有機(jī)無機(jī)化學(xué)化工熱力學(xué)教學(xué)課件銅族元素

1、第十四章 過渡元素(二)第一節(jié) 銅族元素第十四章 過渡元素(二)14.1.1銅族元素概述通性ds區(qū)區(qū)B族族CuAgAuUnn銅銅銀銀金金放放射射性性元元素素主要主要礦物礦物輝銅礦輝銅礦(Cu(Cu2 2S)S)黃銅礦黃銅礦(CuFeSCuFeS2 2)赤銅礦赤銅礦(CuCu2 2O O)孔雀石孔雀石(CuCu2 2(OH(OH)2 2COCO3 3) )藍(lán)銅礦藍(lán)銅礦(CuCu3 3(OH(OH)2 2(CO(CO3 3)2閃銀礦閃銀礦(Ag2S)角銀礦角銀礦(AgCl)巖石巖石( (巖脈金巖脈金) )砂礫砂礫( (沖積金沖積金) )ds區(qū)區(qū)B族族CuAgAu銅銅銀銀金金價(jià)層電子構(gòu)型價(jià)層電子構(gòu)型

2、 3d104s14d105s15d106s1主要氧化數(shù)主要氧化數(shù) +3、+2、+1 +3、+2、+1+3、+2、+1離子有較強(qiáng)的極化力，變形性大，其化合離子有較強(qiáng)的極化力，變形性大，其化合物有一定的共價(jià)性。物有一定的共價(jià)性。通性通性E /VACu3+ Cu2+ Cu+ Cu 2.4 0.159 0.52Cu+ 易發(fā)生歧化： 2Cu+ Cu2+ + CuAg3+ Ag2+ Ag+ Ag 1.8 1.98 0.7991發(fā)生： Ag2+ + Ag 2Ag+ Au3+ Au+ Au 1.36 1.83Au+ 易發(fā)生歧化： 3Au+ Au3+ + 2Au單質(zhì)物理性質(zhì)Cu紅色紅色Ag銀白色銀白色Au黃色黃

3、色密度大, 為重金屬, 其中金的密度最大。如黃銅60%Cu、40%Zn 青銅80%Cu、15%Sn、5%Zn 白銅5070%Cu、1315%Ni、 1325%Zn能與許多金屬形成合金。化學(xué)性質(zhì)化學(xué)活潑性差單質(zhì)Cu ：干燥空氣中穩(wěn)定，在含有CO2的潮濕空氣中表面生成銅綠Ag ：室溫時(shí)不與氧氣和水作用，若與含H2S空氣接觸，表面蒙上一層Ag2S2Cu+O2+H2O+CO2 Cu2(OH)2CO3Cu、Ag ：不溶于非氧化性酸，能與硝酸、熱濃硫酸作用4Ag + 2H2S + O2 2Ag2S + 2H2O Cu+4HNO3(濃) Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O3Cu+8HNO3(稀) 3Cu

4、(NO3)2+2NO +4H2OCu + 2H2SO4(濃) CuSO4+ SO2 + 2H2O2Ag+ 2H2SO4(濃) Ag2SO4 + SO2 +2H2OAg + 2HNO3(65%) AgNO3 + NO2 + H2O化學(xué)性質(zhì)化學(xué)活潑性差單質(zhì)Cu ：干燥空氣中穩(wěn)定，在含有CO2的潮濕空氣中表面生成銅綠Ag ：室溫時(shí)不與氧氣和水作用，若與含H2S空氣接觸，表面蒙上一層Ag2SCu、Ag ：不溶于非氧化性酸，能與硝酸、熱濃硫酸作用Au：溶于王水Au+HNO3+4HCl HAuCl4+NO +2H2O14.1.2銅的重要化合物氧化物Cu2OCuO顏色顏色暗紅色暗紅色黑色黑色溶解性溶解性難溶

5、于水，易溶于酸難溶于水，易溶于酸熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性 穩(wěn)定穩(wěn)定,1235 熔化也不分解熔化也不分解 高高加入氨水加入氨水 Cu(NH3)2+(無色無色)微溶微溶Cu2O+4NH3+H2O 2Cu(NH3)2+2OH-在空氣中被氧化4Cu(NH3)2+O2+8NH3+2H2O 4Cu(NH3)42+(深藍(lán)色)+4OH-氫氧化物CuOH不穩(wěn)定，至今尚未制得(CuOH)2為淺藍(lán)色，難溶于水1. 受熱易脫水Cu(OH)2 CuO + H2O8090C2. 兩性：以堿性為主Cu(OH)2 + 2H+ Cu2+ + H2O (淺蘭色)Cu(OH)2 + 2OH- Cu(OH)42-(亮蘭色)3. 溶于氨水Cu

6、(OH)2+4NH3 Cu(NH3)42+ + 2OH-2Cu(OH)42-+C6H12O6(葡萄糖) Cu2O +C6H12O7+4OH-+2H2O (葡萄糖酸) 用此反應(yīng)可檢查尿糖氯化亞銅(CuCl)鹽類制取:1. 在熱、濃HCl溶液中, 用Cu粉還原CuCl2Cu2+ + Cu + 4Cl- 2CuCl2-2. 用水稀釋2CuCl2- 2CuCl (白色) + 2Cl-總反應(yīng)：Cu2+ + Cu + 2Cl- 2CuClCuCl鹽酸溶液可用作測定氣體中CO含量CuCl +CO+H2O CuCl(CO)H2O (氯化羰基亞銅)鹽類氯化銅(CuCl2)無水CuCl2為棕黃色固體, 是共價(jià)化合

7、物易溶于水和有機(jī)溶劑(如乙醇、丙酮)CuCl2溶液隨c(Cl-)不同而呈不同顏色CuCl42-+ 4H2O Cu(H2O)42+ + 4Cl-(黃色) (淺藍(lán)色)硫酸銅(CuSO4)鹽類無水CuSO4為白色粉末，易溶于水，吸水性強(qiáng)，吸水后呈藍(lán)色，可檢驗(yàn)有機(jī)液體中的微量水分CuSO45H2O稱為膽礬，呈藍(lán)色Cu2+易水解，水溶液呈酸性Cu2+ H2O Cu(OH)+ + H+配合物Cu(I)Cu(II)常見配位數(shù)常見配位數(shù)24主要配合物主要配合物CuCl2- -Cu(SCN)2- - Cu(NH3)2+ +Cu(S2O3)23-3- Cu(CN)2- -Cu(H2O)42+2+ CuCl42-2

8、-Cu(NH3)42+2+Cu()與Cu()的相互轉(zhuǎn)化Cu() Cu() 價(jià)層電子構(gòu)型 3d10 3d9固態(tài)穩(wěn)定性 電荷 +1 72 離子 Cu+ Cu2+水合焓/(kJmol-1) -593 -2100溶液中穩(wěn)定性 由于Cu()固態(tài)穩(wěn)定所以存在有CuCl、Cu2S、Cu2O 等化合物Cu()與Cu()的穩(wěn)定性比較Cu()與Cu()的相互轉(zhuǎn)化2Cu+ Cu2+ + Cu K =1.2106在酸性溶液中，Cu+易發(fā)生歧化使Cu() Cu() 1. 有還原劑存在2. 生成Cu()的難溶物或配離子 2Cu2+ + 4I- 2CuI (白色) + I22Cu2+4CN- 2CuCN (白色) + (C

9、N)2 2Cu2+SO2+2Cl-+2H2O 2CuCl +SO4 +4H+ KCN過量 CuCN+(x-1)CN-Cu(CN)x1-X (x=24)2Cu2+的鑒定 在酸性或中性溶液中， 用K4Fe(CN)6試劑2Cu2+ +Fe(CN)64- Cu2Fe(CN)6 紅褐色動(dòng)畫演示14.1.3銀的重要化合物氧化物和氫氧化物OH)O(s,Ag2OH2Ag22-褐42232NHO(s)AgOH2NH2Ag -2323 2Ag O4NHH O2Ag(NH ) 2OH AgOH只有用強(qiáng)堿與可溶性銀鹽的90%酒精溶液，在低于零下45時(shí)才能制得。AgOH為白色固體，極不穩(wěn)定，形成后立即脫水變?yōu)榘底厣?

10、14.1.3銀的重要化合物鹵化銀AgXAgFAgClAgBrAgI顏色顏色白白淺黃淺黃黃黃溶解性溶解性 溶于水溶于水難溶于水難溶于水鍵型鍵型離子離子 共價(jià)共價(jià)r(X-)增大,變形性增大,共價(jià)性增強(qiáng),溶解度減小鹵化銀具有感光性，可作感光物質(zhì) 2AgX 2Ag + X2日光鹵化銀敷有AgBr照相底片(亮)感光多(暗)感光少曝光發(fā)生反應(yīng)：AgBr Ag(銀核) + Br 亮，感光多，產(chǎn)生Ag 核多 暗，感光少，產(chǎn)生Ag 核少光子曝光鹵化銀敷有AgBr照相底片(亮)感光多(暗)感光少曝光Ag多AgBr多顯影 用顯影劑(有機(jī)還原劑)處理 AgBr + e- Ag + Br- 亮, Ag 核多, 反應(yīng)生成

11、Ag多, 殘余AgBr少 暗, Ag 核少, 反應(yīng)生成Ag少, 殘余AgBr多顯影鹵化銀敷有AgBr照相底片(亮)感光多(暗)感光少曝光Ag多AgBr多顯影黑亮定影 用定影劑(主要Na2S2O3)處理 AgBr + 2S2O3 Ag(S2O3)23- + Br- 亮，Ag 多，底片黑 暗，Ag 少，底片亮定影2-鹵化銀敷有AgBr照相底片(亮)感光多(暗)感光少曝光Ag多AgBr多顯影黑亮定影說明以上得到的是“底片” 洗相時(shí)，將“底片”放在照相紙上再進(jìn)行曝光、顯影、定影，即得照片。硝酸銀 Ag+2HNO3(65%) AgNO3+NO2 +H2O1. 制?。?2. 性質(zhì)：為易溶于水的無色菱形片狀

12、晶體不穩(wěn)定，受熱或見光易分解2AgNO3 2Ag + 2NO2 + O2AgNO3 應(yīng)保存在棕色瓶中具有氧化性，遇微量有機(jī)物被還原為Ag3. 用途：主要用于照相制造溴化銀乳劑、 分析試劑 配合物過量過量NH3過量過量Na2S2O3過量過量KCNAgCl溶溶溶溶溶溶AgBr微溶微溶溶溶溶溶AgI不溶不溶微溶微溶溶溶溶解溶解產(chǎn)物產(chǎn)物Ag(NH3)2+Ag(S2O3)23-Ag(CN)2- Kf1.121072.8810131.261021配離子穩(wěn)定性增大具有弱氧化性2Ag(NH3)2+RCHO+3OH- 2Ag +RCOO-+4NH3 +2H2O用于在玻璃、暖水瓶膽上的鍍銀配合物過量過量NH3過量過量Na2S2O3過量過量KCNAgCl溶溶溶溶溶溶AgBr微溶微溶溶溶溶溶AgI不溶不溶微溶微溶溶溶溶解溶解產(chǎn)物產(chǎn)物Ag(NH3)2+Ag(S2O3)23-Ag(CN)2- Kf1.121072.8810131.261021配離子穩(wěn)定性增大為電