(黄色黄色)Ksp1.510-16Ag2SO4（白色白色）Ksp1.610-5大部分的银盐都是难溶盐，Ag2S最难溶利用难溶盐的颜色可以进行各种阴离子的鉴定分析上用铬酸盐作为硝酸银滴定氯离子的终点指示剂第五十一页，本课件共有88页第二节 锌族元素2-1 锌族元素的通性一、基本性质一、基本性质 Zn Cd Hg原子量原子量 65.39 112.41 200.59价电子价电子 3d104s2 4d105s2 5d106s2主要氧化态主要氧化态 +2 +2 +1，+2原子共价半径原子共价半径/pm 125 148 149 第一电离势第一电离势(kJmol-1)915 873 1013 第二电离势第二电离势(kJmol-1)1743 1641 1820M2+水合热水合热(kJmol-1)-2054 -1816 -1833升华热升华热(kJmol-1)101 112 62电负性电负性 1.65 1.69 2.00它们的离子水合热特别大，所以+2氧化数是本族元素特征氧化数第五十二页，本课件共有88页由于由于18电子层结构对原子核的屏蔽效应比电子层结构对原子核的屏蔽效应比8电子结电子结构小得多，因此锌族元素的有效核电荷较大，对外构小得多，因此锌族元素的有效核电荷较大，对外层层S电子的吸引力比碱土金属强。电子的吸引力比碱土金属强。与同周期的碱土金属比较，原子和离子半径都较小，与同周期的碱土金属比较，原子和离子半径都较小，电负性和电离势较大，因而活泼性较低。电负性和电离势较大，因而活泼性较低。本族元素比铜族元素活泼，自上而下活泼性递减。本族元素比铜族元素活泼，自上而下活泼性递减。第五十三页，本课件共有88页二、成键特征二、成键特征M2+锌族离子锌族离子1、18电子构型极化作用强，易形成共价电子构型极化作用强，易形成共价 键。键。(n-1)d102、容易进行、容易进行SP3杂化，形成四面体构型配杂化，形成四面体构型配 合物。合物。3、除、除Hg可以形成可以形成+1氧化数外，氧化数外，Zn和和Cd 只有只有+2氧化数，氧化数，Hg的的+1价态化合物实价态化合物实 际上是以际上是以-Hg-Hg-双聚离子存在。双聚离子存在。4、18电子构型的离子或配合物一般是无电子构型的离子或配合物一般是无 色的。色的。第五十四页，本课件共有88页2-2 金属单质一、存在和冶炼一、存在和冶炼.主要矿物主要矿物闪锌矿闪锌矿ZnSZnS菱锌矿菱锌矿ZnCOZnCO3 3晨砂晨砂HgSHgS镉矿常与锌矿共存镉矿常与锌矿共存闪闪锌锌矿矿菱锌矿菱锌矿辰砂辰砂第五十五页，本课件共有88页矿物富集矿物富集精矿焙烧精矿焙烧热还原热还原粗锌粗锌精馏提纯精馏提纯火法炼锌火法炼锌2ZnS+3O2=2ZnO+SO22CO2=2COZnOCO=ZnCO2.冶炼冶炼有关反应：有关反应：第五十六页，本课件共有88页HgSO2=HgSO2HgS+4CaO=4Hg+3CaS+CaSO4晨砂与空气或氧化钙共热可得到金属汞晨砂与空气或氧化钙共热可得到金属汞用蒸馏的方法可使汞分离出来。用蒸馏的方法可使汞分离出来。第五十七页，本课件共有88页二、性质和用途二、性质和用途、物理性质、物理性质表：表：锌、镉、汞的物理性质锌、镉、汞的物理性质它们的熔沸点低，汞是所有金属中熔点最低的金属，本族元素密度以汞的最大。第五十八页，本课件共有88页汞 Hg汞蒸气有毒！使用要注意防止其掉落在地板上汞要在水底下保存。第五十九页，本课件共有88页黄铜黄铜Cu-Zn容易形成合金汞齐汞齐Hg-M不仅锌族元素之间容易形成合金，它们还容易不仅锌族元素之间容易形成合金，它们还容易与其他金属形成合金。但铁族金属不形成汞齐，与其他金属形成合金。但铁族金属不形成汞齐，可用铁制容器盛水银。可用铁制容器盛水银。“齐”是我国古代对合金的称呼第六十页，本课件共有88页 Zn、Cd是电镀的原料是电镀的原料 锌大量用于制造黄铜、白铁皮等合金。锌大量用于制造黄铜、白铁皮等合金。锌用于制造干电池。锌用于制造干电池。汞用于制造温度计、压力计、太阳灯等汞用于制造温度计、压力计、太阳灯等 锌是人体不可缺少的微量元素。锌是人体不可缺少的微量元素。锌也是植物生长的微量元素。锌也是植物生长的微量元素。用 途第六十一页，本课件共有88页.化学性质1.与非金属的反应与非金属的反应在加热的条件下，锌族元素可与在加热的条件下，锌族元素可与O2、S、X2等非金属反等非金属反应应ZnCdHg+O2SX2MOMSMX2本族元素中，化学活泼性最强的是锌，最不活泼的本族元素中，化学活泼性最强的是锌，最不活泼的是汞，镉的化学性质类似于锌，主要反应表现为：是汞，镉的化学性质类似于锌，主要反应表现为：第六十二页，本课件共有88页4Zn+2O2+3H2O+CO2=ZnCO33Zn(OH)2汞与硫在常温下就能发生反应，这是由于它们的接触面汞与硫在常温下就能发生反应，这是由于它们的接触面大，另外就是汞与硫的亲和力强。大，另外就是汞与硫的亲和力强。常温下，镉和汞不与空气反应，锌的表面可形成保常温下，镉和汞不与空气反应，锌的表面可形成保护层：护层：第六十三页，本课件共有88页2.2.与酸碱反应与酸碱反应Zn+2H+=Zn2+H2Zn+2OH-+2H2O=Zn(OH)2-+H2锌为两性金属，在稀酸或稀碱中反应生成氢气：锌为两性金属，在稀酸或稀碱中反应生成氢气：Cd与浓酸反应放出氢气：与浓酸反应放出氢气：Cd+2HCl(浓浓)=CdCl2+H2 Hg不与浓酸反应，但与硝酸反应不与浓酸反应，但与硝酸反应第六十四页，本课件共有88页3Hg8HNO3=3Hg(NO3)22NO4H2O想一想想一想:锌和铝都是锌和铝都是两性金属两性金属,都具有银都具有银白色白色,如何用化学方如何用化学方法区别它们法区别它们?锌和铝都是两性的一个区锌和铝都是两性的一个区别是锌可溶于氨水，铝则别是锌可溶于氨水，铝则不溶不溶Hg(NO3)2HgHg2(NO3)2若汞过量，则生成硝酸亚汞：若汞过量，则生成硝酸亚汞：Cd和和Hg都不溶于碱都不溶于碱Zn4NH32H2O=Zn(NH3)42+2OH-H2第六十五页，本课件共有88页2-3 锌族元素的主要化合物一、氧化物和氢氧化物一、氧化物和氢氧化物制制 备备Zn2+2OH-Zn(OH)2(白白)Cd2+2OH-Cd(OH)2(白白)Hg2+2OH-HgO(黄黄)H2O氢氧化汞极不稳定，常温下立即分解为氧化物。第六十六页，本课件共有88页ZnO白色白色 CdO棕灰色棕灰色HgO红色红色或黄色或黄色锌和镉的氧化物可由碳酸盐热分解得到，也可由锌和镉的氧化物可由碳酸盐热分解得到，也可由氢氧化物热分解得到：氢氧化物热分解得到：M(OH)2=MOH2O MCO3=MOCO2 M=Zn、Cd第六十七页，本课件共有88页化学性质化学性质ZnO+2OH-+H2O=Zn(OH)42-ZnO和和Zn(OH)2两性两性Zn(OH)2+2H+=Zn2+2H2OCd(OH)2+2H+=Cd2+2H2O Cd(OH)2和和CdO弱碱性弱碱性CdO+2H+=Cd2+H2O第六十八页，本课件共有88页HgO+HNO3=Hg(NO3)2+H2OM(OH)24NH3M(NH3)42+2OH-(MZn,Cd)HgO弱碱性弱碱性它们都可溶于有关配合剂溶液中。如氢氧化锌和它们都可溶于有关配合剂溶液中。如氢氧化锌和氢氧化镉可溶解于氨水溶液中：氢氧化镉可溶解于氨水溶液中：第六十九页，本课件共有88页二、硫化物二、硫化物Ksp 1.210-23 3.6 10-29 3.5 10-52溶于稀酸溶于稀酸 溶于浓酸溶于浓酸不溶于浓酸和不溶于浓酸和硝酸硝酸,但溶于但溶于王水和王水和Na2SZnS白白CdS黄黄HgS黑黑利用硫化物的溶解差别可进行离子的分离和鉴利用硫化物的溶解差别可进行离子的分离和鉴定定第七十页，本课件共有88页3HgS12HCl2HNO33H2HgCl43S2NO4H2O锌钡白颜料ZnSBaSO4镉黄颜料CdS优良颜料，经久不变色ZnS晶体是制作荧晶体是制作荧光粉的主要原料光粉的主要原料HgS+Na2S=Na2HgS2第七十一页，本课件共有88页三、氯化物三、氯化物锌锌氧化锌氧化锌碳酸锌碳酸锌氯化锌氯化锌ZnClZnCl2 2+盐酸盐酸制干电池制干电池防腐剂防腐剂焊药水焊药水有机反应催化剂有机反应催化剂氯化汞氯化汞HgClHgCl2 2氯化亚汞氯化亚汞HgHg2 2ClCl2 2第七十二页，本课件共有88页氯化锌氯化锌溶于水，乙醇，乙醚。由氧化锌或碳酸锌溶溶于水，乙醇，乙醚。由氧化锌或碳酸锌溶于盐酸中得到。它在水溶液中水解呈酸性：于盐酸中得到。它在水溶液中水解呈酸性：无水氯化锌是溶解度最大的固体盐（无水氯化锌是溶解度最大的固体盐（333克克/100克克水，水，283K）由于它吸水性很强，又可用于作去水）由于它吸水性很强，又可用于作去水剂。剂。FeO+2HZnCl2(OH)=FeZnCl2(OH)2+H2OZnCl2H2OHZnCl2(OH)它能溶解金属氧化物：它能溶解金属氧化物：第七十三页，本课件共有88页氯化汞氯化汞HgClHgCl2 2白色针状晶体微溶于水有剧毒共价分子：Cl-Hg-Cl熔点低、易升华，故俗名“升汞”主要化学性质主要化学性质HgCl2 HgCl+Cl-K13.210-7在溶液中发生微弱电离：在溶液中发生微弱电离：HgCl+Hg2+Cl-K21.810-7第七十四页，本课件共有88页HgCl22NH3Hg(NH2)ClNH4Cl此反应可用于二价汞盐的鉴别Hg2Cl2+SnCl2=2Hg(黑黑)+SnCl4这是又一种检验汞盐的方法与氨水反应生成白色氯化氨基汞沉淀：与氨水反应生成白色氯化氨基汞沉淀：与与SnCl2反应：反应：HgCl2+SnCl2=Hg2Cl2(白白)+SnCl4第七十五页，本课件共有88页氯化亚汞氯化亚汞HgHg2 2ClCl2 2是一种不溶于水的白色粉末,无毒,味略甜,俗称“甘汞”甘汞医药上用作轻泻剂,化学上常用作甘汞电极在亚汞化合物中，汞是以双聚体Hg22+的形式出现，氧化数为+1+Hg:Hg+两个Hg+以共价键结合,所以汞的共价数是2第七十六页，本课件共有88页无色或白色无色或白色,多数微溶于水多数微溶于水,和和Hg2+离子不同离子不同,亚汞亚汞离子一般不形成配合物离子一般不形成配合物Hg2Cl2+2NH3=Hg(NH2)Cl+Hg+NH4Cl亚汞盐的性质亚汞盐的性质与氨水反应与氨水反应氯化亚汞在氨水中立刻歧化为白色的氨基氯化汞氯化亚汞在氨水中立刻歧化为白色的氨基氯化汞和黑色的汞，此反应可用于区分和黑色的汞，此反应可用于区分Hg2+和和Hg22+第七十七页，本课件共有88页四、四、HgHg2 22+2+与与HgHg2+2+的相互转化的相互转化电极电势图电极电势图E(A)E(A)：0.920V 0.789V0.920V 0.789VHgHg2+2+HgHg2 22+2+HgHg根据电极电势可知，根据电极电势可知，Hg()与与Hg()的相互转化：的相互转化：HgHg2+Hg22+所以所以,有有Hg存在时存在时,溶液中以亚汞盐形式出现溶液中以亚汞盐形式出现思考：上述反应的平衡常数如何计算？思考：上述反应的平衡常数如何计算？第七十八页，本课件共有88页平衡常数不是很大平衡常数不是很大,容易进行相互转化容易进行相互转化,加入加入Hg2+沉淀沉淀剂或配位剂剂或配位剂,平衡向左进行。平衡向左进行。Hg22+2OH-HgHgOH2OHg22+H2SHgSHg2H+Hg2Cl22NH3HgNH2ClHgNH4ClHg2I2+2KI=K2KgI4+HgLgK=2.2128n(0.920-0.789)0.0592K=166第七十九页，本课件共有88页五、配合物五、配合物氨配合物氨配合物Cd2+4NH3Cd(NH3)42+K稳稳1.4106Zn2+4NH3Zn(NH3)42+K稳稳5.0108氰配合物氰配合物Hg2+4CN-Hg(CN)42-K稳稳3.31041Zn2+4CN-Zn(CN)42-K稳稳1.01016Cd2+4CN-Cd(CN)42-K稳稳1.31018第八十页，本课件共有88页Hg2+4SCN-Hg(SCN)42-K稳稳7.71021其它配合物其它配合物Hg2+4Cl-HgCl42-K稳稳1.61015Hg2+4I-HgI42-K稳稳7.21029锌族元素配合物以汞的最多锌族元素配合物以汞的最多,在汞的卤配合物中在汞的卤配合物中,以以碘配合物最稳定碘配合物最稳定.由于这些离子都是由于这些离子都是d10构型构型,所以所以所有这些配合物都是所有这些配合物都是无色的；无色的；所有这些配合物的配位数都是所有这些配合物的配位数都是4,以氰以氰配合物最稳定。配合物最稳定。第八十一页，本课件共有88页特殊试剂特殊试剂奈斯勒试剂奈斯勒试剂K2HgI4KOH的混合液称奈斯的混合液称奈斯勒试剂，常用于检验勒试剂，常用于检验NH4+离子的存在。离子的存在。NH4Cl2K2HgI44KOH(红棕色红棕色)KCl7KI3H2OHgHgONH2I第八十二页，本课件共有88页想一想：想一想：CuCl、AgCl、Hg2Cl2都是难溶于水的白色粉末，都是难溶于水的白色粉末，如何区别这三种物质？如何区别这三种物质？CuClAgClHg2Cl2加入氨水加入氨水白色难溶物很快转变为黑色难白色难溶物很快转变为黑色难溶物的为溶物的为Hg2Cl2。溶解，无色溶液，放置或摇动溶解，无色溶液，放置或摇动后变蓝的为后变蓝的为CuCl。溶解，无色溶液，放置或摇动溶解，无色溶液，放置或摇动后无变化的为的为后无变化的为的为AgCl第八十三页，本课件共有88页*2-4 含镉、汞废水的处理（自学）含镉、汞废水的处理（自学）第八十四页，本课件共有88页2-5 锌族元素与碱土