24：汞银金及其化合物

2．Au[(CN)2]－在一定条件下是很稳定的络合物。欲使 99%的金在溶液中以该氰配合物 28 的形式存在，问需要多大浓度的氰化钠？已知：Au[(CN)2]－：Kf＝4×10
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3． 金在自然界中经常和银形成合金， 500L 银也可以被暴露在空气中的氰化钠溶液氢化。 0.0100mol/L 的 Au[(CN)2]－和 0.0030mol/L 的 Ag[(CN)2]－的溶液经蒸发掉三分之一体积的液 体后用锌处理（40 g） 。假设偏离标准条件是不重要的，而且所有的氧化还原反应都进行到 底了，试计算在反应停止后 Au[(CN)2]－和 Ag[(CN)2]－的浓度。已知： － － Zn[(CN)4]2 ＋2e→ Zn＋4CN Eo＝－1.26V － － Au[(CN)2] ＋e→Au＋2CN Eo＝－0V － － Ag[(CN)2] ＋e→Ag＋2CN Eo＝0.31V
4．如果黄金纳米粒子的直径大小是3nm，在这个粒子中有多少个Au原子?（Au原子的半径 为0.144nm)。从下列的答案中选择正确的答案并且写下你的计算过程。 (a）102 （b）103 （c）104 （d）105 【 】
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2． 于 Hg2(NO3)2 溶液中加入少量稀 NaOH 溶液时得到黄白色沉淀。 当增大 NaOH 的量 （或 加浓碱）时，得黑色沉淀。前者 Hg︰N 的质量比值是 Hg2(NO3)2 中 Hg︰N 的两倍，且氧元素 的质量分数为 13.3%；后者黑色沉淀不是单一的物质，其中汞元素质量分数 96.2%。 黄白色沉淀是 ，中文名称 ；黑色沉淀 。 3．银是一种常见的物质，其化合物种类繁多。若以 Pt 为电极，在低电流密度的情况下电 X 在 90－200℃时发生分解， 解 AgF 溶液， 可以产生 X。 产物水洗后剩余固体质量为原来的 46%。 （1）写出 X 的化学式；
b＝3190， p 的单位为 kPa， （ 3） 液态汞的蒸气压与温度的关系式为 lgp＝a－b/T a＝7.08， 打碎一根温度计会洒失 0.5g Hg，某温度计厂一车间空间为 30m3，若在 288K 时不慎打破了一 根水银温度计，试通过计算判断在该车间工作是否合会导致汞蒸汽中毒。
5．硫醇的英文名字也叫 Mercaptan，来源于拉丁文（Mercurium captans）是捕获汞的意思。 医学上常用硫醇类来解除汞中毒，常用一种叫巴尔（ ）的作解毒剂。 （1）乙醇在常温下可以和水混溶，而乙硫醇在常温下的溶解度仅为 1.5g，请解释。
（3）从反应体系中分离出 X 的方法。
第四题（10 分）黄金纳米粒子 黄金纳米粒子的合成和定性是目前一个很热门的研究课题。 Brust-Schiffrin法是合成黄金纳 米粒子（AuNP）的一个方法，这个方法可以很容易合成热稳定和在空气中稳定的黄金纳米粒 子团（AuNPs） 。这个方法可以减少黄金的多分散性，使其可聚集，将黄金纳米粒子的直径控 制在1.5-5.2nm。简单叙述这个方法如下，将HAuCl4水溶液和溴化四正辛基铵的甲苯溶液混合。 将上述之溶液与十二碳硫醇混合，再与过量的NaBH4反应。甲苯相的颜色变深，代表AuNPs已 经形成。24小时后，用减压蒸馏的方式去除甲苯，再在抽气漏斗上用乙醇和己烷洗去多余的硫 醇。 这些AuNPs可以重复的被分离和溶解于一般的有机溶液中， 而不会有不可逆的聚集或分解。 1．这种方法是属于从上而下（top－down）或是从下而上（bottom－up）法?从下面的答 案中选取。 【 】 (a）从上而下法（top－down approach） ，是将结构缩小为纳米的范围。 (b）从下而上法（bottom－up approach） ，是将个别的分子或原子聚集为纳米的范围。 2． 溴化三甲基正辛基铵也可以用来做相之间的转换剂。 它可以将AuCl4¯从水相转移到有机 相。 下面的那一个叙述是正确描述溴化三甲基正辛基铵作为有效的相转移剂的性质？ 【 】 (a）溴化三甲基正辛基铵分子的一端有正电性，另一端有负电性。 (b）溴化三甲基正辛基铵分子的一端具有亲水性，另一端具有疏水性。 (c）溴化三甲基正辛基铵分子的一端是酸性，另一端为碱性。 【 】 3．NaBH4在这个方法中起什么作用？
2．画出 A 的阴离子的结构式，并指出中心原子金的氧化数。
3．配体是单齿配体还是多齿配体？
4．将 A 与 NaNO3 投入到硝酸中，发现可以生成 C，同时析出 N2O5。问： （1）此时的硝酸是无水硝酸，还是硝酸溶液？为什么？
（2）经电导分析，C 的电导仍然与 A 同类型。试写出生成 C 的化学反应方程式。
（2）写出 C 溶于水、F 转化为 G、H 溶液颜色变化的反应方程式；
（3）黄色沉淀的物质有多种结构。它的高温相有什么特殊物理化学性质？请说明之。
第八题（16 分）氰化法提取黄金 黄金的提取通常采用氰化氧化法。 1．该法是向含氰化钠的 Au 矿粉混合液中鼓入空气，将金以 Au(Ⅰ)转移到溶液中，再用 锌粉还原提取 Au。请写出反应过程的离子方程式。
元素化学 24：汞银金及其化合物
（时间：2.5 小时 满分：100 分） 第一题（6 分）书写一组反应方程式 1．若不慎将 AgNO3 溶液滴落在皮肤上，则在皮肤上留下黑色斑点。写出该变化完整的化 学方程式。
2．地球化学家用实验证实，金矿常与磁铁矿共生的原因是：在高温高压的水溶液（即所 － ＋ 谓“热液” ）里，金的存在形式是［AuS ］络离子，在溶液接近中性时，它遇到 Fe2 离子会发 生反应，同时沉积出磁铁矿和金矿，试写出配平的化学方程式。
（2）写出过量汞与稀硝酸反应的化学方程式。
4．重金属引起的污染中以汞的毒性最大。在汞蒸气浓度为 10 5kg/m3 的空气中停留一两天 人就会中毒，因此水银温度计车间必须采取措施防止汞中毒。 （1）万一不慎将汞撒落在工作台上或地面上，将如何处理，用方程式表示；
－
（2）室内有汞蒸气时应该通风以降低汞的浓度，通风口装在墙上部还是下部，为什么？
第五题（8 分）推断一种金的配合物 金的稳定性是相对的，金能与多种物质发生反应。某同学将金与过量的 N2O5 混合，生成 了化合物 A 和 B（A 与 B 物质的量相等） 。经分析：A 的电导与 KCl 同类型。其中 A 的阴离子 具有平面四边形结构， 且配体为平面三角形； A 的阳离子具有线型结构， 且与 CO2 是等电子体。 1．试写出 A 的化学式和生成 A 的化学反应方程式。
计算过程：
5．在黄金纳米粒子的表面上的金原子占所有金原子的百分率为多少？从下列的答案中选 择正确的答案并且写下你的详细计算过程。 (a）20－30% （b）40－50% （c）60－70% （d）80－90% 【 】 计算过程：
6．右图是正四面体的原子簇 Aun 一个三角面图，根据该图，确定 Aun 中的 n 数值；如果另一原子簇 Xm 也具有相似的结构，每边有 x 个原子组成，确定 m 与 x 的关系式。
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第六题（9 分）贵重金属的分离 从含金、银、铜、铂的金属废料中提取金、银、铂的一种工艺如下图所示：
1．电解时，以纯铜为阴极，金属废料为阳极，CuSO4 溶液作为电解液，说明为何铜能够 与金、银、铂分离？
2．写出阳极泥用王水（一体积浓 HNO3 与三体积浓盐酸的混合物）处理的化学反应方程式。
（2）反应 C2H5OH＋NaOH→不能反应；C2H5SH＋NaOH→C2H5SNa＋H2O。解释其原因。
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（3）闻名世界的八大公害之一的【 中的汞是通过生态系统的【
】 ，主要就是由重金属汞污染造成的。海洋 】进入人体的。人长期食用由于海水、湖水中含有汞
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第三题（15 分）有关汞的一组问题 周期表中汞与锌、镉等元素同族，原子序数 80，常见的氧化态＋2、＋1，熔点－38.72℃， 沸点 357℃，是室温下呈现液态的唯一金属单质。汞是古代就已认知的元素之一，大多数汞来 自于辰砂矿，主要用于温度计、气压计、荧光灯和电池。 1．写出汞原子的核外电子排布式；
3．写出图中（3）示步骤的离子反应方程式。
4．写出图中（4）示步骤的离子反应方程式。
5．(NH4)2PtCl6 沉淀加热到 435℃，只留下金属铂，写出此步的化学反应方程式。
第七题（20 分）推理一组化合物 1． 有化合物 A 的较浓的溶液， 取等量分别盛放在 a、 b 两只试管中， 分别加入少量的 AgNO3 溶液都出现白色沉淀。 在 a 试管中加入稀 HNO3 后沉淀不溶解， 而在 b 试管中滴加几滴浓 NaOH 溶液，振荡后沉淀立即溶解。写出 A 的化学式和沉淀溶解的离子方程式。
2．汞用于制造温度计，主要利用了它的什么性质？
3．已知下列电对的标准电极电势。 ＋ ＋ ＋ ＋ ΦøHg2 /Hg22 ＝0.905V，ΦøHg22 /Hg＝0.799，ΦøAg /Ag＝0.800V。 （1）试判断：Ag 与 Hg(NO3)2 溶液能否反应？若能，则写出反应的离子方程式。若不能， 则说明理由；
第二题（6 分）回答一组问题
1．AgClO4 在苯中的溶解性明显高于在烷烃中的溶解性，试解释该事实；
2．把 Hg(NO3)2 滴入 KI 和把 KI 滴入 Hg(NO3)2 所看到的现象是一样的：首先，刚滴入的溶 液附近出现红色沉淀，但一振荡便消失了。后来，继续滴入溶液便产生红色沉淀。试予以解释。
3．经验式为 CsAuCl3 的化合物具有抗磁性（化合物中的电子均是成对的） ，且其上不存在 金属－金属键，画出其可能存在的一种结构。
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（2）写出电极反应和电解反应方程式。
（3）X 能导电吗？若能，其导电性如何？
（4）X 在无水乙醇中稳定，遇水分解完全。写出反应方程式。
4．某常见金属 A，与某气体 B 加热化合生成 C；取 3.65g C 溶于水激烈地放出气体，所得 气体经碱洗干燥后为 140nL（D，标准状况） ，同时得到溶液 E。向溶液 E 中添加 0.05mol 的硫 代硫酸钠溶液，恰好完全反应生成一种白色沉淀 F，几分钟内沉淀变黑后转化为 G。向 E 里加 入钠盐 H 得到黄色沉淀 I，该沉淀有感光性，加热到 136℃和 146℃分别发生相变。H 的酸性溶 液中通入气体 D，使溶液颜色由无色转化为深棕色的 J。 （1）写出 A～I 各物质的化学式；
3．HgO 能与足量的 CH3SH 反应，生成两种等物质的量的产物，其中一种物质既能与酸性 氧化物反应，又能与碱性氧化物反应。试写出配平的化学方程式。
4．HgCl2 的强氨性溶液在 NaCN 水溶液的介质中与等量的 SeO2 混合，并通入 SO2，可得 到一种二元化合物 A。A 为紫黑色晶体，其结构为立方 ZnS 型。将反应后的溶液分成两等分， 一份逐滴加入酸化的 AgNO3 溶液，有白色沉淀生成，摇动溶液，沉淀又溶解；另一份中加入 酸化的 BaCl2 溶液，也有白色沉淀生成。试写出配平的化学方程式。
5．白银首饰和器皿以其洁白素雅，光泽好而深受人们喜爱。但银器使用日久逐渐变黑而 失去美丽的外观。对变黑的银器多用抛光的方法使之恢复光泽，但这样黑绣中的银也随之损失 掉。一种化学除银黑锈的简便方法是：配制含小苏打和食盐的稀溶液于铝容器内，将变黑银器 浸入溶液中，并使银器与铝容器接触，放置一段时间后，黑锈就会褪去，而银却极少损失。写 出除锈的化学反应方程式。
离子而中毒的鱼，会吸入汞积聚体内，可引起中毒，其原因是 Hg2＋能使含有巯基的蛋白酶（酶 (SH)2）失去活性，产生汞中毒，临床常用一种解毒剂，如二巯基丙醇（巴尔）可以解毒使蛋白 酶恢复活性。试用有关化学反应解释这种现象。
6．汞有一种化合物 X，室温下是无气味、白色结晶粉末，不溶解于水，400～500℃时升 华，光照能分解，常用做电极材料。X 俗名轻粉，可由水银、明矾、食盐等混合炼制，有攻 毒杀虫消水肿之功效。 （1）写出 X 的化学式【 】和电子式【 】 ； （2）写出制备 X 的化学方程式；