青海大学无机化学第五章d区元素二分解文档格式.docx

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2.化学性质

铜、银、金的化学活泼性较差，在室温下看不出它们与氧或水作用。

在含有CO2的潮湿空气中，铜的表面会逐渐蒙上绿色的铜锈（铜绿—碳酸羟铜Cu2（OH）2CO3）。

2Cu+O2+H2O+CO2 

→ 

Cu2（OH）2CO3

★

在加热条件下，铜与氧化合成CuO,而银、金不发生变化。

此所谓“真金不怕火炼”！

注意：

当沉淀剂或配合剂存在时，铜、银、金也可与氧发生作用：

5.1.2铜族元素的化合物

1.铜的化合物

铜的常见化合物的氧化值为+1和+2。

Cu（Ⅰ）为d10构型，没有d—d跃迁，Cu（Ⅰ）的化合物一般是白色或无色的。

Cu（Ⅱ）为d9构型，它们的化合物中常因Cu2+发生d—d跃迁而呈现颜色。

（1）铜（Ⅰ）的化合物

一般说来，在高温、固态时，Cu（Ⅰ）的化合物比Cu（Ⅱ）的化合物稳定，例如：

在水溶液中，Cu（Ⅰ）易被氧化为Cu（Ⅱ），水溶液中Cu（Ⅱ）的化合物较稳定。

Cu（Ⅰ）的化合物都难溶于水，常见的Cu（Ⅰ）化合物在水中的溶解度顺序为：

CuCl＞CuBr＞CuI＞CuSCN＞CuCN＞Cu2S

Cu（Ⅰ）的配合物多位2配位的，其稳定性顺序为：

（2）铜（Ⅱ）的化合物

CuO的制备与性质

•Cu（OH）2的性质及Cu（Ⅱ）的氧化性

与葡萄糖在加热条件下反应，有暗红色的Cu2O沉淀析出：

这一反应在有机化学中用来检验某些糖的存在。

Cu（Ⅱ）的化合物易溶于水的较多。

常见的五水硫酸铜（CuSO4·

5H2O）俗称胆矾，晶体呈蓝色，完全脱水后变为白色粉末CuSO4

无水CuSO4易吸水，吸水后呈蓝色，常被用来鉴定液态有机物中的微量水。

工业上常用硫酸铜作为电解铜的原料。

在农业上，用它与石灰乳的混合液来消灭果树上的害虫。

[Cu（H2O）6]2+的水解：

[Cu（H2O）6]2+呈蓝色，水解程度小。

•Cu2+的鉴定：

（弱酸性）

•Cu（Ⅱ）的配合物：

多为4配位

Cu（Ⅱ）配合物不如Cu（Ⅰ）配合物稳定。

[CuCl4]2-[CuCl2]-

+H2O

[Cu（H2O）6]+是无色的，水溶液中很不稳定，容易歧化为Cu2+和Cu：

例如：

Cu2O+H2SO4 

CuSO4+Cu+H2O

所以在水溶液中Cu（Ⅱ）比Cu（Ⅰ）稳定。

有配合剂、沉淀剂存在时，Cu（Ⅰ）的稳定性提高。

Cu2O+2HCl 

2CuCl（s）+H2O

Cu2++4Cl-+Cu 

2[CuCl2]-（泥黄素）

所以，常利用CuSO4或CuCl2溶液与浓盐酸和铜屑混合，在加热条件下制取[CuCl2]-溶液。

Cu2+具有一定的氧化性：

思考：

如何鉴定溶液中是否存在Cu2+？

Cu（Ⅱ）的配合物多位4配位的，例如：

CuSO4·

5H2O也是配合物，即[Cu（H2O）4]SO4·

H2O

2.银和金的化合物

在银的化合物中，Ag（Ⅰ）的化合物最稳定，而金则以Au（Ⅲ）的化合物较为常见，但在水溶液中多以配合物形式存在。

（1）

银（Ⅰ）化合物的特点：

★ 

热稳定性差（见光，受热易分解）。

难溶的多。

易溶：

AgNO3,AgF,AgClO4

难溶：

AgCl,AgBr,AgI,AgCN,AgSCN,Ag2S,Ag2CO3,Ag2CrO4等。

有颜色。

AgCl

AgBr

AgI

Ag2O

Ag2CrO4

Ag2S

白

浅黄

黄

褐

砖红

黑

（2）Ag（Ⅰ）离子的反应

一般认为水合银离子的化学式是[Ag（H2O）4]+,它在水中几乎不水解。

AgNO3的水溶液呈中性。

在Ag+中加入NaOH溶液，因为AgOH极不稳定，析出的沉淀是Ag2O：

2Ag++2OH- 

Ag2O（s）+H2O

Ag（Ⅰ）的许多化合物都是难溶于水的，在Ag+的溶液中加入配位剂时，常常先的生成难溶化合物，当配位剂过量时，难溶化合物溶解生成配离子。

例如：

含有[Ag（NH3）2]+的溶液能把醛或某些糖氧化，本身被还原为单质银。

2[Ag（NH3）2]++HCHO+3OH- 

2Ag（s）+HCOO-+4NH3+2H2O

这类反应也叫做银镜反应，工业上利用这类反应来制作镜子或在暖水瓶的夹层内镀银。

又如：

Ag+与

或

反应都生成Ag2CrO4,Ag2CrO4可溶于足量的氨水中：

该性质用于Ba2+和Ag+的分离。

（请注意如何具体操作？

）

Ag+与少量Na2S2O3溶液反应生成Ag2S2O3白色沉淀，放置一段时间之后，沉淀由白色转变为黄色、棕色最后为黑色Ag2S。

当Na2S2O3过量时，Ag2S2O3溶解，生成配离子[Ag（S2O3）2]3-：

Ag2S的溶解度很小，难以借配位反应使它溶解，一般采用HNO3的氧化性来实现Ag2S的溶解：

（3）Ag+序

概括以上水溶液中Ag+离子的性质，可通过以下"

Ag+序"

作简单小结：

（4）Ag+的鉴定。

在Ag+的鉴定实验中，加入HCl有白色沉淀生成仅说明可能有Ag+，必须作进一步的鉴定。

即加入NH3·

H2O沉淀溶解，将该溶液酸化，有白色沉淀产生或在溶液中加入KI，有黄色沉淀产生，才能证明原始溶液中确实存在Ag+。

图示如下：

主要反应有：

5.2　锌族元素

锌族元素简介

周期系第ⅡB元素，包括锌（Zn）、镉（Cd）、汞（Hg）3种元素，通常称为锌族元素。

它们是与p区元素相邻的d区元素，具有与d区元素相似的性质，如易于形成配合物等。

在某些性质上它们又与第四、五、六周期的p区金属元素有些相似，如熔点低，水合离子都无色等。

锌族元素一般以矿物形式存在，例如闪锌矿（ZnS）、砂（HgS）等。

5.2.1锌族元素的单质

1.物理性质

锌、镉、汞都是银白色金属（锌略带蓝色）。

它们都是低熔点金属，特别是汞，它是室温下唯一的液态金属。

易形成合金，例如黄铜Cu—Zn；

汞齐Na—Hg，Au—Hg，Ag—Hg。

在0℃～200℃之间，汞的膨胀系数随着温度升高而均匀地改变，并且不润湿玻璃，在制造温度计时常利用汞的这一性质。

另外也用汞填充在气压计中。

钠汞齐在有机合成中用作温和的还原剂，金汞齐、银汞齐用于提纯贵金属。

与O2（氧）的作用。

锌、镉、汞在干燥的空气中都是稳定的。

在有CO2存在的潮湿空气中，锌的表面常生成一层碱式碳酸盐的薄膜，保护锌不被继续氧化。

4Zn+2O2+CO2+3H2 

ZnCO3·

3Zn（OH）2（碱式碳酸锌）

在空气中加热锌、镉、汞都能形成相应的氧化物。

与S（硫等非金属）的作用。

锌、镉、汞均能与硫粉作用，生成相应的硫化物。

特别是汞，在室温下就可以与硫粉作用，生成HgS。

所以可以把硫粉撒在有汞的地方，防止有毒的汞蒸气进入空气中。

若空气中已有汞蒸气，可以把碘升华为气体，使汞蒸气与碘蒸气相遇，生成HgI2，以出去空气中的贡蒸气。

与酸反应。

锌、镉能从稀酸中置换出氢气。

汞能与硝酸反应而溶解。

锌与碱的（OH-,NH3）反应。

锌可以从碱溶液中置换出氢气。

5.2.2锌族元素的化合物

锌、镉、汞的价电子构型为（n-1）d10ns2。

所以锌和汞通常形成氧化值为+2的化合物，汞除了形成氧化值为+2的化合物外，还有氧化值为+1（

）的化合物。

锌和镉的化合物具有大多数无机盐的一般通性，此处就重点讨论汞的化合物。

1.锌、镉的化合物

（1）Zn2+,Cd2+的水解

水解反应：

[Zn（H2O）6]2+和[Cd（H2O）6]2+的水解趋势都较弱：

（2）氢氧化物

在Zn2+,Cd2+的溶液中加入强碱，都生成氢氧化物，但Zn（OH）2是两性的，而Cd（OH）2是碱性的。

（3）硫化物

在Zn2+,Cd2+的溶液中分别通入H2S时，都会有硫化物从溶液中沉淀出来：

Zn2++H2S 

ZnS（s,白色）+2H+

Cd2++H2S 

CdS（s,黄色）+2H+

Zn2+只有在氨碱性条件下才能沉淀完全。

CdS的黄色可作为鉴定Cd2+的特征颜色。

在ZnSO4溶液中加入BaS时，生成ZnS和BaSO4的混合沉淀物：

此沉淀叫做锌钡白，俗称立德粉，是一种较好的白色颜料，没有毒性，在空气中比较稳定。

（4）配合物

在Zn2+,Cd2+的溶液中分别加入NH3·

H2O，均生成氢氧化物沉淀，当NH3·

H2O过量后生成氨的配合物：

在水溶液中，Zn2+和Cd2+与同种配体形成的两种配合物相比，一般说来后者较稳定。

（5）Zn2+的鉴定（碱性条件）

Zn2+的鉴定：

在碱性条件下，Zn2+与二苯硫腙反应，生成粉红色的内配盐沉淀：

此内配盐能溶于CCl4中，呈棕色。

实验现象为：

绿色的二苯硫腙四氯化碳溶液与Zn2+反应后充分振荡，静置，上层为粉红色，下层为棕色。

2.汞的化合物

（1）Hg（Ⅰ）的化合物

Hg2Cl2，Hg2（NO3）2，

氯化亚汞（甘汞）硝酸亚汞

难溶于水易溶于水

（2）Hg（Ⅱ）的化合物

HgCl2，Hg（NO3）2，HgO

氯化汞（升汞）硝酸汞氧化汞

直线形共价分子易溶于水400℃分解为

Cl—Hg—Cl剧毒Hg和O2

剧毒

由