第18章铜族元素锌族元素

第18章铜族元素锌族元素

============================================ ==============

18-2．比较Cu+和Cu2+的热稳定性。说明Cu+在水溶液中不稳定，但CuCl 是稳定的

答：Cu+是18电子的饱和结构，在固态或高温下可形成稳定的Cu+化合物，此外还能形成一些稳定的配合物，如：

4CuO2Cu 2O+O2↑

2CuCl 2 + HCl（浓）2CuCl + Cl2↑

Cu+CuCl2 + 2HCl（浓）== 2HCuCl2

2Cu2+ + 4I- === 2CuI + I2

2Cu2+ + 10CN- === 2Cu(CN)43- + (CN)2↑

在水溶液中由于Cu2+的电荷多，有比较大的水合热，Cu2+离子稳定，Cu+在水溶液中易发生歧化反应。如：

Cu 2O+H2SO4Cu2SO4+H2O

Cu 2SO4CuSO4+Cu

要使Cu2+转化为Cu+，就必须有还原剂存在，同时还要降低溶液中的Cu+的浓度，使Cu+变为难溶物质或难解离的配合物，CuCl溶解度很小，因而能稳定存在。

============================================ ==============

18-4 简单回答下列问题：

(1) 各举二例说明Cu+与Cu2+、Hg22+与Hg2+转化并写出化学反应

答：Cu2+转化为Cu+：4CuO 2Cu2O+O2↑

2CuCl2 2CuCl + Cl2↑

Cu+转化为Cu2+：Cu 2SO4CuSO4+Cu

4Cu(NH3)2++ 8NH3 + O2+ 2H2O === 4Cu(NH3)42++ 4OH-

Hg 22+转化为Hg2+：Hg2Cl2 + 2NH3 Hg + HgNH2Cl↓+ NH4Cl

Hg2Cl2 + Cl2 === 2HgCl2

Hg2+转化为Hg 22+：Hg2++Hg Hg22+

2HgCl 2 + SnCl2 + 2HCl Hg2Cl2 + H2SnCl6

(2) 铜在潮湿空气中生成绿色铜锈，银在含H2S气体中慢慢变黑。

答：铜在潮湿的空气中，会与空气中的氧气、二氧化碳气体及水蒸气发生反应生成碱式碳酸铜，颜色为绿色。反应如下：

2Cu + O 2 + H2O + CO2Cu(OH)2·CuCO3

银在含H2S气体中会生成黑色硫化银，反应如下：

4Ag + 2H 2S + O22Ag2S + 2H2O

(3) 焊接金属时，用浓ZnCl2溶液为什么能清除金属表面的氧化物。

答：氯化锌的浓溶液，有显著的酸性，能溶解金属氧化物，在焊接金属时常用氯化锌的浓溶液清除金属表面的氧化物，而焊接后的盐又覆盖在金属表面，使之不再被氧化，使焊点更牢固。

ZnCl 2 + H2O H[ZnCl2(OH)]

FeO + 2H[ZnCl 2(OH)] Fe[ZnCl2(OH)]2 + H2O

(4) 有空气存在时铜能溶于稀硫酸或稀盐酸。

答：铜元素在氢以后，它不与水反应，也不能置换稀酸中的氢。但当有空气存在时，铜可缓慢溶解于这些稀酸中。反应如下：

2Cu+4HCl+O 2 2CuCl2+2H2O

2Cu+2H 2SO4+O2 2CuSO4+2H2O

(5) 加热CuCl2•2H2O时为什么得不到无水CuCl2。

答：CuCl2•2H2O晶体脱水时有水解发生，故得不到无水CuCl2

CuCl 2•2H2O Cu(OH)Cl + HCl + H2O

(6) 锌能溶于氨水和NaOH溶液

答：锌是两性金属，所以溶于碱；锌与氨生成配合物，所以也溶于氨水。反应如下：Zn + 4NH 3 +2H2O[Zn(NH3)4]2+ + 2OH- + H2

Zn+2NaOH+2H 2O Na2[Zn(OH)4] + H2(g)

(7) CuCl、AgCl、Hg2Cl2均为白色粉末，如何用简便方法区分

答：加入氨水，CuCl先生成无色溶液后迅速氧化成蓝色溶液，AgCl生成无色溶液，Hg2Cl2生成灰黑色溶液。

CuCl+2NH 3 [Cu(NH3)2]Cl

4[Cu(NH 3)2]++ 8NH3·H2O + O24[Cu(NH3)4]2+ + 4OH- + 6H2O AgCl + 2NH 3 [Ag(NH3)2]Cl

Hg 2Cl2 + 2NH3Hg(黑) + Hg(NH2)Cl(白) + NH4Cl (8) HgS不溶于HCl、HNO3、(NH4)2S中，溶解于王水或Na2S中

答：因为硫化汞是金属硫化物中溶解度极小，难溶于非氧化性酸如HCl 和一般的氧化性酸如HNO3中；由于(NH4)2S是弱酸弱碱盐，在(NH4)2S中由于酸度较大，S2-浓度较小，不能与HgS配位而溶解。在王水中，由于HNO3的强氧化性和Cl-配位的共同作用，降低了溶液中Hg2+和S2-的浓度，因而溶解；在硫化钠溶液中，由于碱性强，S2-浓度大，能与HgS配位而使之溶解。

3HgS+8H++2NO 3-+12Cl-3HgCl42-+3S↓+2NO↑+4H2O

HgS+Na 2S Na2[HgS2]

(9) 解释[Cu(NH3)4]2+和[Cu(NH3)2]+配离子颜色为什么不同。

答：Cu2+的价电子结构是3d9，可发生d-d跃迁，所以配离子有颜色。

Cu+价电子结构是3d10，电子都已经配对，不发生d-d跃迁，所以配离子无色颜色。

(10) 银氨溶液为什么不可久放。

答：[Ag(NH3)2]+放置久后，会析出具有爆炸性的Ag2NH和AgN3，因此实验后的[Ag(NH3)2]+溶液必需加硝酸处理，不能久放。

============================================ ==============

18-5．选择适当的配合剂溶解下列各物质

CuCl、AgBr、AgI、Cu(OH)2、HgI2、Zn(OH)2、CuS、HgS、CuI

答：可分别选用浓盐酸、硫代硫酸钠、氰化钠、氨水、过量碘化钾、过量氢氧化钠、氰氢酸、王水(或硫化钠)、硫代硫酸钠

(1) CuCl+HCl HCuCl 2

(2) AgBr+2S 2O32-[ Ag(S2O3)2]3-+Br-

(3) AgI+2CN-[ Ag(CN)2]-+I-

(4) Cu(OH)2+NH32[Cu(NH3)4]2++2OH-

(5) HgI 2+2I-[HgI4]2-

(6) Zn(OH)2+2OH-[Zn(OH)4]2-

(7) 2CuS+10CN-2[Cu(CN)4]3-+2S2-+(CN)2