19.铜锌副族
合集下载
第19章--铜副族和锌副族
具有很好的延展性。如 1 g 金能抽成长达 3 km的金 丝，或压成厚约 0.0001 mm的金箔。
容易形成合金，尤其以铜合金居多。常见的铜合金有 黄铜(锌40%)，青铜(锡∼15%，锌5%)，白铜(镍13%∼ 15%)。
2 化学性质
铜副族元素的氧化态有 ＋1，＋2，＋3 三种，这是 铜副族元素原子的 (n－1)d 和 ns 轨道能量相近造成的， 不仅 4s 电子能参加反应，3d 电子在一定条件下也可失去 一个到两个，所以呈现变价。相比之下，碱金属 3s 与次 外层 2p 轨道能量相差很大，在一般条件下很难失去次外 层电子，通常只能为 ＋1价。
Cu2S 只能溶于浓、热硝酸或氰化钠(钾)溶液中:
3 Cu2S ＋ 16 HNO3 6 Cu(NO3 )2 ＋3 S＋4 NO＋8 H2O
Cu2S ＋ 4 CN －
2 [Cu(CN) 2]－ ＋S2－
(4) 配位化合物
Cu＋可与单齿配体形成配位数为2、3、4的配位化合
物，由于Cu＋ 的价电子构型为d 10，所以配位化合物不会
Cu(NO3)2＋ 2 NO2 ＋ 2 H2O
3 Cu ＋ 8 HNO3 (稀) 3 Cu(NO3)2 ＋ 2 NO ＋ 4 H2O
Cu ＋ 2 H2SO4 (浓)
CuSO4 ＋ SO2 ＋ 2 H2O
金的金属活性最差，只能溶于王水中：
Au ＋ 4 HCl ＋ HNO3 H[AuCl4]＋ NO ＋ 2 H2O
第 19 章 铜副族和锌副族
前言
铜副族(I B): 原子核外价层电子的构型 ：(n－1)d10ns1 常见氧化态:
铜 (＋1，＋2 ) 银 (＋1) 金 (＋1，＋3)
铜、银、金被称为“货币金属”。 在自然界中，铜、银、金可以以单质状态、也可以以化 合态存在。
容易形成合金，尤其以铜合金居多。常见的铜合金有 黄铜(锌40%)，青铜(锡∼15%，锌5%)，白铜(镍13%∼ 15%)。
2 化学性质
铜副族元素的氧化态有 ＋1，＋2，＋3 三种，这是 铜副族元素原子的 (n－1)d 和 ns 轨道能量相近造成的， 不仅 4s 电子能参加反应，3d 电子在一定条件下也可失去 一个到两个，所以呈现变价。相比之下，碱金属 3s 与次 外层 2p 轨道能量相差很大，在一般条件下很难失去次外 层电子，通常只能为 ＋1价。
Cu2S 只能溶于浓、热硝酸或氰化钠(钾)溶液中:
3 Cu2S ＋ 16 HNO3 6 Cu(NO3 )2 ＋3 S＋4 NO＋8 H2O
Cu2S ＋ 4 CN －
2 [Cu(CN) 2]－ ＋S2－
(4) 配位化合物
Cu＋可与单齿配体形成配位数为2、3、4的配位化合
物，由于Cu＋ 的价电子构型为d 10，所以配位化合物不会
Cu(NO3)2＋ 2 NO2 ＋ 2 H2O
3 Cu ＋ 8 HNO3 (稀) 3 Cu(NO3)2 ＋ 2 NO ＋ 4 H2O
Cu ＋ 2 H2SO4 (浓)
CuSO4 ＋ SO2 ＋ 2 H2O
金的金属活性最差，只能溶于王水中：
Au ＋ 4 HCl ＋ HNO3 H[AuCl4]＋ NO ＋ 2 H2O
第 19 章 铜副族和锌副族
前言
铜副族(I B): 原子核外价层电子的构型 ：(n－1)d10ns1 常见氧化态:
铜 (＋1，＋2 ) 银 (＋1) 金 (＋1，＋3)
铜、银、金被称为“货币金属”。 在自然界中，铜、银、金可以以单质状态、也可以以化 合态存在。
高中化学竞赛课件_无机化学全套_第19章_铜、锌副族111
③ Cu、Ag、Au可溶于氧化性酸
Cu + 4HNO3 (浓) Cu(NO 3 ) 2 + 2NO2 +2H 2O 3Cu + 8HNO3 (稀) 3Cu(NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2O
Ag + 2HNO 3 (浓) AgNO 3 + NO2 + H 2 O Cu + 2H 2SO 4 (浓) CuSO 4 + SO 2 +2H 2 O 2Ag + 2H 2SO 4 (浓) Ag 2SO 4 (s) + SO 2 +2H 2 O Au + 4HCl( 浓) + HNO 3 (浓) H[AuCl 4 ] + NO + H 2 O
Cu(I) 有还原性，在空气中CuCl可被氧化 4CuCl + O2 + 4H2O = 3CuO· CuCl2· 3 H2O + 2HCl Cu(I) 也有氧化性 2CuI(白) + 2Hg = Hg2I2 ( 黄 ) + 2Cu 将涂有白色 CuI 的纸条挂在室内，若常温下3小 时白色不变， 表明空气中汞的含量不超标。 (2) Ag(I) 的氧化还原性 Ag2+ 1.980 Ag+
(2) Cu(II)的氧化－还原性
0.521 2+ 0.152 + + 0.153V 0.52V Cu Cu Cu 2+ Cu Cu Cu 0.337
I2 0.535V I
-
从以上数据上看 Cu2+不能氧化I-，实际反应是： 2Cu2+ + 4I2CuI + I2 生成CuI，[Cu+] 降低，电位升高，将 I- 氧化成 I2 。产 物是 Cu(I) 的难溶盐或稳定配离子时， Cu(II)有较好 的氧化性。又如: 2Cu2++4CN2CuCN + (CN)2 CN-既是还原剂，又是沉淀剂；若CN- 过量，则变为:
Cu + 4HNO3 (浓) Cu(NO 3 ) 2 + 2NO2 +2H 2O 3Cu + 8HNO3 (稀) 3Cu(NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2O
Ag + 2HNO 3 (浓) AgNO 3 + NO2 + H 2 O Cu + 2H 2SO 4 (浓) CuSO 4 + SO 2 +2H 2 O 2Ag + 2H 2SO 4 (浓) Ag 2SO 4 (s) + SO 2 +2H 2 O Au + 4HCl( 浓) + HNO 3 (浓) H[AuCl 4 ] + NO + H 2 O
Cu(I) 有还原性，在空气中CuCl可被氧化 4CuCl + O2 + 4H2O = 3CuO· CuCl2· 3 H2O + 2HCl Cu(I) 也有氧化性 2CuI(白) + 2Hg = Hg2I2 ( 黄 ) + 2Cu 将涂有白色 CuI 的纸条挂在室内，若常温下3小 时白色不变， 表明空气中汞的含量不超标。 (2) Ag(I) 的氧化还原性 Ag2+ 1.980 Ag+
(2) Cu(II)的氧化－还原性
0.521 2+ 0.152 + + 0.153V 0.52V Cu Cu Cu 2+ Cu Cu Cu 0.337
I2 0.535V I
-
从以上数据上看 Cu2+不能氧化I-，实际反应是： 2Cu2+ + 4I2CuI + I2 生成CuI，[Cu+] 降低，电位升高，将 I- 氧化成 I2 。产 物是 Cu(I) 的难溶盐或稳定配离子时， Cu(II)有较好 的氧化性。又如: 2Cu2++4CN2CuCN + (CN)2 CN-既是还原剂，又是沉淀剂；若CN- 过量，则变为:
第十九章铜副族元素和锌副族元素
第十九章铜副族元素和锌副族元素1．用反应方程式说明下列现象：（1）铜器在潮湿空气中会慢慢生成一层铜绿；（2）金溶于王水中；（3）在CuCl2浓溶液逐渐加入稀释时，溶液颜色有黄棕色经绿色而变为蓝色。
（4）当SO2通入CuSO4与NaCl的浓溶液时析出白色沉淀；（5）往AgNO3溶液滴加KCN溶液时，先生成白色沉淀而后溶解，再加入NaCl溶液时并无AgCl沉淀生成，但加入少许Na2S溶液时却析出黑色Ag2S沉淀。
答(1) 2Cu + O2 + H2O + CO2 = Cu2(OH)2CO3(2) Au + 4HCl + HNO3 = HAuCl4 + NO + 2H2O(3) [CuCl4]2- + 4H2O = [Cu(H2O)4]2+ + 4Cl-[CuCl4]2-为黄色[Cu(H2O)4]2+为蓝色，而当这两种离子共存时溶液呈绿色(4）2Cu2+ + 2Cl- + SO2 + 2H2O = 2CuCl + 4H+ + SO42-(5) Ag+ + CN- = AgCNAgCN + CN-=[Ag(CN)2]-2[Ag(CN)2]- + S2- = Ag2S + 4CN-2．解释下列实验事实：（1）焊接铁皮时，常先用浓ZnCl2溶液处理铁皮表面；（2）HgS不溶于HCl，HNO3和(NH4)2S中而能溶于王水或Na2S中，（3）HgC2O4难溶于水，但可溶于含有Cl-离子的溶液中；（4）热分解CuCl2·2H2O时得不到无水CuCl2；（5）HgCl2溶液中有NH4Cl存在时，加入NH3水得不到白色沉淀NH2HgCl。
答（1）ZnCl2 + H2O = H[ZnCl2(OH)]H[ZnCl2(OH)]有显著的酸性能清除金属表面的氧化物而不损害金属表面如：FeO + 2H[ZnCl2(OH)]2 + H2O（2）HgS不溶于HCl溶液中是因为HgS的容度积常数太小HgS不溶于HNO3是因为它与HNO3反应生成难溶的Hg(NO3)2HgSHgS不溶于(NH4)2S是因为(NH4)2S溶液水解为HS-，因而S2-浓度很低，不能形成配合物HgS溶于王水，它与王水反应生成HgCl42-和S3 HgS + 8H+ + 2NO3- + 12Cl- = 3HgCl42- + 3S + 2NO + 4H2OHgS溶于Na2S溶液反应生成可溶性的HgS22-HgS + S2- = HgS22-（3）为H2C2O4酸性比HCl 弱得多；而Cl-与Hg2+生成的配合物较稳定，因而HgC2O4溶于盐酸HgC2O4 + 4HCl = H2HgCl4 + H2C2O4（4）Cu2+离子极化能力很强，HCl又为挥发性酸，CuCl22H2O 热分解时发生水解，得不到无水CuCl2CuCl22H22O↑ + HCl↑（5）NH4Cl存在抑制了生成NH2-，且NH2HgCl 溶解度较大，因而不能生成NH2HgCl沉淀HgCl2 + 4NH3 = Hg(NH3)42+ + 2Cl-3．试选用配合剂分别将下列各种沉淀溶解掉，并写出相应得方程式。
【高中化学奥赛课件】 铜、锌副族
（3）反射炉形成冰铜：
2 FeS+3O2= 2FeO+2SO2↑ FeO+ SiO2 = FeSiO3 mCu2S+nFeS →冰铜 （4）转炉熔炼:
2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2↑ 2 Cu2O+ Cu2S=6Cu+SO2↑
吹炼所集粗铜含有0.3%~0.5%的金属杂质(Ni、Fe、 Pd、Sb、Bi、Ag、Au等)，粗铜导电性不好，为获得 更纯、高导电性的铜需电解精炼。
（5）电解精炼：
在CuSO4和H2SO4混合液的电解槽内，以 粗铜为阳极，纯铜99.95%为阴极，低压下（约 0.5V）电解。在阴极上得到99.95%的纯铜，在 阳极泥中回收Au，Ag，Pt，Pd，及Se，Te等， 电解液回收Ni。
2、银和金的冶炼： 常用方法—氰化物浸取
• 4Ag+8NaCN+2H2O +O2 =4Na[Ag(CN)2] +4NaOH Ag2S+4NaCN=2Na[Ag (CN)2] +Na2S
△Ho水
M+(g)
升华热/kJ·mol-1 第一电离能/kJ·mol-1 M+水合热/kJ·mol-1 总热效应/kJ·mol-1
铜
331 746 - 582 495
银
284 731 - 485 530
表18-2 铜族原子转为M+（aq）时的能量
金
385 890 - 644 631
2、酸性介质中Cu(Ⅰ)和Au(Ⅰ)不稳定，易歧化
元素 性质
元素符号 原子序数 相对原子质量 价层电子构型 主要氧化数 原子半径/pm 离子半径(M +)/pm 离子半径(M2+)/pm 电离能I1/kJ.mol-1 电离能I2/kJ.mol-1 M +水合热/kJ.mol-1 M2+水合热/kJ.mol-1 升华热/kJ.mol-1 电负性(Pauling)
《无机化学》课件——第19章 铜副族元素和锌副族元素
4 Ag + 8 CN－ + 2 H2O + O2 —— 4 [ Ag（CN）2 ]－ + 4 OH－
2 [ Ag（CN）2 ]－ + Zn —— [ Zn（CN）4 ]2－ + 2 Ag
闪银矿 Ag2S，角银矿 AgCl 的处 理就有所不同，生成 [ Ag（CN）2 ]－ 的 反应如下：
Ag2S + 4 NaCN —— 2 Na [ Ag（CN）2 ] + Na2S
固态 CuCl2 具有链状结构。
每个 Cu 处于 4 个 Cl 形成的 平面正方形的中心:
在浓溶液中 CuCl2 是黄色 的，这是由于生成 [ CuCl4 ]2－ 配位单元的缘故。
稀溶液中水分子多， CuCl2 变为 [ Cu（H2O）4 ] Cl2，由于水合 显蓝色。
目前这种方法已经被严令禁 止使用。
另一种方法是氰化法提金，用 NaCN 溶液浸取矿粉，将金溶出：
4 Au + 8 CN－ + 2 H2O + O2 —— 4 [ Au（CN）2 ]－ + 4 OH－
用 Zn 还原 [ Au（CN）2 ]－ 得 Au
2 [ Au（CN）2 ]－ + Zn —— [ Zn（CN）4 ]2－ + 2 Au
4 Cu2＋＋ 8 OH－ ＋ N2H4 —— 2 Cu2O ＋ N2 ＋ 6 H2O
Cu2O 呈弱碱性，溶于稀酸，并 立即歧化为 Cu 和 Cu2＋：
Cu2O + 2H＋ —— Cu ＋ + Cu2＋ + H2O
Cu2O 十分稳定，在 1235 ℃ 熔化但不分解。
Cu2O 溶于氨水，生成无色的 络离子：
2. 铜副族元素的提取
2 [ Ag（CN）2 ]－ + Zn —— [ Zn（CN）4 ]2－ + 2 Ag
闪银矿 Ag2S，角银矿 AgCl 的处 理就有所不同，生成 [ Ag（CN）2 ]－ 的 反应如下：
Ag2S + 4 NaCN —— 2 Na [ Ag（CN）2 ] + Na2S
固态 CuCl2 具有链状结构。
每个 Cu 处于 4 个 Cl 形成的 平面正方形的中心:
在浓溶液中 CuCl2 是黄色 的，这是由于生成 [ CuCl4 ]2－ 配位单元的缘故。
稀溶液中水分子多， CuCl2 变为 [ Cu（H2O）4 ] Cl2，由于水合 显蓝色。
目前这种方法已经被严令禁 止使用。
另一种方法是氰化法提金，用 NaCN 溶液浸取矿粉，将金溶出：
4 Au + 8 CN－ + 2 H2O + O2 —— 4 [ Au（CN）2 ]－ + 4 OH－
用 Zn 还原 [ Au（CN）2 ]－ 得 Au
2 [ Au（CN）2 ]－ + Zn —— [ Zn（CN）4 ]2－ + 2 Au
4 Cu2＋＋ 8 OH－ ＋ N2H4 —— 2 Cu2O ＋ N2 ＋ 6 H2O
Cu2O 呈弱碱性，溶于稀酸，并 立即歧化为 Cu 和 Cu2＋：
Cu2O + 2H＋ —— Cu ＋ + Cu2＋ + H2O
Cu2O 十分稳定，在 1235 ℃ 熔化但不分解。
Cu2O 溶于氨水，生成无色的 络离子：
2. 铜副族元素的提取
铜副族和锌副族优秀课件
铜副族和锌副族优秀课件
前言
铜副族(I B): 原子核外价层电子的构型 ：(n－1)d10ns1 常见氧化态:
铜 (＋1，＋2 ) 银 (＋1) 金 (＋1，＋3)
铜、银、金被称为“货币金属”。 在自然界中，铜、银、金可以以单质状态、也可以以化 合态存在。
铜储量居世界第三位。以三种形式于自然界：
Cu(OH)2 －0.08 CuO2 －0.360 Cu
Ag2O3 0.739 AgO 0.607 Ag2O 0.342 Ag Au(OH)3 1.45 Au
Zn2＋ －0.7618 Zn
Cd2＋ >－0.6 Cd22＋ <－0.2 Cd
－0.4030
Hg2＋ 0.92
Hg22＋ 0.789 Hg
自然铜：又称游离铜，很少；
硫化物矿：辉铜矿Cu2S、黄铜矿CuFeS2 等； 含氧矿物：赤铜矿Cu2O、黑铜矿CuO、
孔雀石CuCO3·Cu(OH)2、 胆矾CuSO4·5H2O等。
银主要是以硫化物形式存在的，除了较少的闪银矿Ag2S 外，硫化银常与方铅矿共存。
金矿主要是以自然金形式存在，包括散布在岩石中的岩 脉金和存在于沙砾中的冲积金两大类。
而Cu与配位能力较弱的配体作用时，要在氧气存在 下方能进行：
2 Cu ＋ 8 NH3＋O2 ＋2 H2O 2 [Cu(NH3)4]2＋ ＋ 4 OH－
铜在生命系统中起着重要作用，人体有30多种含 有铜的蛋白质和酶。血浆中的铜几乎全部结合在 铜蓝蛋白中，铜蓝蛋白具有亚铁氧化酶的功能， 成CuO。在高温下 CuO又分解为Cu2O。
银和金没有铜活泼，高温下在空气中也是稳定的。 与卤素作用，与硫作用，都反映出铜、银、金的活泼 性是逐渐减弱的。 铜与一些强配体作用放出H2，如CN－
前言
铜副族(I B): 原子核外价层电子的构型 ：(n－1)d10ns1 常见氧化态:
铜 (＋1，＋2 ) 银 (＋1) 金 (＋1，＋3)
铜、银、金被称为“货币金属”。 在自然界中，铜、银、金可以以单质状态、也可以以化 合态存在。
铜储量居世界第三位。以三种形式于自然界：
Cu(OH)2 －0.08 CuO2 －0.360 Cu
Ag2O3 0.739 AgO 0.607 Ag2O 0.342 Ag Au(OH)3 1.45 Au
Zn2＋ －0.7618 Zn
Cd2＋ >－0.6 Cd22＋ <－0.2 Cd
－0.4030
Hg2＋ 0.92
Hg22＋ 0.789 Hg
自然铜：又称游离铜，很少；
硫化物矿：辉铜矿Cu2S、黄铜矿CuFeS2 等； 含氧矿物：赤铜矿Cu2O、黑铜矿CuO、
孔雀石CuCO3·Cu(OH)2、 胆矾CuSO4·5H2O等。
银主要是以硫化物形式存在的，除了较少的闪银矿Ag2S 外，硫化银常与方铅矿共存。
金矿主要是以自然金形式存在，包括散布在岩石中的岩 脉金和存在于沙砾中的冲积金两大类。
而Cu与配位能力较弱的配体作用时，要在氧气存在 下方能进行：
2 Cu ＋ 8 NH3＋O2 ＋2 H2O 2 [Cu(NH3)4]2＋ ＋ 4 OH－
铜在生命系统中起着重要作用，人体有30多种含 有铜的蛋白质和酶。血浆中的铜几乎全部结合在 铜蓝蛋白中，铜蓝蛋白具有亚铁氧化酶的功能， 成CuO。在高温下 CuO又分解为Cu2O。
银和金没有铜活泼，高温下在空气中也是稳定的。 与卤素作用，与硫作用，都反映出铜、银、金的活泼 性是逐渐减弱的。 铜与一些强配体作用放出H2，如CN－
16 铜副族和锌副族
汞与浓硝酸反应生成硝酸汞： Hg ＋ 4 HNO3 → Hg(NO3)2 ＋ 2 NO2 ↑ ＋ 2 H2O 但过量的汞与冷的稀硝酸反应得到的是硝酸亚汞： 6 Hg ＋ 8 HNO3 → 3 Hg2(NO3)2 ＋ 2 NO ↑ ＋ 4 H2O 与镉、汞不同，锌是两性金属，能溶于强碱溶液: Zn ＋ 2 NaOH ＋ 2 H2O →Na2[Zn(OH)4] ＋ H2 ↑
在有H＋或NH4＋存在时，氢氧化铜可溶于氨水形成铜氨配离 子， Cu(OH)2＋2NH3· 2O＋2NH4＋—— H [Cu(NH3)4]2＋ ＋ 4 H2O
卤化铜的颜色随着阴离子的不同而变化
CuF2 白色、 CuCl2 黄褐色 和CuBr2 黑色 ， 带有结晶水的CuF2· 2O蓝色和CuCl2· 2O蓝绿色 。 2H 2H CuCl2易溶于水，在很浓的CuCl2水溶液中，可形成黄色 的[CuCl4]2－: Cu2＋ ＋ 4 Cl－ —— [CuCl4]2 －
Au
Cl
Cl
二
锌副族元素
1 单质
锌副族元素的一个重要特点是熔、沸点较低。 由于汞原子 6s 轨道上的两个电子非常稳定，因此它的金 属键更弱，其熔点是所有金属中最低的。 锌副族的常见氧化态为＋2。 化学活泼性随着原子序数的增大而递减，与碱土金属恰 好相反，但比铜族强。 Zn ＞ Cd ＞ H ＞ Cu ＞ Hg ＞ Ag ＞ Au
第 19 章 铜副族和锌副族
IB
(n-1)d10 ns1 +1，+2 +1 +3
IIB
(n-1)d10 ns2 +2
Cu Ag
Zn Cd
+1，+2
+1，+2
Au
铜锌副族
2 化学性质
电势表中，三种金属的标准电极电势都在氢之下，它们不溶于稀盐酸 及稀硫酸中。但当有空气或配位剂存在时，铜能溶于稀酸和浓盐酸： 2Cu + 2H2SO4 + O2 = 2CuSO4 + 2H2O 2Cu + 8HCl（浓）= 2H3[CuCl4] + H2↑ Cu在常温下不与干燥空气中的氧化合，加热时能产生黑色的氧化铜。 Ag、Au在加热时也不与空气中的氧化合。在潮湿的空气中放久后铜 的表面会慢慢生成一层铜绿
1 铜族元素
1.1 铜族通性
ⅠB族：Cu 周期 元素 Ag Au 氧化态 r 117 134 134 I1 746 731 890 升华热 价电子结构
四 五 六
Cu Ag Au
3d104s1 4d105s1 5d106s1
+1、+2、+3 +1、+2、+3 +1、+2、+3
340 285 385
1 铜族元素
位，铜次之。大量的铜应用于电气及冶金工业，电工器材的制造几乎用
去一半以上的铜。铜易与其它金属形成合金，铜合金，如青铜（80％Cu、 15％Sn、5％Zn）质坚硬，易铸；黄铜（60％Cu、40％Zn）广泛用作仪
器零件；白铜（50～70％Cu、18～20％Ni、13～15％Zn）用作刀具等。
1 铜族元素
2.2 锌族单质的物理性质和化学性质
低熔点、低沸点，低于铜族和碱土金属 从上到下熔点、沸点依次降低 汞是常温下唯一的液态金属，有流动性； 汞能溶解许多金属形成汞齐
ⅠA族性质活泼，且从上到下活泼性增加，是强还原剂，可从水中置
换出氢气； Ⅰ B族性质不活泼，从上到下活泼性降低，不能从水和稀酸 中置换出氢气
电势表中，三种金属的标准电极电势都在氢之下，它们不溶于稀盐酸 及稀硫酸中。但当有空气或配位剂存在时，铜能溶于稀酸和浓盐酸： 2Cu + 2H2SO4 + O2 = 2CuSO4 + 2H2O 2Cu + 8HCl（浓）= 2H3[CuCl4] + H2↑ Cu在常温下不与干燥空气中的氧化合，加热时能产生黑色的氧化铜。 Ag、Au在加热时也不与空气中的氧化合。在潮湿的空气中放久后铜 的表面会慢慢生成一层铜绿
1 铜族元素
1.1 铜族通性
ⅠB族：Cu 周期 元素 Ag Au 氧化态 r 117 134 134 I1 746 731 890 升华热 价电子结构
四 五 六
Cu Ag Au
3d104s1 4d105s1 5d106s1
+1、+2、+3 +1、+2、+3 +1、+2、+3
340 285 385
1 铜族元素
位，铜次之。大量的铜应用于电气及冶金工业，电工器材的制造几乎用
去一半以上的铜。铜易与其它金属形成合金，铜合金，如青铜（80％Cu、 15％Sn、5％Zn）质坚硬，易铸；黄铜（60％Cu、40％Zn）广泛用作仪
器零件；白铜（50～70％Cu、18～20％Ni、13～15％Zn）用作刀具等。
1 铜族元素
2.2 锌族单质的物理性质和化学性质
低熔点、低沸点，低于铜族和碱土金属 从上到下熔点、沸点依次降低 汞是常温下唯一的液态金属，有流动性； 汞能溶解许多金属形成汞齐
ⅠA族性质活泼，且从上到下活泼性增加，是强还原剂，可从水中置
换出氢气； Ⅰ B族性质不活泼，从上到下活泼性降低，不能从水和稀酸 中置换出氢气
《化学》铜锌副族
FeO + SiO2 = FeSiO3(渣) mCu2S + nFeS = 冰铜
D、 顶吹还原 把冰铜放入转炉，鼓风熔炼： 2Cu2S + 3O2 = 2Cu2O + SO2↑ 2Cu2O + Cu2S = 6Cu + SO2↑
此粗铜又称泡铜。
E、 精炼
阳极反应：Cu(粗)- 2e- = Cu2+ 阴极反应：Cu2+ + 2e- = Cu (精铜，99.95%)
铜副族元素的金属性远比碱金属的弱，且铜副族元素的金属 性随着原子序数的增加而减弱，而碱金属恰恰相反。
从Cu 到 Au，原子半径虽增加但并不明显，而核电荷对最外层 电子的吸引力增大了许多，故金属活泼性依次减弱。
铜 第一电离能/(kJ·mol－1) 745.5
银 731.0
金 890.1
银应比铜稍活泼。实际上如果在水溶液中反应，涉及的能量 还有：离子的水合热、金属的升华热。若考虑整个过程的能 量，从Cu 到 Au越来越大。
孔雀石
辉铜矿
铜、银、金均有以单质状态存在的矿物。金以单质形 式散存于岩石(岩脉金)或砂砾(冲积金)中。世界上南非金 矿资源最丰富，其次是前苏联和美国，它们共占世界总储 量的76.3%。我国黄金矿藏遍布26省、自治区，主要分布 在山东、河南、甘肃、黑龙江和新疆等地。
二、铜族元素的通性
1、与同周期的碱金属相比，活泼性较小。Cu和Au离子容 易歧化而不够稳定。 2、铜族元素价层电子构型为(n-1)d10ns1，氧化数有+1、+2、 +3，而碱金属只有+1。铜、银、金最常见的氧化数分别为 +2、+1、+3 。
由价电子构型可见，IA、IIA和IB、IIB在失去最外层 s 电子后 分别都呈现＋1和＋2价氧化态，所以IB与IA有相似之处。
D、 顶吹还原 把冰铜放入转炉，鼓风熔炼： 2Cu2S + 3O2 = 2Cu2O + SO2↑ 2Cu2O + Cu2S = 6Cu + SO2↑
此粗铜又称泡铜。
E、 精炼
阳极反应：Cu(粗)- 2e- = Cu2+ 阴极反应：Cu2+ + 2e- = Cu (精铜，99.95%)
铜副族元素的金属性远比碱金属的弱，且铜副族元素的金属 性随着原子序数的增加而减弱，而碱金属恰恰相反。
从Cu 到 Au，原子半径虽增加但并不明显，而核电荷对最外层 电子的吸引力增大了许多，故金属活泼性依次减弱。
铜 第一电离能/(kJ·mol－1) 745.5
银 731.0
金 890.1
银应比铜稍活泼。实际上如果在水溶液中反应，涉及的能量 还有：离子的水合热、金属的升华热。若考虑整个过程的能 量，从Cu 到 Au越来越大。
孔雀石
辉铜矿
铜、银、金均有以单质状态存在的矿物。金以单质形 式散存于岩石(岩脉金)或砂砾(冲积金)中。世界上南非金 矿资源最丰富，其次是前苏联和美国，它们共占世界总储 量的76.3%。我国黄金矿藏遍布26省、自治区，主要分布 在山东、河南、甘肃、黑龙江和新疆等地。
二、铜族元素的通性
1、与同周期的碱金属相比，活泼性较小。Cu和Au离子容 易歧化而不够稳定。 2、铜族元素价层电子构型为(n-1)d10ns1，氧化数有+1、+2、 +3，而碱金属只有+1。铜、银、金最常见的氧化数分别为 +2、+1、+3 。
由价电子构型可见，IA、IIA和IB、IIB在失去最外层 s 电子后 分别都呈现＋1和＋2价氧化态，所以IB与IA有相似之处。
无机化学 第19章铜副族和锌副族
三. IB元素的阳离子多为 18e- 或 (9~17)e- 电子
构型, 具有较强的极化能力和变形性, 阳离子易水
解、 离子水化能较大、易形成共价化合物. 四. IB元素阳离子的(n-1)d、s、p轨道能级相差 不大,易于杂化并作为Lewis酸提供空轨道与Lewis 碱作用,形成一系列稳定的配合物.
NH 3 H 2O
过滤
过量HNO 3
二. 铜 族 元 素 单 质 的 性 质 1. 铜族元素的导电性和传热性极强,在所有金属 中银占首位, 铜次之; 它们有极好的延展性和可塑 性.铜(紫红色)和金(黄色)是所有金属中仅有的呈现
特殊颜色的两种金属.
2. 室温下,Cu,Ag,Au不与氧或水作用;高温下也 不与H2,N2或C作用. Au、Ag在高温下的空气中也 是稳定的.
22Cu(OH)4 C6 H12O6 C6 H12O7 Cu2O 4OH- 2H 2O
4Cu2 8OH N 2 H4 2Cu 2O N 2 6H 2O
1100 C 4C uO (s) 2C u2O (s, 暗红) O 2
1 2Cu(s) O 2 2 Cu2O 十分稳定,在 1235 ℃ 熔化但不分解.
例如Cu2+在有水合条件下能稳定存在,是由于Cu2+
的水化能不仅能补偿I2,而且有余,能量上是有利的. c. IB元素的金属活泼性远小于IA元素,且自上而 下金属活泼性递减,与IA元素的变化规律正好相反. 其原因是IB元素自上而下,原子半径增加不多,而有
效核电荷z* 增加显著,核对价电子的吸引力增大.
3 2
铜的 +1 价氢氧化物很不稳定,易脱水变为相
应的氧化物 Cu2O. 用 NaOH 处理 CuCl 的冷盐酸溶液时,生成黄 色的 CuOH 沉淀,但沉淀很快变为橙色,最后变为
铜副族和锌副族ppt课件
Cu2S + 4 CN － － + S2－
—〔— 2 [C〕u CN 2]
〔4〕 配位化合物
Cu＋ 可与单齿配体构成配位数为 2、3、 4 的配位化合物，由于 Cu＋ 的价电子构型 为
d10，所以配位化合物不会由于 d－d 跃迁而
产
生颜色[C。〔u NH3〕 2]＋ 不稳定，遇到空气那么
变成
〔〕
深蓝色的[Cu NH3 4]2＋：
汞 Hg
辰砂，又名朱砂， HgS， 在地壳中的质量 分数为 5 10－6 %。
19 － 1 铜副族元素
19 － 1 － 1 铜副族元素单质
1 铜副族元素单质的性质 〔1〕物理性质
铜副族元素属于重金属，导电性和 导热性在一切金属中是最好的，银占首 位，铜次之。
均具有很好的延展性， 1 g 金可抽成 3 km 长的丝或压成厚度约为 0.0001
—— CuSO4 ＋ 2 H2O
C〔u OH 〕2 ＋ 2 NaOH —— Na2[C〔u OH〕4]
〔2〕卤化铜
CuF2 白色， CuCl2 黄褐色 和 CuBr2 黑色 ，带有结晶水的 CuF2• 2 H2O 蓝色和 蓝绿色的 CuCl2• 2 H2O 。
无水 CuCl2 为无限长链构造。每个 Cu 处于 4 个 Cl 构成的平面正方形的中心:
2CN阳―极主要反响： CN― + 2OH―― 2e― —— CNO― +
H2O 2CNO― + 4OH― ― 6e― —— 2CO2 + N2 + 2H2O
19 － 1 － 2 铜的化合物
1 氧化数为 ＋1 的化合物
〔1〕氧化物和氢氧化物
氧化亚铜可以经过在碱性介质中复原
无机化学教学课件 19章 铜、锌副族
(blister copper,泡铜) hydrometallurgical (湿法冶金) 阳极：Cu(粗) – 2e = Cu2+ (阳极泥含：Pt, Ag, Au) 阴极：Cu2+ + 2e = Cu (99.95%)
2020/4/24
重要的铜矿：Cu(I)FeS2，CuCO3.Cu(OH)2，Cu(I)2S 黄铜矿， 孔雀石， 辉铜矿
（d电子屏蔽作用弱） ② 化合物中共价成分 ds区 > s区 ③ 氧化态Cu2+, Au3+ (与族数不一致)
ds区金属的反应性顺序
从上到下，金属活泼性降低； 从左到右，金属活泼性增加。
原子半径增加。 均与s区相反
2020/4/24
ds 区元素
2020/4/24
19-1 铜副族元素
Cuprum Subgroup Elements 19-1-1 铜副族元素单质
分子，再失去另外两个氢键
水分子，最后失去以氢键与
结合的水分子。
无水硫酸铜为白色粉末，难溶于乙醇或乙醚，具有很强的吸水性，吸水 后呈现蓝色。
当硫酸铜加热到 923 K 时，发生分解反应：
923 K
C uSO 4 C uO +SO 3 硫酸铜具有杀菌能力，用作蓄水池、游泳池净化水的除藻剂；在医学上 用作收敛剂、防腐剂和催吐剂；在农业上，硫酸铜与石灰乳的混合液用作果 树和农作物的杀虫剂和杀菌剂。
4 A g + 2 H 2 S + O 2 2 A g 2 S + 2 H 2 O
2020/4/24
（2）化学性质
配制含小苏打和食盐的稀溶液于铝制容器中，将发黑的银器与铝制容器 接触，Ag2S可溶解，发黑银器变亮。
2020/4/24
重要的铜矿：Cu(I)FeS2，CuCO3.Cu(OH)2，Cu(I)2S 黄铜矿， 孔雀石， 辉铜矿
（d电子屏蔽作用弱） ② 化合物中共价成分 ds区 > s区 ③ 氧化态Cu2+, Au3+ (与族数不一致)
ds区金属的反应性顺序
从上到下，金属活泼性降低； 从左到右，金属活泼性增加。
原子半径增加。 均与s区相反
2020/4/24
ds 区元素
2020/4/24
19-1 铜副族元素
Cuprum Subgroup Elements 19-1-1 铜副族元素单质
分子，再失去另外两个氢键
水分子，最后失去以氢键与
结合的水分子。
无水硫酸铜为白色粉末，难溶于乙醇或乙醚，具有很强的吸水性，吸水 后呈现蓝色。
当硫酸铜加热到 923 K 时，发生分解反应：
923 K
C uSO 4 C uO +SO 3 硫酸铜具有杀菌能力，用作蓄水池、游泳池净化水的除藻剂；在医学上 用作收敛剂、防腐剂和催吐剂；在农业上，硫酸铜与石灰乳的混合液用作果 树和农作物的杀虫剂和杀菌剂。
4 A g + 2 H 2 S + O 2 2 A g 2 S + 2 H 2 O
2020/4/24
（2）化学性质
配制含小苏打和食盐的稀溶液于铝制容器中，将发黑的银器与铝制容器 接触，Ag2S可溶解，发黑银器变亮。
无机化学第十九章-铜锌副族
第十九章铜锌副族1.铜副族单质M(I)化合物M(II)化合物M(III)化合物§本章摘要§2.锌副族单质M(II)化合物M(I)化合物吐锌副族一.单质1.物理性质熔点低，既比IIA族低，也比旧族低，并依Zn、Cd、Hg次序下降，Hg是金属中熔点最低的。
Zn青白色，Cd灰白色，Hg 银白色汞易与某些金属生成汞齐，钠汞齐既保持Hg的情性，又保持Na 的活性。
银汞齐和金汞齐可用于提取贵金属银和金。
2.化学性质常温下，IIB族元素单质都很稳定。
10和非金属的反应3.锌与铜的活性比较Cu、Zn在周期表中相邻，只差一个电子，Zn的第一电势能比Cu大得多，为什么Cu却这不如Zn 活泼？学一小父屿匕小。
整个过程是：可以分解为：M闾?工朋(崎)is升华热T水合热用1M更+能1电高能两级电离能相加后，差别不*加热下，Zn、Cd、Hg均可与O2反应，生成MO式氧化物。
2Zn+O2---2ZnO2Cd+O2---2CdO(褐色)2Hg+O2---2HgO(红色)*Hg+S---HgS由于液体Hg和硫粉反应，面积大，故比Zn、Cd还易些。
用这个反应处理洒落的汞液体。
和卤素的反应也有类似的现象，即Hg比Cd还活泼些。
Hg为液体，接触面积大，反应活性高.*在潮湿的空气中，Zn将生成碱式盐4Zn+2O2+CO2+3H2O---ZnCO33Zn(OH)220和酸碱的反应*Zn、Cd都能与稀盐酸、稀硫酸反应，放出H2,Hg不能。
Hg大，水合热也相近。
关键是Zn的升华能小，财©~时)的热效应是Zn的吸热少。
AG°=AH0-W0也印项是主要的，故Zn转变的AG°/J\所以，Zn电势比Cu的小得多。
4.锌的冶炼主要矿物是闪锌矿ZnS,(常见时含有CdS)2ZnS+3O2----2ZnO(s)+2SO2(g)焙烧得到的SO2,可以用于制硫酸。
ZnO+C---Zn(g)+CO(g)(1000度以上)其中Cd的沸点低，先挥发出，Zn后挥发出，冷却得Zn粉。
第19章 铜锌副族元素习题答案 20120319
第19章铜锌副族元素习题解答1．试分别简要比较铜族元素与碱金属元素、锌族元素与碱土金属元素之间物理性质和化学性质的异同点。
2．铜族元素、锌族元素各有什么特性？3．解释下列现象，写出有关化学方程式：（1）焊接金属时，通常先用浓ZnCl2溶液处理表面；（2）由ZnCl2·H2O制备无水ZnCl2时，通常不用直接加热法制备；（3）银器在含H2S空气中变黑；（4）铜器在潮湿的空气中会生成“铜绿”；（5）[Ag(NH3)2]Cl遇到硝酸时，析出沉淀；（6）HNO3与过量汞反应的产物是Hg2(NO3)2。
4．完成下列反应的化学方程式：（1）Au(s) + HCl(l) + HNO3(l) → ；（2）Cu(s) + NH3(g) + O2(g) + H2O(l)→ ；（3）Cu2+(aq) + I-(aq) → ；（4）AgBr(s) + S2O32-(aq) → ；（5）Au(s) + NaCN(aq) + O2(g) + H2O(l) → ；（6）Zn(OH)2(s) + OH-(aq) → ；（7）Hg22+(aq) + 4I-(aq) → ；（8）Hg2Cl2(s) ＋NH3(l) → ；（9）HgCl2(aq) + SnCl2(aq) → ；（10）HgS(s) + H+(aq) + NO3-(aq) + Cl-(aq) → 。
5．欲从含有少量Cu2+的ZnSO4溶液中除去Cu2+，从H2S、NaOH、Zn、Na2CO3中选择最适宜加入的试剂。
6．找出实现下列变化所需的物质，并写出反应方程式：（1）Zn → [Zn(OH)4] 2-→ ZnCl2→ [Zn (NH3)4] 2+→ ZnS；（2）Cu → CuSO4→ Cu(OH)2→ CuO → CuCl2→ [CuCl2]-→ CuCl。
7．某一化合物A溶于水得浅蓝色溶液，在A溶液中加入NaOH溶液可得浅蓝色沉淀B。
B 能溶于盐酸，也能溶于氨水。
第二十章铜副族和锌副族
红色的碱性氧化物 Cu2O 不溶于 H2O ，但溶于稀酸，之后 歧化
Cu2O + H2SO4 —— CuSO4 + Cu + H2O
在固相中 Cu ( I ) 很稳定 ， Cu ( I ) 具有 d 10 稳定结构 。 Cu2O 的热稳定性比 CuO 还高 。
Cu ( I ) 有还原性，在空气中 CuCl 可被氧化 4 CuCl + O2 + 4 H2O —— 3 CuO ·Cu Cl2 ·3 H2O + 2 HCl Cu ( I ) 也有氧化性
汞易与某些金属生成汞齐 Na – nHg 。 Na – nHg 既保持 Hg 的惰性，又保持 Na 的活泼性。 银汞齐和金汞齐可用于提取贵金属银和金。
二 化学性质 常温下，IIB 族元素单质都很稳定。
1 和非金属的反应
加热条件下，Zn、Cd、Hg 均可与 O2 反应，生成 MO 式 氧化物。
2 Zn + O2 —— 2 ZnO 2 Cd + O2 —— 2 CdO ( 褐色 ) 2 Hg + O2 —— 2 HgO ( 红色 )
Cu
Cl
Cl
在浓溶液中 CuCl2 是黄色的，这是由于生成 CuCl 4 2－ 配离
子；稀溶液中由于水分子多，CuCl2 变为 [ Cu ( H2O )4 ] Cl 2 ，
由于水合，显蓝色。
各种配体场强不同，d－d 跃迁的能量不一样，故颜色不同。
Cu ( NH 3 ) 4 2 + 深蓝色，
Cu ( CN ) 4 2 － 无色。
二价 主要是 Cu ； Cu ( II ) 向 Cu ( I ) 转化，必须在有还 原剂的同时，有 Cu ( I ) 的络合剂或沉淀剂存在。
铜副族和锌副族
铜副族和锌副族
第92页，共92页。
前言
铜副族(I B):
原子核外价层电子的构型 ：(n－1)d10ns1 常见氧化态:
铜 (＋1，＋2 ) 银 (＋1)
金 (＋1，＋3)
第92页，共92页。
铜、银、金被称为“货币金属”。 在自然界中，铜、银、金可以以单质状态、也可以以化合态 存在。
第92页，共92页。
当生成配离子和难溶化合物时稳定性增强。
第92页，共92页。
(2) 卤化物
CuCl 、CuBr和CuI都是难溶化合物，且溶解度依次减
小。
均为白色。
都可以通过二价铜离子在相应的卤离子存在的条件下
被还原得到，如:
Cu2＋ ＋ Cu ＋ 4 Cl －
2 [CuCl2]－ (土黄色)
2 Cu2＋ ＋ 4 I－
铜储量居世界第三位。以三种形式于自然界： 自然铜：又称游离铜，很少；
硫化物矿：辉铜矿Cu2S、黄铜矿CuFeS2 等； 含氧矿物：赤铜矿Cu2O、黑铜矿CuO、
孔雀石CuCO3·Cu(OH)2、
胆矾CuSO4·5H2O等。
第92页，共92页。
银主要是以硫化物形式存在的，除了较少的闪银矿Ag2S外， 硫化银常与方铅矿共存。
第92页，共92页。
锌族元素在自然界中主要以硫化物形式存在： 锌的最主要矿物是闪锌矿ZnS、菱锌矿ZnCO3 汞的最主要矿物是辰砂(又名朱砂)HgS
硫化镉矿常以微量存在于闪锌矿中。 锌矿常与铅、铜、镉等共存，最常见的是铅锌矿。
闪锌矿
辰砂
第92页，共92页。
铅锌矿
IA ns1
IIA ns2
IB (n－1)d10ns1
第92页，共92页。
将焙烧过的矿石与沙子混合，在反射炉中加热到1273 K 左右，FeS 进一步氧化为FeO，大部分FeO与SiO2形成熔渣
第92页，共92页。
前言
铜副族(I B):
原子核外价层电子的构型 ：(n－1)d10ns1 常见氧化态:
铜 (＋1，＋2 ) 银 (＋1)
金 (＋1，＋3)
第92页，共92页。
铜、银、金被称为“货币金属”。 在自然界中，铜、银、金可以以单质状态、也可以以化合态 存在。
第92页，共92页。
当生成配离子和难溶化合物时稳定性增强。
第92页，共92页。
(2) 卤化物
CuCl 、CuBr和CuI都是难溶化合物，且溶解度依次减
小。
均为白色。
都可以通过二价铜离子在相应的卤离子存在的条件下
被还原得到，如:
Cu2＋ ＋ Cu ＋ 4 Cl －
2 [CuCl2]－ (土黄色)
2 Cu2＋ ＋ 4 I－
铜储量居世界第三位。以三种形式于自然界： 自然铜：又称游离铜，很少；
硫化物矿：辉铜矿Cu2S、黄铜矿CuFeS2 等； 含氧矿物：赤铜矿Cu2O、黑铜矿CuO、
孔雀石CuCO3·Cu(OH)2、
胆矾CuSO4·5H2O等。
第92页，共92页。
银主要是以硫化物形式存在的，除了较少的闪银矿Ag2S外， 硫化银常与方铅矿共存。
第92页，共92页。
锌族元素在自然界中主要以硫化物形式存在： 锌的最主要矿物是闪锌矿ZnS、菱锌矿ZnCO3 汞的最主要矿物是辰砂(又名朱砂)HgS
硫化镉矿常以微量存在于闪锌矿中。 锌矿常与铅、铜、镉等共存，最常见的是铅锌矿。
闪锌矿
辰砂
第92页，共92页。
铅锌矿
IA ns1
IIA ns2
IB (n－1)d10ns1
第92页，共92页。
将焙烧过的矿石与沙子混合，在反射炉中加热到1273 K 左右，FeS 进一步氧化为FeO，大部分FeO与SiO2形成熔渣
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
cadmium Hg
mercury, hydrargyrum
货币金属
铜、锌分族通性
同周期，IB ~ IA，IIB ~ IIA的比较：
性质 价电子构型 次外层电子构型
Z* 原子半径r
有效离子势*
金属活泼性 化合物键型 形成配合物倾向
IB、IIB
(n-1)d10ns1~2
18e
(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10
铜族元素-铜
硫酸铜 CuSO4·5H2O 胆矾或蓝矾，蓝色斜方晶体。制法： Cu + 2H2SO4（浓）== CuSO4 + SO2↑+ 2H2O 2Cu + 2H2SO4(稀) + O2 == 2CuSO4 + 2H2O
375K
CuSO4·5H2O
CuSO4·3H2O 386K
CuSO4·H2O531K
CuS，黑色，不溶于水，也不溶于稀酸，但溶于热稀硝 酸，也溶于KCN溶液：
3CuS + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 3S↓ + 4H2O 2CuS + 10CN‾ = 2[Cu(CN)4]3‾ + (CN)2↑ + 2S2‾ ➢ 配合物 Cu2+为d9型，可形成配位数2、4、6的络离子 Cu(Ⅱ)络离子有变形八面体或平面正方形，变形八面体 有时也用平面正方形描述。如
铜族元素-铜
1 铜的化合物 （1） Cu(Ⅰ) 的化合物
➢ 氧化物 ----Cu2O(黄色, 红色, 深棕色), 不溶于水, 有毒 2Cu(OH)42‾ +CH2OH(CHOH)4CHO = Cu2O(红色) + 4OH‾ + CH2OH(CHOH)4COOH + 2H2O --------糖尿病的辅助诊断方法 Cu2O对热稳定，溶于稀硫酸，并立即歧化 Cu2O + H2SO4 = Cu2SO4 + H2O Cu2SO4 = CuSO4 + Cu Cu2O溶于氨水和氢卤酸，生成[Cu(NH3)2]+和[CuCl3]2Cu2O + 4NH3H2O == [Cu(NH3)2]++OH- + 3H2O
2CuCl + 2CO
➢ 硫化亚铜(Ksp=210-47) 2Cu + S =Cu2S （黑色） 2Cu2+ + 2S2O32‾+ 2H2O = Cu2S↓ + S↓ + 2SO42‾ + 4H+
铜族元素
（2） Cu(Ⅱ) 的化合物 ➢ 氧化铜和氢氧化铜
CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4 Cu(OH)2 == CuO + H2O CuO是碱性氧化物，高温下易被H2、C、NH3还原 3CuO + 2NH3 = 3Cu + 3H2O + N2 Cu(OH)2微显两性 Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O Cu(OH)2 + 2NaOH = Na2[Cu(OH)4]
大
>
小
<
大
>
弱
<
明显共价性
>
IA、IIA ns1~2
8e (n-1)s2(n-1)p6
小 大 小 强 主要是离子键
铜、锌分族通性
（二）同周期，IB~IIB比较：
性质 价电子构型 原子半径r/pm
Z* 金属活泼性
IB (n-1)d10ns1
II B (n-1)d10ns2
Cu 127.8
<
Zn 133
硫酸铜溶液中加入KI溶液 →CuI 2Cu2+ + 4I ‾ = 2CuI↓(白色) + I2
此法可用于碘量法测定Cu 2+
铜族元素-铜
➢涂有CuI的纸条可以测定空气中汞的浓度，如果室温下3h 不变色，说明汞含量低于允许含量(0.1mgm-3) 若变为亮黄色 或暗红说明汞含量超标。
4CuI + Hg =Cu2HgI4+2Cu ➢CuCl的盐酸溶液定量吸收CO，可用此法测定CO的含量
工业上可用CuO制备氯化亚铜。 CuO + 2HCl + 2NaCl == 2NaCuCl2+2H2O NaCuCl2 == CuCl↓+ NaCl
Cu(Ⅰ)与Cu(Ⅱ)的相对稳定性还与溶剂有关。在非 水、非络合溶剂中，若溶剂的极性小可大大减弱Cu（Ⅱ） 的溶剂作用，则Cu（Ⅱ）可稳定存在。
=1.70×106
[Cu+]2
即平衡时，[Cu2+]占绝对优势
= 6.23
Cu+与Cu2+的相互转化
歧化
2Cu+
Cu2++Cu
反歧化
[Cu+]较大时，平衡向生成Cu2+方向移动，发生歧化；
[Cu+]降低到非常低时，(如生成难溶盐，稳定的配离子 等)，反应将发生倒转(用反歧化表示)。
在水溶液中，要使Cu(I)的歧化朝相反方向进行，必须具 备两个条件:
第十 九章、铜锌副族
Chapter 19. The Copper Subgroup and Zinc Subgroup
周期表中的位置
ds区
❖ 铜族 ---IB Cu
copper, cuprum Ag
silver, argentum Au
gold, aurum
❖ 锌族---IIB Zn zinc Cd
Cu(II)与Cu(I) 的相互转化
4. 在酸性溶液中，简单的Cu+离子不稳定，易发生歧化反 应，产生Cu2+和Cu。
Cu2+ 0.153 Cu+ 0.521 Cu
2Cu+ == Cu + Cu2+
lgK=
n(E+－E–) 0.0592
= 1×(0.521－0.153) 0.0592
[Cu2+]
K=
铜组金属的冶炼
(1) 铜的冶炼CuFe量<5%铜矿为贫矿
b．氧化焙烧：2CuFeS2 + O2== Cu2S + 2FeS + SO2↑ 其中：2FeS + 3O2 ==2FeO + 2SO2
FeO + SiO== FeSiO3(渣) c．Cu2S转化为粗铜：2
周期 元素 价电子结构 氧化态
r
I1 升华热
四 Cu
3d104s1 +1、+2、+3 117 746 340
五 Ag
4d105s1 +1、+2、+3 134 731 285
六 Au
5d106s1 +1、+2、+3 134 890 385
铜族单质的性质
1 物理性质
色泽： 铜
银
金
紫红色 白色 黄色
硬度： Cu、Ag、Au很柔软，有极好的延展性及可塑性，Au
四羟基铜酸钠，蓝色
铜族元素-铜
➢ 卤化铜（CuX2, X=Cl、Br) 无CuI2
CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O CuX2随阴离子变形性增大，颜色加深 CuCl2是共价化合物，易溶于水、乙醇和丙酮等，结构为 链状：
[CuCl4]2黄色
[Cu(H2O)4]2+ 蓝色
两者共存 绿色
2CuCl2·H2O == Cu(OH)2·CuCl2 + 2HCl↑ 在HCl气氛中加热CuCl2·H2O（140～150℃），生成CuCl2。 但到了500℃ 2CuCl2== 2CuCl + Cl2↑
铜族元素-铜
[Cu(NH3)2] + + 4NH3 ·H2O + 1/2O2 =2[Cu(NH3)4] 2+ + 2OH‾ + H2O
（应用于除去气体中的氧）
[Cu(NH3)2]Ac + CO + NH3 = [Cu(NH3)3]Ac·CO
醋酸二氨合铜 (Ⅰ)
减压，加热
[Cu(NH3)2]Ac + CO + NH3 用于合成氨工业的铜洗工段，用于吸收使催化剂中毒的
尤其如此。1g金可以辗压成只有230个原子厚的约1m2的薄片，拉
成直径仅20µm长达165m的金线
并且它们有优良的导电性和导热性。在所有金属中银的导电性
居第一位，铜次之。大量的铜应用于电气及冶金工业。铜易与其
它金属形成合金，铜合金，如青铜（80％Cu、15％Sn、5％Zn）；
黄铜（60％Cu、40％Zn）；白铜（50～70％Cu、18～20％Ni、
CO，加热后放出CO，接着循环使用。
铜族元素-铜
➢ 卤化亚铜（CuX） 除氟电负性很大，不能形成CuF外，其他CuX(Cl, Br, I)
都是白色难溶于水的化合物，溶解度依次降低。 所有的卤化亚铜都可以用还原Cu 2+的方法，还原剂如
SO2、SnCl2等： 2CuCl2+ SO2 + 2H2O = 2CuCl + H2SO4 + 2HCl Cu +Cu2+ + 2Cl- = 2CuCl CuCl + HCl= H[CuCl2] 稀释
Cu在常温下不与干燥空气中的氧化合，加热时能产生的氧化 铜。Ag、Au在加热时也不与空气中的氧化合。
潮湿空气中 2Cu + O2 + H2O + CO2 = Cu(OH)2·CuCO3
铜族元素
➢ Cu、Ag能和H2S、S反应： 4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O Au则不能
mercury, hydrargyrum
货币金属
铜、锌分族通性
同周期，IB ~ IA，IIB ~ IIA的比较：
性质 价电子构型 次外层电子构型
Z* 原子半径r
有效离子势*
金属活泼性 化合物键型 形成配合物倾向
IB、IIB
(n-1)d10ns1~2
18e
(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10
铜族元素-铜
硫酸铜 CuSO4·5H2O 胆矾或蓝矾，蓝色斜方晶体。制法： Cu + 2H2SO4（浓）== CuSO4 + SO2↑+ 2H2O 2Cu + 2H2SO4(稀) + O2 == 2CuSO4 + 2H2O
375K
CuSO4·5H2O
CuSO4·3H2O 386K
CuSO4·H2O531K
CuS，黑色，不溶于水，也不溶于稀酸，但溶于热稀硝 酸，也溶于KCN溶液：
3CuS + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 3S↓ + 4H2O 2CuS + 10CN‾ = 2[Cu(CN)4]3‾ + (CN)2↑ + 2S2‾ ➢ 配合物 Cu2+为d9型，可形成配位数2、4、6的络离子 Cu(Ⅱ)络离子有变形八面体或平面正方形，变形八面体 有时也用平面正方形描述。如
铜族元素-铜
1 铜的化合物 （1） Cu(Ⅰ) 的化合物
➢ 氧化物 ----Cu2O(黄色, 红色, 深棕色), 不溶于水, 有毒 2Cu(OH)42‾ +CH2OH(CHOH)4CHO = Cu2O(红色) + 4OH‾ + CH2OH(CHOH)4COOH + 2H2O --------糖尿病的辅助诊断方法 Cu2O对热稳定，溶于稀硫酸，并立即歧化 Cu2O + H2SO4 = Cu2SO4 + H2O Cu2SO4 = CuSO4 + Cu Cu2O溶于氨水和氢卤酸，生成[Cu(NH3)2]+和[CuCl3]2Cu2O + 4NH3H2O == [Cu(NH3)2]++OH- + 3H2O
2CuCl + 2CO
➢ 硫化亚铜(Ksp=210-47) 2Cu + S =Cu2S （黑色） 2Cu2+ + 2S2O32‾+ 2H2O = Cu2S↓ + S↓ + 2SO42‾ + 4H+
铜族元素
（2） Cu(Ⅱ) 的化合物 ➢ 氧化铜和氢氧化铜
CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + Na2SO4 Cu(OH)2 == CuO + H2O CuO是碱性氧化物，高温下易被H2、C、NH3还原 3CuO + 2NH3 = 3Cu + 3H2O + N2 Cu(OH)2微显两性 Cu(OH)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O Cu(OH)2 + 2NaOH = Na2[Cu(OH)4]
大
>
小
<
大
>
弱
<
明显共价性
>
IA、IIA ns1~2
8e (n-1)s2(n-1)p6
小 大 小 强 主要是离子键
铜、锌分族通性
（二）同周期，IB~IIB比较：
性质 价电子构型 原子半径r/pm
Z* 金属活泼性
IB (n-1)d10ns1
II B (n-1)d10ns2
Cu 127.8
<
Zn 133
硫酸铜溶液中加入KI溶液 →CuI 2Cu2+ + 4I ‾ = 2CuI↓(白色) + I2
此法可用于碘量法测定Cu 2+
铜族元素-铜
➢涂有CuI的纸条可以测定空气中汞的浓度，如果室温下3h 不变色，说明汞含量低于允许含量(0.1mgm-3) 若变为亮黄色 或暗红说明汞含量超标。
4CuI + Hg =Cu2HgI4+2Cu ➢CuCl的盐酸溶液定量吸收CO，可用此法测定CO的含量
工业上可用CuO制备氯化亚铜。 CuO + 2HCl + 2NaCl == 2NaCuCl2+2H2O NaCuCl2 == CuCl↓+ NaCl
Cu(Ⅰ)与Cu(Ⅱ)的相对稳定性还与溶剂有关。在非 水、非络合溶剂中，若溶剂的极性小可大大减弱Cu（Ⅱ） 的溶剂作用，则Cu（Ⅱ）可稳定存在。
=1.70×106
[Cu+]2
即平衡时，[Cu2+]占绝对优势
= 6.23
Cu+与Cu2+的相互转化
歧化
2Cu+
Cu2++Cu
反歧化
[Cu+]较大时，平衡向生成Cu2+方向移动，发生歧化；
[Cu+]降低到非常低时，(如生成难溶盐，稳定的配离子 等)，反应将发生倒转(用反歧化表示)。
在水溶液中，要使Cu(I)的歧化朝相反方向进行，必须具 备两个条件:
第十 九章、铜锌副族
Chapter 19. The Copper Subgroup and Zinc Subgroup
周期表中的位置
ds区
❖ 铜族 ---IB Cu
copper, cuprum Ag
silver, argentum Au
gold, aurum
❖ 锌族---IIB Zn zinc Cd
Cu(II)与Cu(I) 的相互转化
4. 在酸性溶液中，简单的Cu+离子不稳定，易发生歧化反 应，产生Cu2+和Cu。
Cu2+ 0.153 Cu+ 0.521 Cu
2Cu+ == Cu + Cu2+
lgK=
n(E+－E–) 0.0592
= 1×(0.521－0.153) 0.0592
[Cu2+]
K=
铜组金属的冶炼
(1) 铜的冶炼CuFe量<5%铜矿为贫矿
b．氧化焙烧：2CuFeS2 + O2== Cu2S + 2FeS + SO2↑ 其中：2FeS + 3O2 ==2FeO + 2SO2
FeO + SiO== FeSiO3(渣) c．Cu2S转化为粗铜：2
周期 元素 价电子结构 氧化态
r
I1 升华热
四 Cu
3d104s1 +1、+2、+3 117 746 340
五 Ag
4d105s1 +1、+2、+3 134 731 285
六 Au
5d106s1 +1、+2、+3 134 890 385
铜族单质的性质
1 物理性质
色泽： 铜
银
金
紫红色 白色 黄色
硬度： Cu、Ag、Au很柔软，有极好的延展性及可塑性，Au
四羟基铜酸钠，蓝色
铜族元素-铜
➢ 卤化铜（CuX2, X=Cl、Br) 无CuI2
CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O CuX2随阴离子变形性增大，颜色加深 CuCl2是共价化合物，易溶于水、乙醇和丙酮等，结构为 链状：
[CuCl4]2黄色
[Cu(H2O)4]2+ 蓝色
两者共存 绿色
2CuCl2·H2O == Cu(OH)2·CuCl2 + 2HCl↑ 在HCl气氛中加热CuCl2·H2O（140～150℃），生成CuCl2。 但到了500℃ 2CuCl2== 2CuCl + Cl2↑
铜族元素-铜
[Cu(NH3)2] + + 4NH3 ·H2O + 1/2O2 =2[Cu(NH3)4] 2+ + 2OH‾ + H2O
（应用于除去气体中的氧）
[Cu(NH3)2]Ac + CO + NH3 = [Cu(NH3)3]Ac·CO
醋酸二氨合铜 (Ⅰ)
减压，加热
[Cu(NH3)2]Ac + CO + NH3 用于合成氨工业的铜洗工段，用于吸收使催化剂中毒的
尤其如此。1g金可以辗压成只有230个原子厚的约1m2的薄片，拉
成直径仅20µm长达165m的金线
并且它们有优良的导电性和导热性。在所有金属中银的导电性
居第一位，铜次之。大量的铜应用于电气及冶金工业。铜易与其
它金属形成合金，铜合金，如青铜（80％Cu、15％Sn、5％Zn）；
黄铜（60％Cu、40％Zn）；白铜（50～70％Cu、18～20％Ni、
CO，加热后放出CO，接着循环使用。
铜族元素-铜
➢ 卤化亚铜（CuX） 除氟电负性很大，不能形成CuF外，其他CuX(Cl, Br, I)
都是白色难溶于水的化合物，溶解度依次降低。 所有的卤化亚铜都可以用还原Cu 2+的方法，还原剂如
SO2、SnCl2等： 2CuCl2+ SO2 + 2H2O = 2CuCl + H2SO4 + 2HCl Cu +Cu2+ + 2Cl- = 2CuCl CuCl + HCl= H[CuCl2] 稀释
Cu在常温下不与干燥空气中的氧化合，加热时能产生的氧化 铜。Ag、Au在加热时也不与空气中的氧化合。
潮湿空气中 2Cu + O2 + H2O + CO2 = Cu(OH)2·CuCO3
铜族元素
➢ Cu、Ag能和H2S、S反应： 4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O Au则不能