18 铜族元素

配合物 过量 NH3源自文库过量Na2S2O3 过量KCN 为电镀液的主要成分 - + e- → Ag + 2CN[Ag(CN) ] AgCl 溶2 溶 溶 电镀效果好，但有剧毒，现逐渐用 AgBr 微溶 不溶 不溶 - 代替 [Ag(SCN) ] 2 AgI 不溶 微溶 溶 溶解 [Ag(NH3)2]+ [Ag(S2O3)2]3- [Ag(CN)2]产物 Kf 1.12×107 2.88×1013 1.99×1038 配离子稳定性增大
通性 Uuu 放 射 性 元 素
主要 矿物
辉铜矿(Cu2S) 黄铜矿(CuFeS2) 闪银矿 岩石 赤铜矿(Cu2O) ( 岩脉金 ) (Ag2S) 孔雀石 砂砾 角银矿 (Cu ( OH ) CO ) (I) Cu 2 FeS2,2 3 CuCO3.Cu(OH)2, Cu(I)2S ( 冲积金 ) 黄铜矿 孔雀石 蓝铜矿 (AgCl) 辉铜矿 (Cu3(OH)2(CO3)2
共价
卤化银
r(X-)增大,变形性增大,共价性增强,溶 解度减小 - < Ag(NH ) + < Ag(S O ) 3- < Ag(CN) 卤化银具有感光性，可作感光物质 AgCl 2 3 2 2 3 2 2 2AgX
日光
2Ag + X2
卤化银
敷有AgBr 曝光 (亮)感光多 (暗)感光少 照相底片
无机化学多媒体电子教案
第十八章
第六节铜族元素
铜、锌副族
18-1铜族元素概述 13-6-1铜族元素概述
Copper Silver
Gold Zinc Cadmium Mercury
18-1铜族元素概述 13-6-1铜族元素概述
18-1铜族元素概述 13-6-1铜族元素概述
ds ⅠB 区 族 Cu 铜 Ag 银 Au 金
Cu2+的鉴定
—— 在酸性或中性溶液中，
用K4[Fe(CN)6]试剂 2Cu2+ +[Fe(CN)6]4- → Cu2[Fe(CN)6]
红褐色
18-3银的重要化合物
颜色 黄色(纯) 溶解性 溶于水
键型 离子
13-6-3 银的重要化合物 AgX AgF AgCl AgBr AgI
白 浅黄 黄 难溶于水
2 2
13-6-2铜的重要化合物
氧化物
18-2铜的重要化合物
氧化物
Cu2O CuO 颜色 暗红色 黑色 溶解性 难溶于水，易溶于酸 热稳定性 稳定,1235 C 熔化也不分解 高 加入氨水 [Cu(NH3)2]+(无色) 微溶 Cu2O+4NH3+H2O → 2[Cu(NH3)2]++2OH在空气中被氧化 4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3+2H2O→ 4[Cu(NH3)4]2+(深蓝色)+4OH-
氢氧化物 CuOH极不稳定，至今尚未制得 2-+C H O (葡萄糖) Cu(OH) 为浅蓝色，难溶于水 2[Cu(OH) ] 2 4 6 12 6 -+2H O → Cu O +C H O +4OH 1. 受热易脱水 2 6 12 7 2 C 80~90 ( 葡萄糖酸 Cu(OH)2 CuO) + H2O 用此反应可检查糖尿病 2. 两性：以碱性为主 Cu(OH)2 + 2H+ → Cu2+ + 2H2O (浅兰色) Cu(OH)2 + 2OH- → [Cu(OH)4]2-(亮兰色) 3. 溶于氨水 Cu(OH)2+4NH3 → [Cu(NH3)4]2+ + 2OH-
曝 发生反应：AgBr 光子 Ag(银核) + Br 光
亮，感光多，产生Ag 核多 暗，感光少，产生Ag 核少
卤化银
敷有AgBr 曝光 (物亮)感光多 显影 Ag多 AgBr多 (物暗)感光少 照相底片
显 影
用显影剂(有机还原剂)处理
AgBr + e- → Ag + Br-
亮, Ag 核多, 反应生成Ag多, 残余AgBr少 暗, Ag 核少, 反应生成Ag少, 残余AgBr多
通性 ds 区
ⅠB族
Cu 铜
Ag 银
4d105s1
、 、
Au 金
5d106s1
、 、
价层电子构型 3d104s1
、 、
主要氧化数 +3 +2 +1 +3 +2 +1 +3 +2 +1 离子有较强的极化力，变形性大，其化合 物有一定的共价性
通性
E /V 2.4 0.159 0.52 3+ 2+ + Cu Cu Cu Cu Cu+ 易发生歧化： 2Cu+ → Cu2+ + Cu
卤化银
敷有AgBr 曝光 (物亮)感光多 显影 Ag多 定影 黑 AgBr多 亮 (物暗)感光少 照相底片
定 影
用定影剂(主要Na2S2O3)处理
2- → [Ag(S O ) ]3- + BrAgBr + 2S2O3 2 3 2
亮，Ag 多，底片黑
暗，Ag 少，底片亮
卤化银
敷有AgBr 曝光 (物亮)感光多 显影 Ag多 定影 黑 AgBr多 亮 (物暗)感光少 照相底片
18-2铜的重要化合物
Cu2O CuO 颜色 暗红色 黑色 溶解性 难溶于水，易溶于酸 热稳定性 稳定,1235 C 熔化也不分解 高 +(无色) [Cu(NH ) ] 加入氨水 微溶 + 2+ 3 2 Cu O + 2H → Cu + Cu + H O Cu2O + 2HCl → 2CuCl + H2O 1000 C (白色) 4CuO 2Cu2+ O + O2 2 + CuO + 2H → Cu + H2O
配合物 过量NH 具有弱氧化性 3 过量Na2S2O3 过量KCN ++RCHO+3OH-→ 2[Ag(NH ) ] 3 2 AgCl 溶 溶 溶 2Ag +RCOO-+4NH3 +2H2O AgBr 微溶 溶 溶 用于在玻璃、暖水瓶胆上的镀银 AgI 不溶 微溶 溶 溶解 [Ag(NH3)2]+ [Ag(S2O3)2]3- [Ag(CN)2]产物 Kf 1.12×107 2.88×1013 1.26×1021 配离子稳定性增大
化学性质——化学活泼性差
化学性质——化学活泼性差
单质
Cu ：干燥空气中稳定，在含有CO2的 潮湿空气中表面生成铜绿 Ag ：室温时不与氧气和水作用，若与 含H2S空气接触，表面蒙上一层Ag2S Cu、Ag ：不溶于非氧化性酸，能与硝 酸、热浓硫酸作用 Au：溶于王水 Au+HNO3+4HCl →H[AuCl4]+NO +2H2O
A
Ag3+
1.8 Ag2+ 1.98 Ag+ 0.7991 Ag
发生：
Ag2+ + Ag → 2Ag+ 1.36 1.83 3+ + Au Au Au
Au+ 易发生歧化： 3Au+ → Au3+ + 2Au
物理性质
单质
Cu 红色 Ag 银白色 Au 黄色 密度大, 为重金属, 其中金的密度最大 如黄铜 ——60%Cu 、40%Zn 延展性好。 1g Au 能抽成长 3.4km 的丝, 青铜 ——80%Cu 、15%Sn、5%Zn 压成 0.0001mm 厚的薄片 白铜——50~70%Cu、13~15%Ni、 导电性居金属前列 13~25%Zn Ag 第一, Cu 第二，Au 第三 能与许多金属形成合金
单质 Cu+4HNO3(浓) → Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O Cu ：干燥空气中稳定，在含有CO2的 3Cu+8HNO3(稀) → 3Cu(NO3)2+2NO +4H2O 潮湿空气中表面生成铜绿 Cu + 2H2SO4(浓) → CuSO4+ SO2 + 2H2O Ag ：室温时不与氧气和水作用，若与 2Ag+ 2H22SO 浓) → Ag SO42(OH) + SO22CO +2H O 2Cu+O +H 4( 2O+CO2 → 2 Cu 32 含 H S 空气接触，表面蒙上一层 Ag S 2 2 Ag + 2HNO3(65%) → AgNO3 + NO2 + H2O 4Ag + 2H Cu、 Ag ：不溶于非氧化性酸，能与硝 2S + O2 → 2Ag2S + 2H2O 酸、热浓硫酸作用
Cu(Ⅱ)与Cu(Ⅰ)的相互转化
Cu(Ⅱ)与Cu(Ⅰ)的稳定性比较 Cu(Ⅰ) Cu(Ⅱ) 价层电子构型 3d10 3d9 固态稳定性 > + 2+ 离子 Cu Cu 由于Cu(Ⅰ)固态稳定 电荷 +1 < +2 所以存在有CuCl、Cu2S、Cu2O 等化合物 半径/pm 96 > 72 水合焓/(kJ· mol-1) -593 > -2100 溶液中稳定性 <
Ag+的鉴定
KCl、NH3、HNO3 Ag+ + Cl- → AgCl (白色) AgCl+2NH3· H2O → [Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O
+ [Ag(NH3)2]++Cl-+2H+ → AgCl +2NH4 (白色) K2CrO4 2- → Ag CrO 2Ag+ + CrO4 2 4 (砖红色)
Cu(Ⅱ)与Cu(Ⅰ)的相互转化 在酸性溶液中，Cu+易发生歧化 2Cu+ Cu2+ + Cu K =1.2×106 使Cu(Ⅱ) Cu(Ⅰ) 1. 有还原剂存在 2. 生成Cu(Ⅰ)的难溶物或配离子 2－ 2Cu2++SO2+2Cl-+2H2O → 2CuCl +SO4 +4H+ 2Cu2+ + 4I- → 2CuI (白色) + I2 2Cu2++4CN- → 2CuCN (白色) + (CN)2 KCN过量 CuCN+(x-1)CN-→Cu(CN)x]1-x (x=2~4)
Ag+的溶解顺序
Ag
HCl
AgCl
NH 3 Ag(NH ) Br 3 2
AgBr(s)
HNO 3
Ag 2S(s)
S2 O
3 3
S
2-
Ag(CN) 2
CN
AgI(s)
I-
Ag(S 2 O 3 ) 3 2
I
-
AgI -2
无机化学多媒体电子教案
第六节结束 作业（P855）：
1. (3),(4), (5)
说 明
以上得到的是“底片”, 洗相时，将“底片”放在照相纸上
再进行曝光、显影、定影，即得照片
硝酸银
1. 制取： Ag+2HNO3(65%)→ AgNO3+NO2 +H2O 2. 性质： 为易溶于水的无色菱形片状晶体 不稳定，受热或见光易分解 Δ 2AgNO3 2Ag + 2NO2 + O2 AgNO3 应保存在棕色瓶中 具有氧化性，遇微量有机物被还原为Ag 3. 用途：主要用于照相制造溴化银乳剂、 分析试剂
CuSO4· 5H2O称为胆矾，呈蓝色
Cu2+易水解，水溶液呈酸性 Cu2++ H2O Cu(OH)+ + H+
配合物
Cu(I) Cu(II)
常见配位数 主要配合物
2
4
[CuCl2]- [Cu(H2O)4]2+ [Cu(SCN)2][CuCl4]2[Cu(NH3)2]+ [Cu(NH3)4]2+ [Cu(S2O3)2]3[Cu(CN)2]-
盐类 氯化亚铜(CuCl) 制取: 1. 在热、浓HCl溶液中, 用Cu粉还原CuCl2 Cu2+ + Cu + 4Cl- → 2[CuCl2]2. 用水稀释 2[CuCl2]- → 2CuCl (白色) + 2Cl总反应：Cu2+ + Cu + 2Cl- → 2CuCl CuCl盐酸溶液可用作测定气体中CO含量 CuCl +CO+H2O → [CuCl(CO)]· H2O (氯化羰基亚铜)
氯化铜(CuCl2)
盐类
无水CuCl2为棕黄色固体, 是共价化合物
易溶于水和有机溶剂(如乙醇、丙酮) CuCl2溶液随c(Cl-)不同而呈不同颜色 [CuCl4]2-+ 4H2O [Cu(H2O)4]2+ + 4Cl(黄色) (浅蓝色)
硫酸铜(CuSO4)
盐类
无水CuSO4为白色粉末，易溶于水，吸 水性强，吸水后呈蓝色，可检验有机液 体中的微量水分