第19章銅副族和鋅副族

1、 金礦主要是以自然金形式存在，包括散布在巖石中金礦主要是以自然金形式存在，包括散布在巖石中的巖脈金和存在于沙礫中的沖積金兩大類。的巖脈金和存在于沙礫中的沖積金兩大類。發(fā)生歧n化反應(yīng)。閃鋅礦閃鋅礦 辰砂辰砂 鉛鋅礦鉛鋅礦 0.1532.0Cu2O3Cu2Cu0.521Cu0.3419 0.7996 1.980 1.8Ag3Ag2AgAgAu2 1.41 1.29 1.681.8Au3AuAu1.49Cu0.3600.08Cu(OH)2CuO20.2220.3420.6070.739Ag2O3AgOAg2OAg1.45Au(OH)3Au 0.6Cd2Cd22Cd0.4030 0.92Hg2Hg22

2、Hg 0.789 0.851(飽和液飽和液)HgCl2Hg2Cl2Hg 0.53 0.26810.7618 Zn2Zn1.249 Zn(OH)2Zn0.809Cd(OH)2CdHgO0.0977Hg19 1 銅副族元銅副族元素素19 1 1 銅副族元素單質(zhì)的性質(zhì)銅副族元素單質(zhì)的性質(zhì)n銅銀金n化學(xué)活潑性越來越差。銅在干燥空氣中比較穩(wěn)定，在水 銀和金的活性差，不會發(fā)生上述反應(yīng)?？諝庵腥艉秀y和金的活性差，不會發(fā)生上述反應(yīng)?？諝庵腥艉蠬2S氣體，與銀接觸后，銀的表面很快會生成一層氣體，與銀接觸后，銀的表面很快會生成一層Ag2S黑黑色薄膜而使銀失去銀白色光澤。這是由于色薄膜而使銀失去銀白色光澤。這是

3、由于Ag是軟酸，它是軟酸，它與軟堿結(jié)合特別穩(wěn)定，所以銀對與軟堿結(jié)合特別穩(wěn)定，所以銀對 S 和和H2S很敏感。很敏感。 銅、銀、金都不能與稀酸作用而放出氫氣。銅、銀、金都不能與稀酸作用而放出氫氣。 銅和銀可溶于硝酸或熱的濃硫酸：銅和銀可溶于硝酸或熱的濃硫酸： Cu 4 HNO3 (濃濃) Cu(NO3)2 2 NO2 2 H2O 3 Cu 8 HNO3 (稀稀) 3 Cu(NO3)2 2 NO 4 H2O Cu 2 H2SO4 (濃濃) CuSO4 SO2 2 H2O 金的金屬活性最差，只能溶于王水中：金的金屬活性最差，只能溶于王水中： Au 4 HCl HNO3 HAuCl4 NO 2 H2O

4、銅在紅熱時與空氣中的氧氣反應(yīng)生2 銅在生命系統(tǒng)中起著重要作用，人體有銅在生命系統(tǒng)中起著重要作用，人體有30多種含有多種含有銅的蛋白質(zhì)和酶。血漿中的銅幾乎全部結(jié)合在銅藍(lán)蛋白銅的蛋白質(zhì)和酶。血漿中的銅幾乎全部結(jié)合在銅藍(lán)蛋白中，銅藍(lán)蛋白具有亞鐵氧化酶的功能，在鐵的代謝中起中，銅藍(lán)蛋白具有亞鐵氧化酶的功能，在鐵的代謝中起著重要的作用。著重要的作用。FeO SiO2 FeSiO3 m Cu2S n FeS 冰銅冰銅 (2) 銀的提取銀的提取 (3) 金的提取金的提取19 1 2 銅的化合物銅的化合物 銅的常見氧化數(shù)為銅的常見氧化數(shù)為 1、2，本節(jié)重點(diǎn)介紹常見的，本節(jié)重點(diǎn)介紹常見的Cu(I)、Cu(II)

5、化合物，以及兩種價態(tài)之間的轉(zhuǎn)換?；衔铮约皟煞N價態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。1 氧化數(shù)為氧化數(shù)為 1 的化合物的化合物 (3) 硫化物硫化亞銅Cu2S是黑色物質(zhì)，難溶于水。鈉(鉀)溶液中: 3 Cu2S 16 HNO3 6 Cu(NO3 )2 3 S4 NO8 H2O Cu2S 4 CN 2 Cu(CN) 2 S2 (4) 配位化合物Cu可與單齒配體形成配位數(shù)為2、3、4的配位化合物，由于Cu的價電子在合成氨工業(yè)中常用醋酸二氨合銅(I) Cu(NH3)2Ac 溶液吸收能使催化劑中毒的CO氣體。 2氧化數(shù)為 2 的化合物CuO屬于堿性氧化物，難溶于水， CuO具有氧化性，在高溫下可被一些還原劑還原具有氧化性

6、，在高溫下可被一些還原劑還原:4 CuO2 Cu2O O2 Cu(OH)2CuO 353363 K H2 O在有H或NH4存在時，氫氧化銅 氫氧化銅略顯兩性，既可溶于酸，也可溶于過量的氫氧化銅略顯兩性，既可溶于酸，也可溶于過量的濃堿溶液中濃堿溶液中 Cu(OH)2 H2SO4 CuSO4 2 H2O Cu(OH)2 2 NaOH Na2Cu(OH)4 (2) 鹵化銅鹵化銅 有白色有白色 CuF2、黃褐色、黃褐色CuCl2 和黑色和黑色 CuBr2，帶有結(jié)，帶有結(jié)晶水的藍(lán)色晶水的藍(lán)色 CuF22H2O和藍(lán)綠色和藍(lán)綠色 CuCl22H2O。鹵化銅的。鹵化銅的顏色隨著陰離子的不同而變化。顏色隨著陰離

7、子的不同而變化。 無水無水CuCl2無限長鏈結(jié)構(gòu)。每個無限長鏈結(jié)構(gòu)。每個Cu處于處于4個個Cl形成的形成的平面正方形的中心平面正方形的中心:ClClCuClClCuClClCuCu CuCl2也易溶于一些有機(jī)溶劑，如乙醇和丙酮，說明也易溶于一些有機(jī)溶劑，如乙醇和丙酮，說明CuCl2具有較強(qiáng)的共價性。具有較強(qiáng)的共價性。 CuCl2易溶于水，在很濃的易溶于水，在很濃的CuCl2水溶液中，可形成水溶液中，可形成黃色的黃色的CuCl42: Cu2 4 Cl CuCl42 由于在高溫脫水時發(fā)生水解，所以用脫水方法制備由于在高溫脫水時發(fā)生水解，所以用脫水方法制備無水無水CuCl2時，要在時，要在HCl氣流

8、中進(jìn)行。無水氣流中進(jìn)行。無水CuCl2 進(jìn)一步進(jìn)一步受熱，則發(fā)生下面的反應(yīng)：受熱，則發(fā)生下面的反應(yīng)：2 CuCl22 CuCl 強(qiáng)熱強(qiáng)熱 Cl2 無水無水CuSO4為白色粉末，易溶于水，有很強(qiáng)的吸水為白色粉末，易溶于水，有很強(qiáng)的吸水作用。吸水后顯出水合銅離子的特征藍(lán)色。作用。吸水后顯出水合銅離子的特征藍(lán)色。 此特性用來此特性用來檢驗(yàn)一檢驗(yàn)一 些有機(jī)物如乙醇、乙醚等中的微量水分。也用用些有機(jī)物如乙醇、乙醚等中的微量水分。也用用作燥劑。作燥劑。 CuSO4在在650 下部分發(fā)生分解。下部分發(fā)生分解。 CuSO4具有殺菌能力，被用于蓄水池、游泳池以防具有殺菌能力，被用于蓄水池、游泳池以防止藻類生長。

9、與石灰乳混合配制的止藻類生長。與石灰乳混合配制的 “波爾多波爾多”液，農(nóng)業(yè)液，農(nóng)業(yè)上用來消滅植物病蟲害。上用來消滅植物病蟲害。 (4) 配位化合物配位化合物 Cu2為為d9構(gòu)型，具有順磁性。由于可以發(fā)生構(gòu)型，具有順磁性。由于可以發(fā)生dd躍躍遷，化合物都有顏色，與單齒配體一般能形成配位數(shù)遷，化合物都有顏色，與單齒配體一般能形成配位數(shù)4的的正方形配位單元，如正方形配位單元，如 Cu(NH3)42 、Cu(H2O)42、 CuCl42等。等?？s二脲反應(yīng)：蛋白質(zhì)和縮二脲縮二脲反應(yīng)：蛋白質(zhì)和縮二脲( (NH2CONHCONH2)在在NaOH溶液中加入溶液中加入CuSO4稀溶液時會呈現(xiàn)紅紫色。稀溶液時會呈

10、現(xiàn)紅紫色。 Cu2(NHCONHCONH)2(OH)22之故：之故：此此外，外，Cu2還可以與一些有機(jī)配體，如乙二胺等，還可以與一些有機(jī)配體，如乙二胺等，在堿性溶液中生成配位化合物?？s二脲在堿性溶液中生成配位化合物?？s二脲HN(CONH2)2和和硫酸銅反應(yīng)呈現(xiàn)特征的紫色，是由于生成了配位化合物硫酸銅反應(yīng)呈現(xiàn)特征的紫色，是由于生成了配位化合物COCHNOHNHNCuOOCuHNHNCCOOHN2COCHNOHNHNCuOOCuHNHNCCOOHN2COCHNOHNHNCuOOCuHNHNCCOOHNCOCHNOHNHNCuOOCuHNHNCCOOHNCOCHNOHNHNCuOOCuHNHNCCO

11、OHNCOCHNOHNHNCuOOCuHNHNCCOOHNCOCHNOHNHNCuOOCuHNHNCCOOHNCOCHNOHNHNCuOOCuHNHNCCOOHN2HH但是但是在水溶液中，電荷高、半徑小的在水溶液中，電荷高、半徑小的Cu2，其水，其水合熱合熱(2121 kJmol1)比比Cu的的(582 kJmol1)大得多，大得多，這說明這說明Cu在溶液中是不穩(wěn)定的。在溶液中是不穩(wěn)定的。 事實(shí)上，在水溶液中，事實(shí)上，在水溶液中，Cu易發(fā)生歧化反應(yīng)生成易發(fā)生歧化反應(yīng)生成Cu2和和Cu： 2Cu Cu2 Cu 2 Cu (g) Cu2 (g) Cu(s) rHm 866.5 kJmol1 Cu2

12、 Cu Cu 同樣，從銅的元素電勢圖上看同樣，從銅的元素電勢圖上看EA / V E右右 E左左，Cu轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)化成Cu2 和和Cu 的趨勢很大，在的趨勢很大，在 298 K時，此歧化反應(yīng)的平衡常數(shù)時，此歧化反應(yīng)的平衡常數(shù) K 1.7 106 由于由于K較大，反應(yīng)進(jìn)行得很徹底。較大，反應(yīng)進(jìn)行得很徹底。0.521 0.153 在在 這里這里Cu 是還原劑，是還原劑，Cl 是絡(luò)合劑。是絡(luò)合劑。CuCl 的生成的生成使得溶液中游離的使得溶液中游離的Cu濃度大大降低，平衡向生成濃度大大降低，平衡向生成Cu的方向移動。由于的方向移動。由于Cu濃度的降低，使得濃度的降低，使得E(Cu2/Cu) 下降，而下降，

13、而E( Cu2/Cu) 升高，即升高，即 EA / V Cu2 CuCl Cu0.5520.122 在熱的在熱的Cu(II) 溶液中加入溶液中加入KCN，得白色，得白色CuCN沉淀：沉淀： 2 Cu 2 4 CN 2 CuCN (CN) 2 CuCN (x1) CN Cu(CN)x1x (x2 4) Cu(III)的化合物很少，氯化銅、金屬鉀和單質(zhì)氟共的化合物很少，氯化銅、金屬鉀和單質(zhì)氟共熱可得熱可得K3CuF6 5 K CuCl2 3 F2 K3CuF6 2 KCl 下面的反應(yīng)也可以得到下面的反應(yīng)也可以得到Cu(III)的化合物：的化合物： 2 CuO 2KO2 KCuO2 O2 AgOH只

14、有用強(qiáng)堿與可溶性銀鹽的乙醇溶液，在低只有用強(qiáng)堿與可溶性銀鹽的乙醇溶液，在低于于 228 K才能真正得到。才能真正得到。19 1 3 銀的化合物銀的化合物2 Ag 2 OH2 AgOH(白白)Ag2O (棕黑棕黑) H2O Ag2O和和Cu2O一樣也是共價化合物，基本上不溶于一樣也是共價化合物，基本上不溶于 水。二者的主要異同點(diǎn)：水。二者的主要異同點(diǎn)： Ag2O為中強(qiáng)堿，而為中強(qiáng)堿，而Cu2O 呈弱堿性；呈弱堿性； Ag2O在在300 即發(fā)生分解，生成銀和氧，即發(fā)生分解，生成銀和氧，Cu2O對熱十分穩(wěn)定；對熱十分穩(wěn)定； Ag2O與與HNO3反應(yīng)生成穩(wěn)定的反應(yīng)生成穩(wěn)定的Ag(I)鹽鹽 Ag2O 2

15、 HNO3 2 AgNO3 H2O 而而Cu2O 溶于非氧化性的稀酸，若不能生成溶于非氧化性的稀酸，若不能生成Cu(I)的沉的沉淀或絡(luò)離子時，將立即歧化；淀或絡(luò)離子時，將立即歧化； 溶于氨水會生成無色的溶于氨水會生成無色的 Ag(NH3)2 絡(luò)離子絡(luò)離子 Ag2O 4 NH3 H2O 2 Ag(NH3)2 2 OH 鹵化銀中只有鹵化銀中只有AgF是離子型化合物，易溶于水，其它是離子型化合物，易溶于水，其它的鹵化銀均難溶于水，且溶解度按的鹵化銀均難溶于水，且溶解度按 AgCl、AgBr、AgI 次次序降低，顏色也依次加深。將序降低，顏色也依次加深。將Ag2O溶于氫氟酸，然后蒸溶于氫氟酸，然后蒸發(fā)

16、至黃色晶體析出而得到氟化銀。而將硝酸銀與可溶性氯、發(fā)至黃色晶體析出而得到氟化銀。而將硝酸銀與可溶性氯、溴、碘化物反應(yīng)即生成不同顏色的鹵化銀沉淀。溴、碘化物反應(yīng)即生成不同顏色的鹵化銀沉淀。 2 其它簡單化合物其它簡單化合物 鹵化銀有感光性，是指其在光的作用下分解。鹵化銀有感光性，是指其在光的作用下分解。 攝影過程中的感光就是這一反應(yīng)，底片上的攝影過程中的感光就是這一反應(yīng)，底片上的AgBr 光光分解生成分解生成Ag 。 然后用氫醌等顯影劑處理，將含有銀核的然后用氫醌等顯影劑處理，將含有銀核的AgBr還原還原為金屬銀而顯黑色，這就是顯影。最后，用為金屬銀而顯黑色，這就是顯影。最后，用NaS2O3等定

17、等定影液溶解掉未感光的影液溶解掉未感光的AgBr，這就是定影：，這就是定影：2 AgBr2 Ag Br2 hAgBr 2 S2O32 Ag(S2O3)23 Br 硫化銀硫化銀Ag2S 是黑色物質(zhì)，難溶于水。屬于需要濃、是黑色物質(zhì)，難溶于水。屬于需要濃、熱硝酸才能溶解的硫化物或氰化鈉熱硝酸才能溶解的硫化物或氰化鈉(鉀鉀)溶液中。溶液中。 難溶鹵化銀難溶鹵化銀AgX等能和相應(yīng)的鹵離子等能和相應(yīng)的鹵離子X 形成溶解度形成溶解度較大的配離子：較大的配離子： AgX (n1) X AgXn(n1) ( XCl，Br，I；n2，3，4) 在光照或加熱到在光照或加熱到440 時，硝酸銀分解，因此時，硝酸銀分

18、解，因此AgNO3 要保存在棕色瓶中。要保存在棕色瓶中。 在醫(yī)藥上在醫(yī)藥上 AgNO3常用做消毒劑和防腐劑。常用做消毒劑和防腐劑。 與與AgNO3 相比，相比，Cu(NO3)2 的熱穩(wěn)定性更差些，因?yàn)榈臒岱€(wěn)定性更差些，因?yàn)镃u(II)的電荷比的電荷比Ag(I)高，反極化作用更強(qiáng)之故。高，反極化作用更強(qiáng)之故。 3 配位化合物配位化合物 Ag與單齒配體形成的配位單元中，以配位數(shù)為與單齒配體形成的配位單元中，以配位數(shù)為2的的直線型者最為常見，如直線型者最為常見，如Cu(NH3)2、Ag(NH3)2、Ag(S2O3)23等。等。 這些配離子常常是無色的，主要是由于這些配離子常常是無色的，主要是由于Ag

19、的價電的價電子構(gòu)型為子構(gòu)型為 d10，d軌道全充滿，不存在軌道全充滿，不存在dd 躍遷。躍遷。 Ag(NH3)2用于制造保溫瓶和鏡子鍍銀用于制造保溫瓶和鏡子鍍銀: Ag(NH3)2 RCHO 3 OH 2 Ag RCOO 4 NH3 2 H2 該反應(yīng)常用來鑒定醛。該反應(yīng)常用來鑒定醛。 Ag 形成穩(wěn)定程度不同的配離子：形成穩(wěn)定程度不同的配離子：Ag 2 ClAgCl2 K穩(wěn)穩(wěn)1.1105Ag 2 NH3 Ag(NH3)2K穩(wěn)穩(wěn)1.1107Ag 2 S2O32 Ag(S2O3 )23K穩(wěn)穩(wěn)2.91013Ag 2 CNAg(CN)2 K穩(wěn)穩(wěn)1.31021 金在化合態(tài)時的氧化數(shù)主要為金在化合態(tài)時的氧化

20、數(shù)主要為 3 。 金在金在473 K下同氯氣作用，得到反磁性的紅色固體下同氯氣作用，得到反磁性的紅色固體AuCl3。無論在固態(tài)還是在氣態(tài)下，該化合物均為二聚。無論在固態(tài)還是在氣態(tài)下，該化合物均為二聚體，具有氯橋結(jié)構(gòu)，如下圖所示。體，具有氯橋結(jié)構(gòu)，如下圖所示。AuClClClClAuClCl 3 AuAu3 2 Au 若用有機(jī)物，如草酸、甲醛或葡萄糖等可以將若用有機(jī)物，如草酸、甲醛或葡萄糖等可以將AuCl3還原為膠態(tài)金。在鹽酸溶液中，可形成平面還原為膠態(tài)金。在鹽酸溶液中，可形成平面AuCl4，與與Br作用得到作用得到AuBr4，而同，而同I作用得到作用得到不穩(wěn)定的不穩(wěn)定的AuI。 CsAuCl4

21、 發(fā)生部分分解，則得到黑色發(fā)生部分分解，則得到黑色CsAuCl3，X射線晶體衍射實(shí)驗(yàn)證明其結(jié)構(gòu)為射線晶體衍射實(shí)驗(yàn)證明其結(jié)構(gòu)為Cs2AuCl2AuCl4。這。這種結(jié)構(gòu)支持了種結(jié)構(gòu)支持了CsAuCl3為反磁性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。為反磁性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 在金的化合物中，在金的化合物中，3 氧化態(tài)是最穩(wěn)定的。氧化態(tài)是最穩(wěn)定的。Au(I) 化化合物也是存在的，但不穩(wěn)定，很容易轉(zhuǎn)化為合物也是存在的，但不穩(wěn)定，很容易轉(zhuǎn)化為Au(III) :K Au3 Au3離子易被還原離子難被還原IA和和IB性質(zhì)性質(zhì)比較比較 1 鋅副族元素單質(zhì)的性質(zhì)鋅副族元素單質(zhì)的性質(zhì)19 2 鋅副族元素鋅副族元素 (1) 物理性質(zhì)物理性質(zhì) 與過渡

22、金屬相比，鋅副族元素的一個重要特點(diǎn)是熔、與過渡金屬相比，鋅副族元素的一個重要特點(diǎn)是熔、沸點(diǎn)較低。金屬鍵較弱，有兩點(diǎn)原因沸點(diǎn)較低。金屬鍵較弱，有兩點(diǎn)原因: (a) 原子半徑大；原子半徑大； (b) 次外層次外層 d 軌道全充滿，不參與形成金屬鍵。軌道全充滿，不參與形成金屬鍵。 汞可以溶解其它金屬形成汞齊，因組成不同，汞齊可汞可以溶解其它金屬形成汞齊，因組成不同，汞齊可以呈液態(tài)和固態(tài)兩種形式。以呈液態(tài)和固態(tài)兩種形式。 汞齊在化學(xué)、化工和冶金中都有重要用途，如鈉汞齊汞齊在化學(xué)、化工和冶金中都有重要用途，如鈉汞齊與水作用，緩慢放出氫氣，在有機(jī)化學(xué)中常用做還原劑。與水作用，緩慢放出氫氣，在有機(jī)化學(xué)中常用

23、做還原劑。此外，利用汞能溶解金、銀的性質(zhì)，在冶金中用汞來提煉此外，利用汞能溶解金、銀的性質(zhì)，在冶金中用汞來提煉這些金屬。鋅、鎘、汞與其它金屬容易形成合金，例如，這些金屬。鋅、鎘、汞與其它金屬容易形成合金，例如，黃銅是鋅最重要的合金之一。黃銅是鋅最重要的合金之一。 由于汞原子由于汞原子 6s 軌道上的兩個電子非常穩(wěn)定，因此它軌道上的兩個電子非常穩(wěn)定，因此它的金屬鍵更弱，其熔點(diǎn)是所有金屬中最低的。不潤濕玻璃，的金屬鍵更弱，其熔點(diǎn)是所有金屬中最低的。不潤濕玻璃，所以常被用來做溫度計。所以常被用來做溫度計。 汞蒸氣有毒。汞蒸氣有毒。 Zn Cd H Cu Hg Ag Au (2) 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì) 鋅

24、副族元素與銅副族元素相比有很大的不同，主要鋅副族元素與銅副族元素相比有很大的不同，主要表現(xiàn)在：鋅副族表現(xiàn)在：鋅副族的的常見氧化態(tài)為常見氧化態(tài)為2。 由于鋅、鎘、汞全充滿的由于鋅、鎘、汞全充滿的 d亞層比較穩(wěn)定，這些元素亞層比較穩(wěn)定，這些元素很少表現(xiàn)出過渡金屬的特征。銅副族元素則不然，不僅能很少表現(xiàn)出過渡金屬的特征。銅副族元素則不然，不僅能失去最外層的失去最外層的s電子，還可以失去次外層電子，還可以失去次外層d軌道中的電子。軌道中的電子。還有一點(diǎn)值得注意，汞的前兩級電離能也較高，金也如此，還有一點(diǎn)值得注意，汞的前兩級電離能也較高，金也如此，這也許反映出充滿電子的這也許反映出充滿電子的4f亞層對原

25、子核的屏蔽效果不佳。亞層對原子核的屏蔽效果不佳?；瘜W(xué)活潑性隨著原子序數(shù)的增大而遞減，與堿土金屬恰好化學(xué)活潑性隨著原子序數(shù)的增大而遞減，與堿土金屬恰好相反，但比銅族強(qiáng)。兩族元素的化學(xué)活潑性有如下次序：相反，但比銅族強(qiáng)。兩族元素的化學(xué)活潑性有如下次序：n鋅在加熱情況下，可以與大部分非金屬作用，與n鹵素在通常條件下反應(yīng)較慢。 2 鋅副族元素的提取鋅副族元素的提取 (1) 鋅的冶煉鋅的冶煉 閃鋅礦經(jīng)浮選得到含閃鋅礦經(jīng)浮選得到含ZnS 40 60%的精礦，加以焙燒的精礦，加以焙燒使它轉(zhuǎn)化為氧化鋅使它轉(zhuǎn)化為氧化鋅: 2 ZnS 3 O2 2 ZnO 2 SO2 電解，可得到純度為 99.99 % 的金屬鋅

26、。 鎘主要存在于鋅的各種礦石中，大部分是在煉鋅時作鎘主要存在于鋅的各種礦石中，大部分是在煉鋅時作為副產(chǎn)品得到的。由于鎘的沸點(diǎn)為副產(chǎn)品得到的。由于鎘的沸點(diǎn)(1040 K)比鋅的沸點(diǎn)比鋅的沸點(diǎn)(1180 K)低，將含鎘的鋅加熱到鎘的沸點(diǎn)以上、鋅的沸點(diǎn)以下低，將含鎘的鋅加熱到鎘的沸點(diǎn)以上、鋅的沸點(diǎn)以下的溫度，鎘先被蒸出得到粗鎘。再將粗鎘溶于的溫度，鎘先被蒸出得到粗鎘。再將粗鎘溶于HCl，用，用Zn 置換，可以得到較純的鎘。置換，可以得到較純的鎘。 按照以下方式制取按照以下方式制取汞：汞： HgS Fe Hg FeS HgS在空氣中灼燒至在空氣中灼燒至600 700 被還原為汞單質(zhì)：被還原為汞單質(zhì)：

27、HgS O2 Hg SO2 4 HgS 4 CaO 4 Hg 3 CaS CaSO4 (2) 鎘和汞的提取鎘和汞的提取鋅副族元素中，鋅和鎘的常見氧化2的氧化物。CdO、ZnO 也可由相應(yīng)的碳酸鹽、硝酸鹽熱分解而得到。19 2 2 鋅和鎘的化合物鋅和鎘的化合物 1 氧化物和氫氧化物氧化物和氫氧化物 ZnO俗名鋅白，純俗名鋅白，純ZnO為白色，加熱則變?yōu)辄S色，為白色，加熱則變?yōu)辄S色，ZnO的結(jié)構(gòu)屬硫化鋅型。的結(jié)構(gòu)屬硫化鋅型。 CdO由于制備方法的不同而顯不同顏色，如鎘在空由于制備方法的不同而顯不同顏色，如鎘在空氣中加熱生成褐色氣中加熱生成褐色CdO。在。在 250 時氫氧化鎘熱分解則時氫氧化鎘熱分

28、解則得到綠色得到綠色CdO，CdO具有具有NaCl型結(jié)構(gòu)。型結(jié)構(gòu)。 氧化物的熱穩(wěn)定性依氧化物的熱穩(wěn)定性依ZnO、CdO、HgO次序逐一遞次序逐一遞減，減，ZnO、CdO較穩(wěn)定，受熱升華但不分解。較穩(wěn)定，受熱升華但不分解。 鋅鹽和鎘鹽溶液中加入適量強(qiáng)堿，得到相應(yīng)的氫氧化鋅鹽和鎘鹽溶液中加入適量強(qiáng)堿，得到相應(yīng)的氫氧化物。物。 ZnCl2 2 NaOH Zn(OH)2 2 NaClCdCl2 2 NaOH Cd(OH)2 2 NaCl 氫氧化鋅為兩性物質(zhì)，與強(qiáng)酸作用生成鋅鹽，與強(qiáng)堿氫氧化鋅為兩性物質(zhì)，與強(qiáng)酸作用生成鋅鹽，與強(qiáng)堿作用得到鋅酸鹽作用得到鋅酸鹽 Zn(OH)2 2 H Zn2 2 H2O

29、Zn(OH)2 2 OH Zn(OH)42 氫氧化鎘也顯兩性，但偏堿性。只有在熱、濃的強(qiáng)氫氧化鎘也顯兩性，但偏堿性。只有在熱、濃的強(qiáng)堿中才緩慢溶解、生成堿中才緩慢溶解、生成Na2Cd(OH)4。 Zn(OH)2、Cd(OH)2受熱受熱、脫水分別生成脫水分別生成ZnO和和CdO。n鋅、鎘的氧化物和氫氧化物都是共價型化合物。2其它化合物在含Zn2、Cd2的溶液中通入H SH濃度增加，阻礙了濃度增加，阻礙了ZnS進(jìn)一步沉淀。進(jìn)一步沉淀。 ZnS不溶于醋酸。不溶于醋酸。Zn2 H2SZnS 2 H CdS的溶度積更小，不溶于稀酸，但能溶于濃酸。的溶度積更小，不溶于稀酸，但能溶于濃酸。通通過控制溶液的酸

30、度，可以用通入過控制溶液的酸度，可以用通入H2S氣體的方法使氣體的方法使Zn2、Cd2分離。分離。 ZnS本身可做白色顏料，它同硫酸鋇共沉淀形成的混本身可做白色顏料，它同硫酸鋇共沉淀形成的混合晶體合晶體ZnSBaSO4，稱為鋅鋇白或立德粉，是一種很好的，稱為鋅鋇白或立德粉，是一種很好的白色顏料。其制備反應(yīng)如下白色顏料。其制備反應(yīng)如下 ZnSO4(aq) BaS(aq) ZnSBaSO4 CdS被稱作鎘黃，可用做黃色顏料。被稱作鎘黃，可用做黃色顏料。 由于鋅和鎘的二價離子由于鋅和鎘的二價離子M2為為18電子構(gòu)型，極化電子構(gòu)型，極化能力能力和變形性都很強(qiáng)，所以氯化鋅和氯化鎘具有相當(dāng)程度的共和變形性

31、都很強(qiáng)，所以氯化鋅和氯化鎘具有相當(dāng)程度的共價性，主要表現(xiàn)在熔、沸點(diǎn)較低，熔融狀態(tài)下導(dǎo)電能力差。價性，主要表現(xiàn)在熔、沸點(diǎn)較低，熔融狀態(tài)下導(dǎo)電能力差。 因此，通過將因此，通過將 ZnCl2 溶液蒸干或加熱含結(jié)晶水的溶液蒸干或加熱含結(jié)晶水的ZnCl2 晶體的方法，是得不到無水晶體的方法，是得不到無水 ZnCl2的，只能得到堿的，只能得到堿式鹽。式鹽。Zn2 H2OZn(OH) H ZnCl2H2OZn(OH)Cl HCl ZnCl2在乙醇和其它有機(jī)溶劑中溶解性較好，也從在乙醇和其它有機(jī)溶劑中溶解性較好，也從另另一個側(cè)面說明了它具有共價性。在一個側(cè)面說明了它具有共價性。在ZnCl2的濃溶液中，由的濃溶

32、液中，由于生成二氯于生成二氯羥合鋅羥合鋅(II)酸而具有顯著的酸性：酸而具有顯著的酸性： ZnCl2 H2O HZnCl2(OH) 二氯二氯羥合鋅羥合鋅(II)酸能溶解金屬氧化物酸能溶解金屬氧化物: FeO 2 HZnCl2(OH) FeZnCl2(OH)2 H2O19 2 3 汞的化合物汞的化合物 在在 Hg2(NO3)2和和Hg2Cl2等化合物中，等化合物中，Hg的氧化態(tài)是的氧化態(tài)是 1，這類化合物被稱為亞汞化合物。在亞汞化合物中，這類化合物被稱為亞汞化合物。在亞汞化合物中，汞總是以雙聚體汞總是以雙聚體Hg22形式出現(xiàn)。也就是說，兩個形式出現(xiàn)。也就是說，兩個Hg以以共價形式結(jié)合。從共價形式

33、結(jié)合。從Hg 的價電子構(gòu)型的價電子構(gòu)型5d106s1推測，亞汞推測，亞汞化合物應(yīng)是順磁性的，氯化亞汞的化學(xué)式為化合物應(yīng)是順磁性的，氯化亞汞的化學(xué)式為 Hg2Cl2，分，分子是直線型的子是直線型的: ClHgHgCl 兩個汞原子形成兩個汞原子形成HgHg鍵時，鍵時，6s1電子結(jié)合成對電子結(jié)合成對，所所以沒有單電子存在。以沒有單電子存在。 Hg2Cl2 為白色固體，難溶于水。少量的為白色固體，難溶于水。少量的 Hg2Cl2無毒，無毒，因味略甜，俗稱甘汞。常被用來制作甘汞電極。因味略甜，俗稱甘汞。常被用來制作甘汞電極。 Hg2Cl2見光分解，應(yīng)保存在棕色瓶中。見光分解，應(yīng)保存在棕色瓶中。 將金屬汞與

34、氯化汞固體一起研磨，可得到氯化亞汞將金屬汞與氯化汞固體一起研磨，可得到氯化亞汞: HgCl2 Hg Hg2Cl2 Hg2Cl2與與NH3作用生成作用生成Hg(NH2)Cl： Hg2Cl2 2 NH3 Hg(NH2)Cl Hg NH4Cl 該反應(yīng)被應(yīng)用到離子分離中。該反應(yīng)被應(yīng)用到離子分離中。Hg2Cl2 和和 AgCl 均屬于均屬于氯化物沉淀，加入氨水即可將兩種沉淀進(jìn)一步分開。從而氯化物沉淀，加入氨水即可將兩種沉淀進(jìn)一步分開。從而實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)Hg22和和Ag的分離。的分離。 2 氧化數(shù)為氧化數(shù)為2的化合物的化合物 (1) (1) 氧化物和氫氧化物氧化物和氫氧化物 往往Hg(NO3)2溶液中加入強(qiáng)堿可

35、得到黃色溶液中加入強(qiáng)堿可得到黃色HgO沉淀；沉淀；Hg(NO3)2晶體加熱則得到紅色晶體加熱則得到紅色HgO。汞在氧氣中燃燒。汞在氧氣中燃燒也可以得到也可以得到HgO。 HgO由于晶粒大小不同而顯不同顏色。由于晶粒大小不同而顯不同顏色。2 HgO2 Hg O2573 K HgO是制備多種汞鹽的原料，還用做醫(yī)藥制劑、分是制備多種汞鹽的原料，還用做醫(yī)藥制劑、分析試劑、陶瓷顏料等。析試劑、陶瓷顏料等。 汞鹽與強(qiáng)堿反應(yīng)，得到黃色的是汞鹽與強(qiáng)堿反應(yīng)，得到黃色的是HgO而得不到而得不到Hg(OH)2： Hg2 2 OH HgO H2O 這一結(jié)果表明這一結(jié)果表明Hg(OH)2不穩(wěn)定，生成后立即分解。不穩(wěn)定，

36、生成后立即分解。 (2) 硫化物硫化物 在含在含Hg2的溶液中通入的溶液中通入H2S氣體，會得到黑色的硫氣體，會得到黑色的硫化汞化汞HgS，天然辰砂，天然辰砂HgS是紅色的。黑色的是紅色的。黑色的HgS變體加變體加熱到熱到 659 K可以轉(zhuǎn)變?yōu)楸容^穩(wěn)定的紅色變體?？梢赞D(zhuǎn)變?yōu)楸容^穩(wěn)定的紅色變體。 硫化汞是溶解度最小的硫化物。在濃硝酸中也不能硫化汞是溶解度最小的硫化物。在濃硝酸中也不能溶解，但可溶于過量的濃溶解，但可溶于過量的濃Na2S或或KI溶液中溶液中: HgS (s) Na2S (濃濃) Na2HgS2 HgS 2 H 4 I HgI42 H2S 實(shí)驗(yàn)室里，常用王水來溶解實(shí)驗(yàn)室里，常用王水來溶解HgS: 3 HgS 8 H 2 NO3 12 Cl 3 HgCl42 3 S 2 NO 4 H2O (3) 氯化物氯化物 氯化汞為白色針狀晶體，可在過量的氯氣中加熱氯化汞為白色針狀晶體，可在過量的氯氣中加熱金屬汞而制得。金屬汞而制得。HgCl2 為直線形共價化合物，熔點(diǎn)較為直線形共價化合物，熔點(diǎn)較低，易升華，俗稱升汞，略溶于水，有劇毒。稀溶液低，易升華，俗稱升汞，略溶于水，有劇毒。稀溶液有殺菌作用，在醫(yī)療中用作外科消毒劑。氯化汞也用有殺菌作用，在醫(yī)療中用作外科消毒劑。氯化汞也用作有機(jī)反應(yīng)的催化劑。作有機(jī)反應(yīng)的催化劑。 氯化汞在水