第11章-ds区元素
ds区元素
1ds区元素1.1 本章学习要求(1)掌握铜和银的重要化合物的性质，Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)的相互转化。
(2)掌握锌和汞的重要化合物的性质，Hg(Ⅰ)和Hg(Ⅱ)的相互转化。
(3)了解镉的重要化合物性质。
(4)了解含汞、镉废水的处理。
ds区元素包括铜族元素(铜、银、金)和锌族元素(锌、镉、汞)。
这两族元素原子的价电子构型与其它过渡元素有所不同，为(n-1)d10n s1~2。
由于它们的次外层d能级有10个电子(全满结构)，而最外层的电子构型又和s区相同，所以称为ds区。
1.2 铜族元素通性和单质1.2.1概述ⅠB族元素包括铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)三种元素，通常称为铜族元素。
铜族元素原子的价电子构型为(n-1)d10n s1。
最外层与碱金属相似，只有1个电子，而次外层却有18个电子(碱金属有8个电子)。
因此与同周期的ⅠA族元素相比，铜族元素原子作用在最外层电子上的有效核电荷较多，最外层的s电子受原子核的吸引比碱金属元素原子要强得多，所以铜族元素的电离能比同周期碱金属元素显著增大，原子半径也显著减小，铜族元素单质都是不活泼的重金属，而相应的碱金属元素的单质都是活泼的轻金属。
表 1.2-1 碱金属与铜族元素比较自然界的铜、银主要以硫化矿存在，如辉铜矿(Cu2S)，黄铜矿(CuFe S2)，孔雀石[Cu2(OH)2C O3]等；银有闪银矿(Ag2S)；金主要以单质形式分散在岩石或沙砾中，我国江南、甘肃、云南、新疆、山东和黑龙江等省都蕴藏着丰富的铜矿和金矿。
铜族元素密度较大，熔点和沸点较高，硬度较小，导电性好，延展性好，尤其是金。
1克金可抽3公里长的金丝，可压成0.1微米的金箔，500张的总厚度比头发的直径还薄些。
金易生成合金，尤其是生成汞齐。
铜是宝贵的工业材料，它的导电能力虽然次于银，但比银便宜得多。
目前世界上一半以上的铜用在电器、电机和电讯工业上。
铜的合金如黄铜(Cu-Zn)、青铜(Cu-Sn)等在精密仪器、航天工业方面都有广泛的应用。
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HNO3(稀)
NO(g)
HNO3(浓)
NO2(g)
具有两性，溶于碱溶液
Zn(s) + 2OH(aq) + 2H2O(l) = Zn(OH)42(aq) + H2(g) （此性质与铝相似）
Zn(s) + 4NH3(aq) + 2H2O(l) = Zn(NH3)42+(aq) + H2(g) + 2OH(aq) （此性质与铝不同）
= [AuCl4](aq) + 3NO2(g) + 3H2O(l)
4Au(s) + 8NaCN(aq) + O2(g) + 2H2O(l) = 4Na[Au(CN)2](aq) + 4NaOH(aq)
Au+ 离子容易在酸性水溶液中发生歧化反应： Au+(aq) = Au(s) + Au3+(aq)
a. 金属锌的化学性质
易溶于各种无机酸，形成锌(II)盐： Zn(s) + 2HCl(aq) = ZnCl2(aq) + H2(g) Zn(s) + H2SO4(aq) = ZnSO4(aq) + H2(g)
4Zn(s) + 10HNO3(极稀)
= 4Zn(NO3)2(aq) +NH4NO3(aq)+ 3H2O(l)
与硫酸反应： Cu (s) + 2H2SO4(浓) = CuSO4 + SO2(g) + 2H2O(l)
2Cu(s) + 2H2SO4(6mol/L) + O2(g) = 2CuSO4(aq)+ 2H2O(l)
溶于浓的氰化钠溶液并放出氢气: 2Cu(s) + 4CN(aq) + 2H2O(l)
11 d区、ds区和f区元素
∆
3、KMnO4 、 • 深紫色晶体，水溶液紫红色。 深紫色晶体，水溶液紫红色。
酸性介质： 酸性介质：Mn2+ 中性介质： • 强氧化剂，还原产物 中性介质：MnO2 强氧化剂， 碱性介质：MnO42碱性介质：
• 2KMnO4(s)+H2SO4(浓)=Mn2O7+K2SO4+H2O 浓 • 不稳定性： 不稳定性： 2KMnO4(s)＝ 2MnO2+K2MnO4+O2 ↑ ＝
4、配位性质 、 • d轨道未充满 可接受配体提供的孤电子对而表 轨道未充满,可接受配体提供的孤电子对而表 轨道未充满 现出较强的配位能力。 现出较强的配位能力。 5、过渡金属及其化合物的磁性 、 • 大多数有磁性。(与其含有未成对 电子有关 大多数有磁性。 与其含有未成对 电子有关) 与其含有未成对d电子有关 • 根据未成对电子数 n可判断配位情况确定高自 可判断配位情况确定高自 旋或低自旋。 旋或低自旋。
• (n-1)d1~10ns1~2 (Pd：4d105s0) ： • d电子数较多，d电子可部分或全部成键 电子数较多， 电子可部分或全部成键 电子数较多 • d轨道未充满 可接受电子 轨道未充满,可接受电子 轨道未充满
中性原子的原子轨道能量随原子序数的变化： 竞争。 中性原子的原子轨道能量随原子序数的变化：n 和 l 竞争。 例外： 例外：Z = 24，41 ~ 46： 能量最低原理” ， ： 能量最低原理” “ 24 Cr 铬 3d54s1 不是 3d44s2 异常 41 Nb 铌 4d45s1 不是 4d35s2 42 Mo 钼 4d55s1 不是 4d45s2 43 Tc 锝 4d65s1 不是 4d55s2 E4 d < E5 s 44 Ru 钌 4d75s1 不是 4d65s2 45 Rh 铑 4d85s1 不是 4d75s2 46 Pd 钯 4d105s0 不是 4d85s2
无机化学实验报告-D
无机化学实验报告-DS区元素实验11 ds 区元素（铜、银、锌、镉、汞）的性质一、实验目的1、掌握铜、锌氢氧化物的酸碱性；2、掌握铜、银、锌、汞的配合物的生成和性质； 6、掌握铜、银、锌、汞离子的分离与鉴定方法。
二、实验原理IB IIBCu Zn Cu （＋2，＋1） Zn(+2) Ag Cd Ag （＋1） Cd(+2) Au Hg Au （＋1，＋3） Hg(+2，＋1) 蓝色的Cu(OH)2呈现两性，在加热时易脱水而分解为黑色的CuO 。
AgOH 在常温下极易脱水而转化为棕色的Ag 2O 。
Zn(OH)2呈两性，Cd(OH)2显碱性，Hg(I, II)的氢氧化物极易脱水而转变为黄色的HgO(II)和黑色的Hg 2O(I)。
易形成配合物是这两副族的特性，Cu 2+、Ag +、Zn 2+、Cd 2+与过量的氨水反应时分别生成[Cu(NH 3)4]2+、[Ag(NH 3)2]+、[Zn(NH 3)4]2+、[Cd(NH 3)4]2+。
但是Hg 2+和Hg 22+与过量氨水反应时，如果没有大量的NH 4+存在，并不生成氨配离子。
如：HgCl 2 ＋ 2NH 3 ＝ Hg(NH 2)Cl↓白＋ 2 NH 4Cl Hg 2Cl 2 ＋ 2NH 3 ＝ Hg(NH 2)Cl↓白＋ Hg↓黑＋NH 4Cl（观察为灰色）Cu 2+具有氧化性，与I －反应，产物不是CuI 2，而是白色的CuI ：Cu2+＋ I - ＝ 2CuI↓白 ＋ I 2将CuCl 2溶液与铜屑混合，加入浓盐酸，加热可得黄褐色[CuCl 2]－的溶液。
将溶液稀释，得白色CuCl 沉淀：Cu ＋ Cu2+＋ 4Cl － ＝ 2[CuCl 2]－[CuCl 2]－←稀释→CuCl↓白 ＋ Cl －卤化银难溶于水，但可利用形成配合物而使之溶解。
例如：AgCl ＋ 2NH 3 ＝ [Ag(NH 3)2]+＋ Cl -红色HgI 2难溶于水，但易溶于过量KI 中，形成四碘合汞(II)配离子：HgI 2 ＋ 2I -＝ [HgI 4]2－黄绿色Hg 2I 2与过量KI 反应时，发生歧化反应，生成[HgI 4]2－和Hg ：Hg 2I 2＋ 2I - ＝ [HgI 4]2-＋ Hg↓黑三、实验内容 1、氧化物的生成和性质（1） C u 2O 的生成和性质Cu 2+ ＋ 2OH - ＝Cu(OH)2↓ 蓝色 Cu(OH)2 ＋ 2OH - = [Cu(OH)4]-2- 蓝色2[Cu(OH)4]2-＋ C 6H 12O 6 (葡萄糖) ＝Cu 2O↓(红) ＋ 4OH -＋C 16H 12O 7＋2H 2O或：2Cu 2+ + 5OH - +C 6H 12O 6 = Cu 2O↓+ C 6H 11O 7- + 3H 2O （须加热）分析化学上利用此反应测定醛，医学上利用此反应检查糖尿病。
ds区元素--课件
（3）硫化亚铜 硫化亚铜是难溶的黑色物质，其溶度积常数为2×1047，由过量 的铜与硫加热制得：2Cu+S=Cu2S 在硫酸铜溶液中加入硫代硫酸钠溶液，加热也能生成硫化亚铜沉 淀：2Cu2++2S2O32+2H2O=Cu2S↓+S↓+2SO42+4H+ 分析化学上常用该反应除去铜。
2、氧化态为+II的化合物 （1）氧化铜和氢氧化铜 在硫酸铜溶液中加入强碱，就生成淡蓝色的氢氧化铜沉淀： CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4 氢氧化铜的热稳定性比较差，在溶液中加热到80℃，即分解为黑 褐色的CuO。 Cu(OH)2=CuO↓+H2O CuO具有一定的氧化性，可被H2、C、CO、NH3等还原为金属铜： 3CuO+2NH3=3Cu+3H2O+N2
无水硫酸铜为白色粉末，不溶于乙醇和乙醚，具有很强的吸水性， 吸水后即显示出特征的蓝色，利用该性质可以检验乙醇和乙醚等 有机溶剂中是否含有少量水分，也可以作为干燥剂使用。 在农业上硫酸铜同石灰乳混合得到一种果园中最常用的杀菌剂---波尔多液，其配方为：CuSO4·5H2O:CaO:H2O=1:1:100
铜的氧化态主要有+I和+II，氧化态为+III的化合物很少见。 1、氧化态为+I的化合物 （1）氧化物 硫酸铜碱性溶液用葡萄糖还原，可以制得Cu2O： 其化学反应方程式为： 2[Cu(OH)4]2+CH2OH(CHOH)4CHO==
3OH+CH2OH(CHOH)4COO+3H2O+Cu2O↓
（2）卤化物 2Cu2++4I=2CuI↓+I2； 定量测定铜。
ds区元素
➢ IB族元素d轨道都是刚好填满10个d电子,由于刚填满的d 电子不很稳定,除失去1个s电子外,还有可能失去1个或2 个d电子而形成+2或+3氧化态;
➢ IIB族元素d轨道电子已比较稳定,只能失去最外层的2个 s电子,呈+2氧化态;
铜
银金
锌
29
47 79
30
3d104s1 4d105s1 5d106s1 3d104s2
117 134 134 125
96 126 137 —
72
——
74
1083 960.5 1063 419.4
2582 2177 2707 907
1.9 1.9 2.4 1.6
745.5 731.0 890.1 906.4
➢Cd主要存在于含锌矿中，Cd主要来自于炼锌副产物。
3.单质的物理性质
(1)特征颜色：Cu(紫红)，Ag(白)，Au(黄)，Zn (白) (2)熔点和沸点较其它过渡金属低, 锌族更低
Zn：419℃； Cd：321℃ Hg：-39℃，是室温下唯一的液态金属 (3)铜族导电性很好：Ag > Cu > Au (4)易形成合金，可用于提取贵金属 黄铜：Cu-Zn；汞齐：Na-Hg, Au-Hg, Ag-Hg (5)铜族延展性好： Au > Ag > Cu (6)Hg慢性中毒；Cd使蛋白酶失活。
➢ 将除去炉渣的焙烧产物移入转炉，顶吹鼓入有限空气将 CuS2转变成Cu和SO2
2Cu2S(s) 3O2 (g) 2Cu2O(s) 2SO2 (g) Cu2S(s) 2Cu2O(s) 6Cu(s) SO2 (g)
ds区元素
第十一章 ds区元素
教学内容 §11-1 ds区元素概述。 §11-2 ds区元素单质的重要性。 §11-3 ds区元素的重要化合物。〈氧 化物；氢氧化物；铜盐；银 盐；锌盐；汞盐。〉
一、基本性质
Cu 原子量 63.5 价电子 3d104s1 主要氧化态 +1，+2 原子金属半径/pm 127.8 Ag 107.9 4d105s1 +1 144.4 735 2083 -486 —— 285 1.93 Au 197.0 5d106s1 +1，+3 144.2 895 1987 -644 —— 385 2.54
氢氧化铜
Cu(OH)2+2NaOH(6mol/L)===Na2[Cu(OH)4]
Cu(OH)2+4NH3===[Cu(NH3)4](OH)2
此溶液能溶纤维，遇酸后又析出，用来制人 造丝。 Cu(OH)2===CuO+H2O 4CuO===2Cu2O+O2 CuO可以被H2、CO、C、NH3等还原为Cu。 CuO+H2===Cu+H2O
铜(Ⅰ)铜(Ⅱ)的相互转化及铜(Ⅰ)化合物
Cu电极电势 0.158V 0.522V E°(A) Cu2+─── Cu+─── Cu │ 0.34V │ └─────────┘
根据铜的电极电势可知, 在溶液中，Cu+总 是要发生岐化。• 此一价铜化合物只存在于 因 较稳定的配合物中或者是存在于难溶物中。
Hg2+与CN-、SCN-、CNS-、Cl-、Br-、I-离子均生 成[ML4]2-配离子。 Hg2++I-→HgI2↓(红色)+I-→[HgI4]2-，[HgI4]2-与强 碱混合后叫奈氏试剂，用于鉴定NH4+、Hg2+离子。
无机化学实验报告：Ds区元素(铜、银、锌、镉、汞)
Hg2+＋4SCN ＝Hg (SCN) 42
－ －
－
Zn2++Hg (SCN) 42 ＝Zn[Hg (SCN) 4]↓
） （反应速度相当缓慢，如有Zn2+存在时，Co2+与试剂的反应加快。
四、铜、银、汞的氧化还原性。 内容 操作 现象 解释
0.5 mL 0.2 mol·L-1 CuSO4 →过量 6 mol·L-1 NaOH→ → 1mL 10% 葡 萄糖溶液△→ ↓→ 两份 (黄↓→红↓) 2 mol·L-1 H2SO4 →静置→△ 1mL 浓氨水→静 置
［问题讨论］ 1、使用汞应注意什么？为什么要用水封存？
1、 选用什么试剂溶解？ 物质 试剂 Cu(OH)2 稀 HCl CuS 热稀HNO3 CuBr2 氨水 AgI Na2S2O3
4、区别：Hg(NO3)2 、Hg2(NO3)2、AgNO3 物质 KI 液 过量氨水 Hg(NO3)2 红色↓ 白色↓ Hg2(NO3)2 灰色↓ 灰黑色↓ AgNO3 黄色↓ 先产生白色↓后溶解
2、Hg2+ 转化为Hg22+ 0.2 mol·L-1 Hg2+ →1 滴金属汞 清夜→0.2 mol·L-1NaCl 清夜→0.2 mol·L-1NH3·H2O
金属汞溶解 白色↓ 灰色↓
Hg2+ + Hg＝Hg22+ Hg22+ +2Cl ＝Hg2Cl2↓白色
－
Hg22++2NH3+NO3－=[ NH2 Hg] NO3↓＋2Hg↓+NH4+
Ag+
Ag2O 褐↓
HNO3 溶 溶 无色
氨水 溶 NaOH 不溶
Ag2O+ 4NH3 + H2O =2Ag(NH3)2+ +2OH
11 d区、ds区和f区元素(铬,锰)
补硒－防癌
缺硒——体内自由基过多——肿瘤产生——硒作为 自由基清除剂或自由基反应抑制剂 高硒——中毒，发育迟缓，脱毛，死亡 食管癌（钼、锌、镁、铁），肝癌，鼻咽癌
头发的色泽与所含的微量元素
金黄色的头发中含有钛；若含钼过多，发 色将成赤褐色；含铜过多，则成绿发 。
1. 铁
人体中含量约为4—5克，主要是参与血红蛋白的 形成而促进造血。在血红蛋白中的含量约为72%。铁 元素在菠菜、瘦肉、蛋黄、动物肝脏中含量较高。 2. 铜
在铬的化合物中，Cr(VI)的生物毒性最
大，Cr(III)次之，Cr(VI)中毒时，能引起肝，肾，
神经系统和血液系统的广乏病变，国家规定排
放废水中的Cr(VI)最大浓度为0.5 mg· -1． L
Cr3＋的鉴定
1. 加入过量的NaOH溶液，再加入H2O2，溶液颜色由
绿色变为黄色： Cr3＋ ＋ 4OH－ ＝ CrO2－＋ 2H2O 2CrO2－＋ 3H2O2 ＋ 2OH－ ＝2 CrO42－黄色＋ 4H2O 2. 在以上反应的基础上，加入Ba2＋，生成BaCrO4黄 色沉淀： CrO42－＋ Ba2＋＝BaCrO4↓
d9
蓝色
当过渡金属的电子由基态跃迁至激发态所需 要的能量在可见光范围时，电子就会吸收某 一波长范围可见光，发生d-d跃迁，从而使化 合物显示特种颜色.
6. 过渡金属与工业催化
d 区元素较高的催化活性认为与电子容易失去、
容易得到、或容易由一种能级迁移至另一能级的
事实有关； 例如，V2O5催化 SO2 氧化的反应，可能涉及到 V(+5) 与 V(+4) 氧化态之间的转换： 1/2 O2 + 2 V(+4) = O 2- + 2 V(+5) +) SO2 + 2 V(+5) + O 2- = 2 V(+4) + SO3
ds元素
第十一章副族元素化学第十章ds区元素第节素概述第一节ds区元素概述ds 区元素是指元素周期表中的ⅠB 、ⅡB 两族元素包括族元素，包括铜、银、金、锌、镉、汞等6种自然形成的金属元素及两种人工合成元素。
ds 区的名称是因为它们的外层电子构型:ⅠB : (n-1)d 10s 1或ⅡB :(n-1)d 10s 2从广义的角度看，ds区实际上是d区的一部分。
因本区元素次外层(n-1)d轨道已填满电子,而最外电子层构型和区相同，所以满电子,而最外电子层构型和s区相同，所以将此区域元素称为ds区元素。
ds区元素都是过渡金属。
但由于其d层电子是全充满的，所以体现的性质与其他过渡金属有所不同。
如：最高氧化态只能达到+3如：最高氧化态只能达到+3。
3第二节铜族元素（一）铜族元素的单质1.物理性质(1) 特征颜色：Cu(紫红)，Ag(白)，Au(黄)(2) 溶、沸点较其它过渡金属低(3) 导电性、导热性好，且Ag>Cu>Au(3)导电性导热性好且(4)延展性好铜族元素2.化学性质(1)与O 2作用)2CuO(O 2Cu 2黑⎯→⎯+∆)(CO (OH)Cu CO O H O 2Cu 322222绿⎯→⎯+++∆碱式碳酸铜Au 、Ag O 发生反应，当有沉淀剂或g 不与2发生反应，有沉淀剂或配合剂存在时，可发生反应。
5=铜族元素−−−+⎯→⎯+++4OH]4[M(CN)8CN O 2H O 4M AuAg Cu M 222，，−++⎯→⎯+++OH)(])4[Cu(NH 8NH O 2H O 4Cu 23322无色)(])[Cu(NH 243蓝+不可用铜器盛氨水O 2→O2H S 2Ag O S 2H 2Ag 2222+⎯→⎯++6银器年久变黑(2) 与酸作用铜族元素c Cu、Ag、Au不能置换稀酸中的H +d 若生成难溶物或配合物，单质还原能力则增强()2A I 2A (g)H S(s)Ag S H 2Ag 222+⎯→⎯+(g)H 2AgI 4I 2H 2Ag 2-2+⎯→⎯++−+③Cu 、Ag 、Au 可溶于氧化性酸7（二）铜的重要化合物Cu 2O 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熔化也不分解高C 加入氨水[Cu(NH 3)2]+(无色)微溶Cu 2O + 2H +→Cu 2++ Cu + H 2OC O +2HCl 2C Cl +H Cu 2O + 2HCl →2CuCl + H 2O 10004CuO Cu O +O C (白色)CuO + 2H +→Cu 2++ H 2O4CuO Cu 2O + O 28（二）铜的重要化合物Cu 2O 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 熔化也不分解高C 加入氨水[Cu(NH 3)2]+(无色)微溶Cu 2O+4NH 3+H 2O →2[Cu(NH 3)2]++2OH -在空气中被氧化4[Cu(NH 3)2]++O 2+8NH 3+2H 2O →蓝94[Cu(NH 3)4]2+(深蓝)+4OH -CuOH 不稳定，至今尚未制得为浅蓝色难溶于水2-Cu(OH)2为浅蓝色，难溶于水1.受热易脱水2[Cu(OH)4]+C 6H 12O 6(葡萄糖)→Cu 2O +C 6H 12O 7+4OH -+2H 2O Cu(OH)2 CuO + H 2O 80~90C 两性以碱性为主(葡萄糖酸)2.两性：以碱性为主+2H + →2+ O (用此反应可检查尿糖Cu(OH)2+ 2H Cu +H 2O (浅兰色)Cu(OH)2+ 2OH -→[Cu(OH)4]2-(亮兰色)3. 溶于氨水2++2OH-10Cu(OH)2+4NH 3→[Cu(NH 3)4]2 + 2OH制取:1.,Cu 2+ + Cu + 4Cl -→2[CuCl 2]-1. 在热、浓HCl 溶液中, 用Cu 粉还原CuCl 2(无色)2. 用水稀释-→2CuCl ()+2Cl -总反应：Cu 2+ + Cu + 2Cl -→ 2CuCl2[CuCl 2]2CuCl (白色) + 2Cl 应用：CuCl + CO + HCl →[CuCl(CO)] ·H 2O 11（测CO ）2无水CuCl 2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)CuCl 2溶液随c (Cl -)不同而呈不同颜色[C Cl 24H O [C (H 2+4Cl [CuCl 4]2-+ 4H 2O [Cu(H 2O)4]2+ + 4Cl -)(12(黄色) (浅蓝色)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。
ds区元素
96
72 750
126
89 735
137
85(M3+) 895
Ei,2/(kJ· -1) mol
h H m (M ,g)/(kJ mol )
+ 1
1970
-582 -2121 340 1.9
1
2083
-485 ─ 285 1.9
1987
△
2A g 2O
A g 2O + C O
4Ag + O 2 ↑
2Ag + C O 2
氧化银具有较强氧化性，容易被 CO 还原： Ag2O 和 MnO2、Co2O3、CuO 的混合物在室温 下就能将 CO 氧化成 CO2，常用于防毒面具中。
(二) 硝酸银
硝酸银是最重要的可溶性银盐。将银溶于硝酸 溶液中，蒸发、结晶，得到硝酸银晶体： 3Ag + 4H N O 3 3 A g N O 3 + N O↑+ 2 H 2 O 硝酸银加热到 713 K 时，按下式发生分解： △ 2AgN O3 2 A g + N O ↑ + O2 ↑ 2 在日光照射下，硝酸银也会按上式缓慢分解，因此 硝酸银晶体或溶液应装在棕色试剂瓶中。 硝酸银具有氧化性，遇微量的有机化合物即被 还原为黑色的单质银。 硝酸银主要用于制造照相底片所需的溴化银乳 剂，它还是一种重要的分析试剂。医药上常用它作 消毒剂和腐蚀剂。
二、铜的重要化合物
(一) 氧化物和氢氧化物
氧化铜为黑色晶体，不溶于水，但可溶于酸溶 液。氧化铜的热稳定性很高，加热到 1000 ℃ 才分 解为氧化亚铜和氧气：
1000 ℃
4C uO
第十一章 ds区元素
金还可用于火箭、导弹、潜艇、宇宙飞船、核反应堆、超级 金还可用于火箭、导弹、潜艇、宇宙飞船、核反应堆、 集成电路核化学工业。 集成电路核化学工业。 铜除了作为导线，还可以制造合金： 铜除了作为导线，还可以制造合金： 青铜（ ％ 、 ％ 、 ％ ）熔点比铜低， 青铜（80％Cu、15％Sn、5％Zn）熔点比铜低，更硬 黄铜（ ％ 、 ％ 黄铜（60％Cu、40％锌）用于制作仪器零件 白铜（ ～ ％ 、 ～ ％ 、 ～ ％ ） 白铜（50～70％Cu、18～20％Ni、13～15％Zn）主要用作刀 具 铜还是人体所需的微量元素，人体中又 多种蛋白质核酶含 铜还是人体所需的微量元素，人体中又30多种蛋白质核酶含 有铜。已知铜的最重要生理功能是人血清中的铜蓝蛋白， 有铜。已知铜的最重要生理功能是人血清中的铜蓝蛋白，有 协同铁的功能。 协同铁的功能。
4、锌、镉、汞ns轨道已填满，能脱离的自由电子数量不多， 、 轨道已填满， 轨道已填满 能脱离的自由电子数量不多， 因此它们具有较高的比电阻（导电性较差）。 因此它们具有较高的比电阻（导电性较差）。 5、锌族元素的标准电极电势比同周期的铜族元素更负，所以 、锌族元素的标准电极电势比同周期的铜族元素更负， 锌族元素比铜族元素活泼。 锌族元素比铜族元素活泼。 Cu2+
+0.158V
Cu+
+0.522V
Cu Cd2+
Zn2+
>-0.6VFra bibliotek-0.7628V
Zn Cd
+0.522V +0.158V +0.7996V
Cd+
<-0.2V
Ag2+ Cu3+
Ag+ Cu+
第十一章 ds区元素
HgO + Hg + H2O HgS + Hg + 2H+
2+ Hg HgI 4
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Question 4
Solution
铜和汞都有正一价，但是它们在水
溶液中的稳定性却相反。您能给以正确 的解释吗？
显然，从下面的平衡中可以得到提示： 2Cu+ →Cu2+ + Cu
Hg 2 2 (aq)
NH3 H2O H+
[Cu(NH3)4]2+
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二、银盐
除AgNO3外，银(I)盐大都难溶于水， AgNO3在日光直接
照射下能逐渐分解： 2AgNO3 = 2Ag + 2NO2(g) + O2(g) 因而AgNO3的晶体或溶液应装在棕色的玻璃瓶中。 卤化银 除AgF易溶于水外，AgCl、AgBr、AgI均难溶于水，颜色 依次加深（白-浅黄-黄），溶解度依次降低，这是因为阴 离子按Cl- —Br- — I-变形性依次增大，因而极化作用依次 增强的缘故。 硫化银，Ag2S Ag2S的KspΘ=1.6 × 10-49，可溶于浓HNO3，发生氧化还原 反应： 3Ag2S + 8HNO3 = 6AgNO3 + 3S(s) + 2NO(g) + 4H2O
K θ = 1.0×106
Hg2+(aq)
= Hg(l) +
K θ = 6.0 ×10 –3
因而，在水溶液中稳定 Cu(I) 要用到沉淀剂或
配合剂，而在第二个反应中，却要到沉淀剂或配合
剂去稳定 Hg 2+ .
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1. 氯化锌
11第十一章 ds区元素
Ag 2S2O32 (过量) [Ag(S2O3 )2 ]3-
鉴定S2O32-：
Ag 2S2O 3 (s,白) H 2O
H 2SO 4 Ag 2S(s, 黑)
6.Ag+的鉴定
Ag HCl AgCl(s, )
NH3
Ag(NH
Hg
2
Cl
2
(s,白)
SnCl
26
Hg 2Cl2 (s) Sn 2 4Cl- 2Hg(l, 黑) [SnCl 6 ]2-
反之：可利用HgCl2鉴定Sn2+
NH 2 HgCl(s)
NH
4
Cl -
胺基氯化汞
4.与I-，SCN-的反应
Hg 2 2I HgI 2 2I -
HgI 2 (s, 金红色 )
HgI
2 4
-
(aq,
无色
)
HgI 24-为Nessler 试剂，用于鉴定
NH
4
NH
4
2[HgI
4
]2-
4OH
-
O
Hg Hg
NH 2 I(s, 红棕色 )
Hg
2 2
2I -
7I - 3H 2O
Hg 2 I 2 (s, 草绿色 )
HgI 2 Hg
I-
HgI
24
Hg
Hg 2 2SCN -
Hg(SCN) 2 (s)
Hg(SCN) 2 2SCN -
Hg(SCN)
2 4
-
(aq,
无色
)
5.Hg2+的鉴定
无机化学实验报告-ds区元素
无机化学实验报告-ds区元素实验名称：ds区元素实验实验目的：通过实验了解ds区元素的性质，并掌握ds区元素的化学反应。
实验步骤：1. 实验前准备：取出实验器材和试剂，清洗干净。
2. 实验1：铑（Rh）和铱（Ir）颜色对比实验。
将Rh和Ir放在白纸上比较颜色的不同。
Rh呈现银白色，而Ir呈现黄色，可以清晰地区分这两种元素。
先将Rh粉磨成粉末状，并称取一定量的Rh，加入200毫升的盐酸中。
在加热的过程中，观察Rh在盐酸中的反应。
Rh在盐酸中反应，生成RhCl3的无色溶液，并放出氢气。
反应方程式：2Rh + 6HCl → 2RhCl3 + 3H2。
4. 实验3：铱（Ir）的化学反应实验。
将Ir和硫在空气中加热时，会发生强烈的反应，生成黑色的IrS2。
IrS2是一种比较稳定的化合物，可以在空气中保存。
反应方程式：2Ir + 3S → IrS2。
实验结果及分析：通过这些实验，我们可以发现ds区元素的某些性质和化学反应式。
Rh和Ir颜色的对比实验，让我们比较容易地区分这两种元素。
在Rh的化学反应实验中，我们可以清晰地看到Rh粉末加入盐酸中反应时，生成RhCl3的无色溶液，同时放出氢气。
而在Ir的实验中，我们可以发现，在空气中加热Ir和硫时，会形成黑色的IrS2，是一种比较稳定的化合物，可以在空气中保存。
结论：通过本次实验，我们了解了ds区元素的某些性质和化学反应式，学会了如何区分Rh和Ir的颜色差别，并掌握了Rh和Ir的化学反应过程。
同时，通过实验过程中的观察和分析，将理论知识和实际操作紧密结合起来，有助于更好地理解和掌握相关科学知识。
11-d区、ds区及f区元素(铬-锰)
7. 过渡元素的生物学效应
人们已经认识到，微量元素在机体不同的组 织和体液中严格地保持一定的浓度，缺乏或 过量都会对机体产生不良影响；由这些元素 参与构成的活性配合物在生命活动中，起着
非常大的作用。
第二十一页，编辑于星期日：十七点 五十分。
常见地方病
克山病，大骨节病——低硒（非唯一的致病因素） 补硒－防癌 缺硒——体内自由基过多——肿瘤产生——硒作为自
第十九页，编辑于星期日：十七点 五十分。
6. 过渡金属与工业催化
d 区元素较高的催化活性认为与电子容易失去、 容易得到、或容易由一种能级迁移至另一能级的 事实有关；
例如，V2O5催化 SO2 氧化的反应，可能涉及到 V(+5)
与 V(+4) 氧化态之间的转换：
1/2 O2 + 2 V(+4) = O 2- + 2 V(+5) +) SO2 + 2 V(+5) + O 2- = 2 V(+4) + SO3 总反应：1/2 O2 + SO2 = SO3
成而促进造血。在血红蛋白中的含量约为72%。铁元 素在菠菜、瘦肉、蛋黄、动物肝脏中含量较高。
2. 铜
正常成人体内含铜100－200毫克。参与造血过程； 增强抗病能力；参与色素的形成。动物肝脏、肾、鱼、 虾、蛤蜊中含量较高；果汁、红糖中也有一定含量。
3. 锌 参与多种酶的合成；加速生长发育；增强创伤组织再
第十一章 d区、ds区和f区元素
第一节 d区和ds区元素的通性 第二节 铬与锰
第一页，编辑于星期日：十七点 五十分。
第一节 d区、ds区元素的通性
ds区元素
ds区元素（铜、银、锌、镉、汞）的性质【摘要】ds区元素是指元素周期表中的ⅠB、ⅡB两族元素，包括铜、银、金、锌、镉、汞6种自然形成的金属元素和Rg、Uub2种人工合成元素。
ds区的名称是因为它们的电子构型都是d10s1（ⅠB）或d10s2（ⅡB）。
ds区是d区元素的一部分，ds区元素都是过度金属。
但由于它们的d层是满的，所以体现的性质与其他过渡金属有所不同（比如说最高的氧化态只能达到+3）。
【关键字】元素过渡酸碱性；一、实验目的1、掌握铜、锌氢氧化物的酸碱性；2、掌握铜、银、锌、汞的配合物的生成和性质；6、掌握铜、银、锌、汞离子的分离与鉴定方法。
二、实验原理IB IIBCu Zn Cu（＋2，＋1）Zn(+2)Ag Cd Ag（＋1）Cd(+2)Au Hg Au（＋1，＋3）Hg(+2，＋1)蓝色的Cu(OH)2呈现两性，在加热时易脱水而分解为黑色的CuO。
AgOH在常温下极易脱水而转化为棕色的Ag2O。
Zn(OH)2呈两性，Cd(OH)2显碱性，Hg(I, II)的氢氧化物极易脱水而转变为黄色的HgO(II)和黑色的Hg 2O(I)。
易形成配合物是这两副族的特性，Cu 2+、Ag +、Zn 2+、Cd 2+与过量的氨水反应时分别生成[Cu(NH 3)4]2+、[Ag(NH 3)2]+、[Zn(NH 3)4]2+、[Cd(NH 3)4]2+。
但是Hg 2+和Hg 22+与过量氨水反应时，如果没有大量的NH 4+存在，并不生成氨配离子。
如：HgCl 2 ＋ 2NH 3 ＝ Hg(NH 2)Cl↓白＋ 2 NH 4Cl Hg 2Cl 2 ＋ 2NH 3 ＝ Hg(NH 2)Cl↓白＋ Hg↓黑＋NH 4Cl（观察为灰色）Cu 2+具有氧化性，与I －反应，产物不是CuI 2，而是白色的CuI ：Cu2+＋ I -＝ 2CuI↓白 ＋ I 2将CuCl 2溶液与铜屑混合，加入浓盐酸，加热可得黄褐色[CuCl 2]－的溶液。
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第11章 ds区元素【11-1】试从下表所列的几个方面去比较ⅠA和ⅠB族元素的性质：ⅠA ⅠB 价电子构型原子半径电离能化学活泼性同族元素化学活泼性变化趋势氧化态与水作用氢氧化无的碱性及稳定性形成配合物的能力解：【11-2】试从习题1所列的几个方面去比较ⅡA和ⅡB族元素的性质。
解：ⅡA（碱金属）和ⅡB（铜族）族元素原子最外层只有一个电子，但铜族元素原子次外层为18电子，ⅠA原子次外层为8个电子。
由于18电子结构的屏蔽效应小于8电子结构，使铜族元素原子有效核电荷数大，因而对最外层的一个s电子吸引比碱金属强；原子半径、离子半径小而电离能大，金属活动性弱。
【11-3】解释下列现象并写出反应式：（1）埋在湿土中的铜线变绿。
（2）银器在含H2S的空气中发黑。
（3）金不溶于浓HCl或HNO3中，却溶于此两种酸的混合液中。
解：3. (1) 2Cu+ O2 + CO2 + H2O === Cu2(OH)2CO3(绿色)(2) 4Ag + 2H2S + O2 === 2Ag2S(黑色) + 2H2O(3) Au + 4HCl + HNO3 === H[AuCl4] + NO↑ + 2H2O【11-4】以CuSO4为原料制取下列物质：[Cu(NH3)4]2+Cu(OH)2CuO Cu2O Na2[Cu(OH)4] CuI解：CuSO 4 + 4NH 3 === [Cu(NH 3)4]SO 4CuSO 4 +2 NaOH === Cu(OH)2↓ + H 2OCu(OH)2 + 2NaOH === Na 2[Cu(OH)4]2CuSO 4 + 4KI === 2CuI ↓ + I 2 + K 2SO 44CuO === 2Cu 2O + O 2Cu(OH)2 === CuO + H 2O△△4.【11-5】以Hg(NO3)2为原料制取下列物质： HgOHgCl 2Hg 2Cl 2Hg 2(NO 3)2K 2[HgI 4]解：Hg(NO 3)2＋ 4KI === K 2[HgI 4]Hg(NO 3)2 + Hg === Hg 2(NO 3)25. Hg(NO 3)2 + 2NaOH - === HgO ↓（黄色） + 2NaNO 3 + H 2OHgO + 2HCl === HgCl 2 + H 2O HgCl 2 + Hg === Hg 2Cl 2【11-6】用适当的方法区别下列物质： （1）镁盐和锌盐 （2）AgCl 和Hg 2Cl 2 （3）升汞和甘汞（4）锌盐和铝盐解：（1）加入NaOH 溶液，出现白色沉淀，随后又溶解的是锌盐，不溶解的是镁盐。
（2）分别取三种盐放入试管中，向各试管中加入氨水放置一断时间，有黑色沉淀出现的是Hg 2Cl 2 ，溶解得到无色溶液的氯化银反应如下： Hg 2Cl 2+2NH 3 == HgNH 2Cl ↓+NH 4Cl+Hg ↓AgCl+2NH 3 == 〔Ag(NH 3)2〕++ Cl -（3）加入KI 溶液，出现黄绿色沉淀的是甘汞，溶解成无色溶液的是升汞。
Hg 2Cl 2 + 2I -== Hg 2I 2↓ + 2Cl -HgCl 2+4I - == 〔HgI 4〕2-+2Cl -（4）加入氨水，出现白色沉淀，随后又溶解的是锌盐，不溶解的是铝盐。
【11-7】Cu 和Zn 能否分别与稀HCl 溶液，浓H2SO4溶液，浓HNO3溶液及NaOH 溶液反应？若能反应，试写出反应式。
解：7. 3Cu + 8HNO 3(稀) === 3Cu(NO 3)2 + 3NO ↑ + 4H 2O Cu + 4HNO 3(浓) === Cu(NO 3)2 + 2NO 2↑ + 2H 2O Cu + 2 H 2SO 4(浓) === CuSO 4 + SO 2↑ + 2H 2O3Cu + 8HNO 3(稀) === 3Cu(NO 3)2 + 2NO ↑ + 4H 2O Zn + 2HCl(稀) === ZnCl 2 + H 2↑4Zn + 10HNO 3(稀) === 4Zn(NO 3)2 + N 2O ↑ + 5H 2O Zn+HNO 3(浓) === Zn(NO 3)2+NO 2↑+H 2O Zn + 2NaOH + 2H 2O === Na 2Zn(OH)4 + H 2↑【11-8】碱能否分别与Cu 2+、Ag +、Zn 2+、Hg 2+和Hg 22+反应？若能反应，试指出反应产物及现象。
解：Hg 22+ +2OH - ===Hg ↓+HgO ↓+H 2O Hg 2+ + 2OH - === HgO ↓ (黄色) + H 2O 8. Cu 2＋＋2OH - === Cu(OH)2↓ 2Ag + + 2OH - === Ag 2O ↓(黑色) + 2H 2O Zn 2+ + 2OH - === Zn(OH)2↓(白色)(蓝)【11-9】氨水能否分别与Cu 2+、Ag +、Zn 2+、Hg 2+和Hg 22+反应？若能反应，试指出产物及现象。
解：Zn 2+ + 4NH 3 === [Zn(NH 3)4]2+ (无色)Hg 2Cl 2 + 2NH 3 === Hg(NH 2)Cl ↓ + Hg ↓(黑色) + NH 4Cl （观察为灰色）HgCl 2 + 2NH 3 === Hg(NH 2)Cl ↓(白色) + NH 4Cl9. Cu 2+ + 4NH 3 === [Cu(NH 3)4]2+ (蓝色) Ag + + 4NH 3 === [Ag(NH 3)4]+ (无色)【11-10】I -能否分别与Cu 2+、Ag +、Zn 2+、Hg 2+和Hg 22+反应？若能反应，试指出产物及现象。
解：0. 2Cu 2+ + 4I - === 2CuI ↓(白色) + I 2Ag + + I - === AgI ↓(黄色)42-(无色)Hg 22+ + === Hg 22)Hg 2+ + 2I - === HgI 2(血红色)HgI 42- + Hg ↓ 0. 2Cu 2+ + 4I - === 2CuI ↓(白色) + I 2 Ag + + I - === AgI ↓(黄色)42-(无色)Hg 22+ + === Hg I ↓(淡绿色)Hg 2+ + 2I - === HgI 2(血红色)HgI 42- + Hg ↓【11-11】完成下列反应方程式： （1）2HgCl 2 + SnCl 2 （2）Cu(OH)2+C 6H 12O 6（3）HgS + 12 HCl + 2 HNO 3（4）AgBr + 2Na 2S 2O 3 （5）Hg 2Cl 2 + H 2S（6）Cu 2O + H 2SO4解：1. HgCl 2 + SnCl 2 === Hg + SnCl 42Cu(OH)2 + C 6H 12O 6 === Cu 2O + C 6H 12O 7 + 2H 2O3HgS + 12HCl + 2HNO 3 === 3H 2[HgCl 4] + 3S +2NO + 4H 2O AgBr + 2Na 2S 2O 3(过量) === Na 3[Ag(S 2O 3)2] + NaBr Hg 2Cl 2 + H 2S === Hg + HgS + 2HCl Cu 2O + H 2SO 4 === CuSO 4 + Cu + H 2O【11-12】找出实现下列变化所需的物质，并写出反应方程式：解：△△12. (1) Zn + OH - + H 2O === [Zn(OH)4]2- + H 2↑ [Zn(OH)4]2- + 4H + === Zn 2+ + 4H 2O Zn 2+ + 4NH 3 === [Zn(NH 3)4]2+[Zn(NH 3)4]2+ + S 2- === ZnS ↓ + 4NH 3Cu(OH)2 === CuO + H 2OCuO + 2HCl === CuCl 2 + H 2OCuCl 2 + Cu + 2HCl(浓) === 2[CuCl 2]- + 2H +(2) Cu + 2H 2SO 4(浓) === CuSO 4 + SO 2↑ + 2H 2O CuSO 4 + 2NaOH === Cu(OH)2↓ + Na 2SO 4[CuCl 2]- === CuCl ↓ + Cl -稀释【11-13】试用简便方法将下列混合离子分离： （1）Ag+ 和 Cu2+（2）Zn2+和Mg2+ （3）Zn2+ 和 Al3+（4）Hg2+ 和 Hg22+解：Cu 2+Ag +HClCu 2+AgCl ↓13. (1)(2)Zn2+Mg 2+过量NaOH [Zn(OH)4]2-Mg(OH)2↓(3)Zn 2+Al 3+ 3.2[Zn(NH 3)4]2+Al(OH)3↓(4) Hg 2+ Hg 22+HClHg 2+Hg 2Cl 2↓【11-14】试将Cu 2+、Ag +、Zn 2+及Hg 2+混合离子分类。
解：Cu 2+Ag +Zn 2+Hg2+AgCl ↓Cu 2+Zn 2+Hg2+Hg(NH 2)Cl ↓Cu(NH 3)42+Zn(NH 3)42+CuS ↓Zn 2+Cl -过量NH 3H +(0.3M),H 2S15.【11-15】利用配位反应分别将下列物质溶解，并写出有关的反应方程式。
CuClCu(OH)2Ag 2OAgBrAgIZn(OH)2HgI 2解：Ag 2O + 4NH 3H 2O === 2[Ag(NH 3)2]+ + OH - + 3H 2O Cu(OH)2 + 2OH - (6M) === [Cu(OH)4]2-Zn(OH)2 + 2OH - === [Zn(OH)4]2-AgBr + S 2O 32- === [Ag(S 2O 3)2]3- + Br -HgI 2 + 2I - === [HgI 4]2-CuI ＋ I －(饱和) === [CuI 2]－16.【11-16】有一白色硫酸盐A ，溶于水得蓝色溶液。
在此溶液中加入NaOH 得浅蓝色沉淀，加热B 变成黑色物质C 。
C 可熔于H 2SO 4，在所得的熔于中逐渐加入KI ，先有棕色沉淀D 析出，后又变成红棕色溶液E 和白色沉淀F 。
问A 、B 、C 、D 、E 、F 各为何物？写出有关反应式。
解：7. A: CuSO 4; B: Cu(OH)2; C: CuO; D: I 2 + CuI; E: KI 3; F: CuI CuSO 4 + 2NaOH === Cu(OH)2↓ + Na 2SO 4 Cu(OH)2 === CuO + H 2OCuO + H 2SO 4 === CuSO 4 + H 2O2CuSO 4 + 4KI === 2K 2SO 4 + 2CuI ↓ + I 2↓ 2KI + 3I 2 === 2KI 3【11-17】解释下列现象：（1）当SO 2通入CuSO 4和NaCl 的浓溶液中，析出白色沉淀。