知识总结——铜族元素和锌族元素

第七节第七节铜族元素和锌族元素铜族元素和锌族元素 一．知识梳理一．知识梳理 1 1．铜族元素．铜族元素 1 1··1 1 单质的化学性质单质的化学性质 (1)在空气中：Cu：2Cu + O2+ H2O + CO2= Cu(OH)2 CuCO3 Ag：含 H2S 空气中久置变黑：Ag + H2S + 1/2O2 = Ag2S + H2O Au：不与空气作用 (2)与酸反应：Cu + 4HCl(浓) → H3[CuCl4] + 1/2H2↑ Ag + HI → AgI↓+ 1/2H2↑ Au + 4HCl + HNO3= H[AuCl4] + NO↑+ 2H2O 1 1··2 2 铜族元素的重要化合物铜族元素的重要化合物 1．氧化数为+1 的化合物 (1)氧化物和氢氧化物 物质 性质 颜色 酸碱性 热稳定性 与稀硫酸反应 在氨水中 氧化性 物质 性质 颜色 酸碱性 在 NaOH 中 在 NH3.H2O 中 热稳定性 氧化性 (2)硝酸银[Cu(Ⅰ)无硝酸盐] 制备：3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑ +2H2O CuOH 浅黄 碱性 不溶 [Cu(NH3)2]+ 差 — AgOH 白 碱性 不溶 [Ag(NH3)2]+ 差 有 Cu2O 红 弱碱性 稳定 歧化 溶解，无色溶液 — Ag2O 棕黑 中强碱 573K 分解 溶解 溶解，无色溶液 有 Ag+2HNO3(浓)=AgNO3+NO2↑+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： ①CuX 颜色 键型 溶度积 CuF 红 离子 CuCl 白 过渡 CuBr 白 过渡 依次减小 CuI 白 共价 制法有以下几种： 2Cu2++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 = 3CuO CuCl 2·3H2O + 2HCl 8CuCl + 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 颜色 键型 晶格类型 AgF 白 离子 NaCl 型 AgCl 白 过渡 NaCl 型 AgBr 淡黄 过渡 NaCl 型 AgI 黄 共价 ZnS 型 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) → 6Cu(NO3)2+ 3S↓+ 4NO↑+ 8H2O 3Ag2S + 8HNO3(浓) → 6Ag(NO3)2+ 3S↓+ 2NO↑+ 4H2O 2．氧化数为+2 的化合物 (1)氢氧化铜和氧化铜 CuSO4+ 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4  CuO + H2OCu(OH)2  353～363K ①氧化铜 热稳定性：在高温时明显分解 2CuO Cu2O +1/2O2↑ 加热可被 H2、CO、NH3还原 3CuO + 2NH3 = 3Cu +3H2O + N2↑ ②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。 1237K 2CuCl+Cl2 受热分解：2CuCl2 (3)硫酸铜：CuSO4.5H2O，俗称胆矾或蓝矾。 773K CuSO4.3H2O CuSO4H2O ①脱水和热分解：CuSO4.5H2O KK523 CuSO 4 923 CuO+SO3↑ 375K423K CuSO4吸水性强，吸水后显蓝色。 ②用途：制备铜的化合物的原料；媒染剂；制造绿色和蓝色的染料；它对低级动物的毒 性很大，加在贮水池中可防止藻类生长；制杀虫剂： CuSO4.5H2O:CaO:H2O=1:1:100，俗称 “波尔多”液。 (4)硫化铜：黑色难溶物。硫化铜不溶于稀酸，只溶于热的稀硝酸或浓氰化钠中： 3CuS+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+3S↓ +4H2O 2CuS+10CN-=2[Cu(CN)4]3-+3S2-+(CN)2↑ 3．氧化数为+3 的化合物 2Au+ (1)制备：2Au + 3Cl2 Au3+ + AuKø =1013 2AuCl3 AuCl3气体或固体皆为二聚体，具有平面正方形结构。 （2）性质： ①易溶于水：2AuCl3 + H2O ②受热分解：2AuCl3 H[ AuCl3(OH) ] 2Au + 3Cl2 2.2.锌族元素锌族元素 2 2··1 1 单质的物理性质和化学性质单质的物理性质和化学性质 1．化学性质 2ZnO (1)与空气的反应：2Zn+O2 燃烧 2HgO 2Hg+O2 773K (2)与酸的反应：Zn、Cd 溶于非氧化性酸反应，而Hg 只与氧化性酸反应。 3Hg+ 8HNO3→ 3Hg(NO3)2+ 2NO ↑ + 4H2O Hg + 2H2SO4(浓)→HgSO4+ SO2↑ + 2H2O (3)与碱的反应：Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2↑ Zn 为两性金属，与 Al 相似。但 Zn 还能溶于氨水中，而Al 无此反应： Zn + 4NH3 + 2H2O = [Zn(NH3)4](OH)2 + H2↑ 2 2··2 2 锌族元素的重要化合物锌族元素的重要化合物 1．氧化数为+2 的化合物 M2+为 18 电子结构，均为无色，因而一般化合物也无色。但M2+有极化作用和变形性， 当与易变形的阴离子形成化合物时， 强的总极化作用，使化合物往往有显著的共价性、 呈很 深的颜色和较低的溶解度。 物质 颜色 可溶性 ZnO 白 难溶 氧化物 CdO 棕灰 难溶 HgO 红或黄 极难溶 ZnS 白 难溶 硫化物 CdS 黄 HgS 黑或红 ZnI2 无色 易溶 碘化物 CdI2 黄 可溶 HgI2 红或黄 微溶难溶极难溶 (1)氢氧化物和氧化物 氢氧化物 颜色 酸碱性 热稳定性 氧化物 颜色 热稳定性 Zn(OH)2 白 两性 低 ZnO 白 较稳定，加热升华而不分解 Cd(OH)2 白 碱性 低 CdO 黄 较稳定 Hg(OH)2 不存在 HgO 黄或红 不稳定 (2)卤化物 ①氯化汞 氯化汞(HgCl2)：加热升华，俗称“升汞”。剧毒，内服 0.2~0.4g 可致命。共价化合物， 水溶液中电离度很小： HgCl2HgCl++ Cl-Ko=3.3×10-7 HgCl+Hg2+ + Cl-Ko=1.8×