銅族和鋅族元素

關(guān)于銅族和鋅族元素本章內(nèi)容第一節(jié)銅族元素第二節(jié)鋅族元素第2頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月本章要求１.掌握銅、銀、鋅、汞單質(zhì)的性質(zhì)和用途。２.掌握銅、銀、鋅、汞的氧化物、氫氧化物及其重要鹽類的性質(zhì)。３.掌握Cu(Ⅰ)、Cu(Ⅱ)、Hg(Ⅰ)、Hg(Ⅱ)之間的相互轉(zhuǎn)化。４.掌握A和B；A和B族元素的性質(zhì)對(duì)比。第3頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月1-1銅族元素的通性

第一節(jié)銅族元素銅族元素雖能形成與堿金屬相同的+1氧化態(tài)的化合物，但它們卻很少相似。堿金屬在周期表中是最活潑的金屬，尤其是銫、而銅族金屬是不活潑的，且由Cu→Ag→Au活潑性遞減。金是很惰性的金屬。銅族位于周期系的IB族，包括銅、銀、金三種元素。第4頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月一、電子層結(jié)構(gòu)和元素氧化態(tài)

銅、銀、金三個(gè)元素，每一個(gè)元素都有+1、+2和+3三種氧化數(shù)。最常見(jiàn)的氧化數(shù)：銅為+2、銀為+1、金為+3。Cu2O、CuO、KCuO2(銅酸鉀)、AgNO3、AgF2、AgI[AgO2]等。而堿金屬主要氧化態(tài)是+1。銅族：(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10ns1堿金屬：(n-1)s2(n-1)p6ns1第5頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月原因是IB族的ns電子和次外層(n-1)d電子能量相差不大，在與其他元素化合時(shí)，不僅ns電子能參加反應(yīng)，(n-1)d電子也能依反應(yīng)條件的不同，可以部分參加反應(yīng)，即表現(xiàn)出不同的氧化態(tài)。二、成鍵特征

可以形成離子鍵它們的電離能不是很大，與變形性小電負(fù)性大的原子成鍵時(shí)，可以失去電子形成離子鍵CuSO4AgNO3AgF第6頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月由于18電子結(jié)構(gòu)的離子具有很強(qiáng)的極化力和明顯的變形性，所以銅族元素一方面易形成共價(jià)化合物，另一方面由于它們離子的d、s、p軌道能量相差不大，能級(jí)較低的空軌道較多，所以銅族元素容易形成配合物。Cu(NH3)42+Cu2I2AgIAuCl3容易形成共價(jià)鍵和配位鍵第7頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月

CuAgAu原子量63.5107.9197.0價(jià)電子3d104s14d105s15d106s1主要氧化態(tài)+1，+2+1+1，+3原子金屬半徑/pm127.8144.4144.2第一電離勢(shì)(kJ·mol-1)750735895第二電離勢(shì)(kJ·mol-1)197020831987M+水合熱(kJ·mol-1)-582-486-644M2+離子水合熱(kJ·mol-1)-2121————升華熱(kJ·mol-1)340285385電負(fù)性1.91.932.54表20-1銅族元素的基本性質(zhì)雖然銅的第二電離勢(shì)較大，但銅的二價(jià)離子水合熱的負(fù)值更大，因此銅在水溶液中的穩(wěn)定價(jià)態(tài)是2同周期元素比較，銅族元素的原子半徑比堿金屬原子小得多。三、基本性質(zhì)第8頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月化學(xué)活潑性遠(yuǎn)小于堿金屬；從上到下，金屬活潑性遞減；與堿金屬的變化規(guī)律相反。

四、標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)第9頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月同周期元素核電荷：堿金屬<銅族同周期元素半徑：堿金屬>銅族由于上述兩種因素,加上18電子層結(jié)構(gòu)對(duì)核的屏蔽效應(yīng)比8電子結(jié)構(gòu)小得多，使銅族元素的有效核電荷較大，對(duì)最外層s電子的吸引力比堿金屬?gòu)?qiáng)。因此，與同周期的堿金屬相比，銅族元素的第一電離勢(shì)較高；標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)的數(shù)值為正值；單質(zhì)的熔沸點(diǎn)固體密度及硬度等均比堿金屬的高，所以銅族元素的金屬活潑性遠(yuǎn)小于堿金屬。變化規(guī)律是：自上而下活潑性遞減。這與主族元素的變化是不同的。五、性質(zhì)變化特點(diǎn)第10頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月輝銅礦1-2金屬單質(zhì)一、存在和冶煉1.存在閃銀礦(Ag2S)銀礦主要以游態(tài)存在，巖脈金礦，沖積金金礦硫化物礦：輝銅礦(Cu2S),黃銅礦(CuFeS2),斑銅礦(Cu2FeS4)氧化物礦：赤銅礦(Cu2O),孔雀石(CuCO3·Cu(OH)2)。銅礦黃銅礦斑銅礦赤銅礦孔雀石閃銀礦黃金第11頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月銅礦石富集沸騰爐焙燒反射爐制冰銅轉(zhuǎn)爐制粗銅電解精煉銅的冶煉富集用浮選法923-1073K1773-1823K高溫吹入空氣2.金屬冶煉第12頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月有關(guān)的冶煉反應(yīng)焙燒：2CuFeS2＋O2===Cu2S＋2FeS＋SO2制冰銅：2FeS＋3O2===2FeO＋2SO2

FeO＋SiO2===FeSiO3

mCu2S＋nFeS==Cu2S·nFeS（冰銅）制粗銅：2Cu2S＋3O2===2Cu2O＋2SO22Cu2O＋Cu2S===6Cu＋SO2↑電解精煉陽(yáng)極（粗銅）：Cu＝Cu2+＋2e

陰極（純銅）：Cu2+＋2e＝Cu電解反應(yīng)Cu（粗銅）===Cu（純銅）比銅活潑的金屬雜質(zhì)溶解于溶液中比銅不活潑的金屬雜質(zhì)沉于陽(yáng)極泥中第13頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月浸取：4Au＋8NaCN＋2H2O＋O2＝4Na[Au(CN)2]＋4NaOH

4Ag＋8NaCN＋2H2O＋O2＝4Na[Ag(CN)2]＋4NaOHAg2S＋4NaCN＝2Na[Ag(CN)2]＋Na2S還原：2Na[Au(CN)2]＋Zn＝2Au＋Na2[Zn(CN)4]

2Na[Ag(CN)2]＋Zn＝2Ag＋Na2[Zn(CN)4]淘金法銀Ag

金Au濕法冶煉Ag和AuNaCN溶液浸取礦物往浸取液中加放鋅粉還原鋅粉有關(guān)反應(yīng)：第14頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月三種金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)都在氫之下，它們不溶于稀鹽酸及稀硫酸中。但當(dāng)有空氣或配位劑存在時(shí)，銅能溶于稀酸和濃鹽酸：二、單質(zhì)性質(zhì)和用途2Cu+8HCl（濃）→2H3[CuCl4]+H2↑2Cu+2H2SO4+O2→2CuSO4+2H2O第15頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月銅在常溫下不與干燥空氣中的氧化合，加熱時(shí)能產(chǎn)生黑色的氧化銅。銀、金在加熱時(shí)也不與空氣中的氧化合。在潮濕的空氣中放久后銅的表面會(huì)慢慢生成一層銅綠。2Cu+O2+H2O+CO2→Cu（OH）→

Cu（OH）2·CuCO3銀、金則不發(fā)生這個(gè)反應(yīng)。銅、銀能和H2S、S反應(yīng)：4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O金則不能。第16頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月

銅與銀很容易溶解在硝酸或熱的濃硫酸中，而金只能溶于王水中。這時(shí)，硝酸作為氧化劑，鹽酸作為配位劑：Cu+2H2SO4（濃）=CuSO4+SO2+2H2O3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO+2H2OAu+4HCl+HNO3→HAuCl4+NO+2H2O第17頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月近日，瑞士一家珠寶公司與MP3廠商合作推出一款全部機(jī)身（包括耳機(jī)在內(nèi)）全部由24K黃金包裹的特別版MP3播放器，它由某品牌MP3播放器MP-400改制，在容量上也達(dá)到了目前市場(chǎng)上袖珍型閃存MP3的最高容量，1GB。第18頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月1-3主要化合物一、銅的化合物1.氧化物Cu2O氧化亞銅CuO氧化銅Cu在空氣中加熱在氧氣中燃燒>1273K高溫下穩(wěn)定性:Cu2O>CuO均難溶于水第19頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月在0.1MCuSO4中加入6MNaOH至生成沉淀剛好溶解完，然后加入乙醛溶液1ml，加熱。現(xiàn)象：溶液生成紅色沉淀醫(yī)生用此法可檢驗(yàn)糖尿病溶液中Cu2O的制備Cu2+＋4OH-＝[Cu(OH)4]2-2[Cu(OH)4]2-+CH2OH(CHOH)4CHO＝Cu2O↓+4OH-+CH2OH(CHOH)4COOH＋2H2O△第20頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月Cu2O是紅色固體，不溶于水，溶于稀酸時(shí)岐化析出銅單質(zhì)，溶于氨水生成不穩(wěn)定的無(wú)色配合物，容易氧化為藍(lán)色氨合物，對(duì)熱穩(wěn)定。4[Cu(NH3)2]+＋8NH3·H2O＋O2＝

4[Cu(NH3)4]2+藍(lán)色＋4OH-＋6H2OCu2O性質(zhì)Cu2O＋H2SO4＝Cu2SO4＋H2OCu2SO4＝CuSO4＋CuCu2O＋H2SO4＝CuSO4＋Cu+H2OCu2O＋4NH3·H2O=2[Cu(NH3)2]+無(wú)色＋2OH-＋3H2O第21頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月醋酸二氨合銅(Ⅰ)是可溶性配合物，合成氨工業(yè)常用它來(lái)吸收對(duì)催化劑有毒的CO氣體：[Cu(NH3)2]Ac＋CO＋NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO加壓降溫2.鹵化物

CuClCuBrCuICuF2CuCl2CuBr2

顏色白白白白黃氯棕黑溶解性不溶不溶不溶微溶溶溶第22頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月制備鹵化亞銅由+2價(jià)銅鹽還原制備Cu2+＋4I-＝2CuI↓＋I(xiàn)2生成的I2可用硫代硫酸鈉除去：I2＋2S2O32-＝2I-＋S4O62-2CuCl2＋SO2＋2H2O＝2CuCl＋H2SO4＋2HCl或：Cu＋CuCl2＋6HCl(濃)===2H3[CuCl4]△（也存在配位數(shù)為2和3的配合物）2H3[CuCl4]===2CuCl↓＋6HCl稀釋第23頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月想一想:用此法能否制得碘化銅?為什么?氧化銅或氫氧化銅與氫鹵酸反應(yīng)可得到鹵化銅。Cu(OH)2+2HCl==CuCl2+2H2OCuO+2HCl==CuCl2+H2O解釋見(jiàn)P348第24頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月鹵化銅的性質(zhì)4[Cu(NH3)2]+＋8NH3·H2O＋O2＝

4[Cu(NH3)4]2+＋4OH-＋6H2O無(wú)水鹽強(qiáng)熱分解為氯化亞銅：2CuCl2====2CuCl＋Cl2↑773KCuCl＋2NH3·H2O==[Cu(NH3)2]+＋Cl-＋2H2O第25頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月ClClClClCl

CuCuCuCuClClClClCl在過(guò)量Cl-存在下可形成配合離子：Cu(H2O)62+藍(lán)色＋4Cl-＝[CuCl4]2-(黃色)＋6H2OCuCl2為鏈狀共價(jià)物,溶于水、乙醇和丙酮溶液中結(jié)晶出來(lái)的氯化銅含有兩個(gè)結(jié)晶水，加熱分解成為堿式鹽，所以無(wú)水物應(yīng)在氯化氫氣流中干燥2CuCl2·2H2O====Cu(OH)2CuCl2＋2HCl↑773K第26頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月銅與硫加熱反應(yīng)或用硫代硫酸鈉還原Cu2+在Cu2+溶液中通入H2SCu2SCuS高溫黑色3.硫化物2Cu＋S===Cu2S△2Cu2+＋2S2O32-＝Cu2S↓＋S↓＋2SO42-＋4H+Cu2++H2S==CuS↓+2H+第27頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月Ksp(Cu2S)=2×10-47Ksp(CuS)=8.5×10-452CuS＋10CN-＝2[Cu(CN)4]3－＋(CN)2↑＋S2-硫化物均不溶于水和稀酸,可溶于硝酸或王水,也溶于氰化物3CuS＋8HNO3＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋3S↓＋4H2O第28頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月4.硫酸銅CuSO4

為藍(lán)色,味苦,俗稱藍(lán)礬或苦礬,是重要的試劑和殺菌劑。銅與濃硫酸反應(yīng)氧化銅或氫氧化銅與稀硫酸反應(yīng)CuSO4銅與稀硫酸在充足的氧氣中反應(yīng)第29頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月CuSO4·5H2O的結(jié)構(gòu)第30頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月CuSO4·5H2O受熱失水分解第31頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月無(wú)水硫酸銅是白色粉末，不溶于乙醇和乙醚，具有很強(qiáng)的吸水性，吸水后顯特征的藍(lán)色，可利用這一性質(zhì)檢驗(yàn)乙醚、乙醇等有機(jī)溶劑中的微量水分，也可用作干燥劑。硫酸銅在水溶液中會(huì)發(fā)生水解而顯酸性：2CuSO4+H2OCu2(OH)SO4++HSO4-因此配制硫酸銅溶液必須加酸抑制水解。第32頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月硫酸銅的用途工業(yè)農(nóng)業(yè)電鍍、電池、印染、染色木材保存、制顏料等制“波爾多”溶液，用于殺蟲(chóng)滅菌，加入貯水池中可防止藻類生長(zhǎng)波爾多液配方：CuSO4·5H2O：CaO：H2O=1：1：100第33頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月加硫酸銅的游泳池第34頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月5.銅配合物一價(jià)銅配合物一般是無(wú)色的,配位數(shù)為2-4,鹵素、氨的配合物穩(wěn)定性較差，但四氰合銅(Ⅰ)非常穩(wěn)定。Cu(CN)43-CuCl42-Cu(H2O)42+2CuS+10CN-=2[Cu(CN)4]3-+2S2-+(CN)2↑Cu(OH)42-第35頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月Cu(NH3)42+由于Cu2+離子的軌道未占滿電子,因而它比Cu+更容易形成配合物,并且呈現(xiàn)較深的顏色。它的配位數(shù)為4。纖維素纖維素溶液水或酸銅氨溶液可溶解纖維素第36頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月6.銅(Ⅰ)銅(Ⅱ)的相互轉(zhuǎn)化根據(jù)銅的電極電勢(shì)可知,在溶液中，Cu+總是要發(fā)生岐化。因此一價(jià)銅化合物只存在于較穩(wěn)定的配合物中或者是存在于難溶物中。Cu電極電勢(shì)

0.158V0.522VE°(A)Cu2+───Cu+───Cu│0.34V│└──────-──┘第37頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月在高溫下，由于銅的第一電離勢(shì)較低，第二電離勢(shì)很大，所以容易形成一價(jià)銅的化合物，如在高溫下可發(fā)生下列反應(yīng)：4CuO＝2Cu2O＋O22CuCl2===2CuCl+Cl22CuBr2===2CuBr+Br22CuS====Cu2S+S第38頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月想一想:CuSO4溶液過(guò)一會(huì)后開(kāi)始有什么現(xiàn)象?加入過(guò)量NaCN溶液有什么變化?加入NaCN溶液最終產(chǎn)物是什么?生成棕黃色的Cu(CN)2↓最終產(chǎn)物是無(wú)色的Na3[Cu(CN)4]棕黃色沉淀很快分解為白色CuCN↓并放出(CN)2氣體第39頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月二、銀的化合物1.氧化銀AgNO3AgOH白Ag2CO3白Ag2O暗棕色NaOHNa2CO3-H2O-CO2極不穩(wěn)定第40頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月有關(guān)反應(yīng)：AgNO3+NaOH=AgOH+NaNO32AgOH==Ag2O+H2O2AgNO3+Na2CO3=Ag2CO3+2NaNO3Ag2CO3==Ag2O+CO2↑第41頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月Ag2O的性質(zhì)Ag2O極易溶于硝酸或氨水溶液生成硝酸鹽或銀氨離子。氧化銀不溶于水,呈暗棕色,由于它的生成熱很小,很不穩(wěn)定,容易被還原為金屬銀2Ag2O====4Ag＋O2↑573K

Ag2O＋CO＝2Ag＋CO2Ag2O＋H2O2＝2Ag＋H2O＋O2↑第42頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月2.硝酸銀制備3Ag＋4HNO3(稀)＝3AgNO3＋NO↑＋2H2O或:Ag＋2HNO3(濃)＝AgNO3＋NO2↑＋H2O想一想：為了充分利用硝酸，應(yīng)當(dāng)采用濃硝酸還是稀硝酸？硝酸銀是實(shí)驗(yàn)室最常用的可溶性銀鹽第43頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月提純AgNO3Cu2(NO3)2AgNO3CuO473K沉淀CuO濾液AgNO3溶解過(guò)濾純AgNO3重結(jié)晶713K2AgNO3=====2Ag＋2NO2↑＋O2↑原理473K2Cu(NO3)2====2CuO＋4NO2↑＋O2↑步驟第44頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月2AgNO3=====2Ag+2NO2↑+O2↑硝酸銀見(jiàn)光受熱會(huì)分解，因此必須保存于棕色瓶和避光陰涼處固體AgNO3或其溶液都是強(qiáng)氧化劑,即使在室溫下,許多有機(jī)物都能將它還原成黑色銀粉。如AgNO3遇到蛋白質(zhì)即生成黑色蛋白銀,所以皮膚或布與它接觸都會(huì)變黑。EA0

（Ag+/Ag）=0.779V第45頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月10%的硝酸銀溶液尖醫(yī)藥上作消毒劑。大量的硝酸銀用于制造照相底片上的鹵化銀。非常重要的化學(xué)試劑AgNO3第46頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月3.鹵化銀Ag2O+2HF====2AgF+H2O制備Ag+X-AgClAgBrAgI+白↓淺黃↓黃↓AgF是離子晶體,易溶于水,其它鹵化物均不溶于水,隨鹵離子的半徑增大溶解度變小,顏色加深。這是由于陰陽(yáng)離子的相互極化作用引起的。第47頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月AgBr=====Ag＋Br光感光潛影定影顯影鹵化銀的感光性鹵化銀大量用于制感光材料，從膠片到相片的過(guò)程可表示如下圖所示第48頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月顯影劑是一種還原劑，如對(duì)苯二酚，反應(yīng)如下：HO——OH+2AgBr==2Ag+O==O+2HBr經(jīng)過(guò)顯影后，隨著銀的生成，逐漸顯出影像定影劑的主要成分是硫代硫酸鈉，多余的鹵化銀在定影劑中被溶解掉，以保證影片清晰，反應(yīng)如下：AgBr＋2S2O32-＝[Ag(S2O3)2]3-＋Br-第49頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月4.銀的配合物Ag(CN)2-Ag(NH3)2+Ag(S2S3)23-AgCl2-4.5×1051.7×1071.6×10131.0×1021銀氨溶液用于進(jìn)行銀鏡反應(yīng)2Ag(NH3)2++RCHO+2OH-==RCOONH4

+2Ag+3NH3+H2OAg(S2S3)23-用于做定影液,

Ag(CN)2-用于濕法提銀和電鍍。K穩(wěn):第50頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月5.銀的常見(jiàn)難溶鹽Ag2S(黑色)Ksp＝1.6×10-49

Ag2CrO4(紅色)Ksp＝9×10-12AgI(黃色)Ksp＝1.5×10-16Ag2SO4（白色）Ksp＝1.6×10-5大部分的銀鹽都是難溶鹽，Ag2S最難溶利用難溶鹽的顏色可以進(jìn)行各種陰離子的鑒定分析上用鉻酸鹽作為硝酸銀滴定氯離子的終點(diǎn)指示劑第51頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月第二節(jié)鋅族元素2-1鋅族元素的通性一、基本性質(zhì)

ZnCdHg原子量65.39112.41200.59價(jià)電子3d104s24d105s25d106s2主要氧化態(tài)+2+2+1，+2原子共價(jià)半徑/pm125148149第一電離勢(shì)(kJ·mol-1)9158731013第二電離勢(shì)(kJ·mol-1)174316411820M2+水合熱(kJ·mol-1)-2054-1816-1833升華熱(kJ·mol-1)10111262電負(fù)性1.651.692.00它們的離子水合熱特別大，所以+2氧化數(shù)是本族元素特征氧化數(shù)第52頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月由于18電子層結(jié)構(gòu)對(duì)原子核的屏蔽效應(yīng)比8電子結(jié)構(gòu)小得多，因此鋅族元素的有效核電荷較大，對(duì)外層S電子的吸引力比堿土金屬?gòu)?qiáng)。與同周期的堿土金屬比較，原子和離子半徑都較小，電負(fù)性和電離勢(shì)較大，因而活潑性較低。本族元素比銅族元素活潑，自上而下活潑性遞減。第53頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月二、成鍵特征M2+鋅族離子1、18電子構(gòu)型極化作用強(qiáng)，易形成共價(jià)鍵。(n-1)d102、容易進(jìn)行SP3雜化，形成四面體構(gòu)型配合物。3、除Hg可以形成+1氧化數(shù)外，Zn和Cd

只有+2氧化數(shù)，Hg的+1價(jià)態(tài)化合物實(shí)際上是以-Hg-Hg-雙聚離子存在。4、18電子構(gòu)型的離子或配合物一般是無(wú)色的。第54頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月2-2金屬單質(zhì)一、存在和冶煉１.主要礦物閃鋅礦ZnS菱鋅礦ZnCO3晨砂HgS鎘礦常與鋅礦共存閃鋅礦菱鋅礦辰砂第55頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月礦物富集精礦焙燒熱還原粗鋅精餾提純火法煉鋅2ZnS+3O2==2ZnO+SO2↑2C＋O2=====

2COZnO＋CO=====Zn＋CO2２.冶煉有關(guān)反應(yīng)：第56頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月HgS＋O2==Hg＋SO2↑HgS+4CaO==4Hg+3CaS+CaSO4晨砂與空氣或氧化鈣共熱可得到金屬汞用蒸餾的方法可使汞分離出來(lái)。第57頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月二、性質(zhì)和用途１、物理性質(zhì)表：鋅、鎘、汞的物理性質(zhì)它們的熔沸點(diǎn)低，汞是所有金屬中熔點(diǎn)最低的金屬，本族元素密度以汞的最大。第58頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月汞Hg汞蒸氣有毒！使用要注意防止其掉落在地板上汞要在水底下保存。第59頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月黃銅Cu-Zn容易形成合金汞齊Hg-M不僅鋅族元素之間容易形成合金，它們還容易與其他金屬形成合金。但鐵族金屬不形成汞齊，可用鐵制容器盛水銀。“齊”是我國(guó)古代對(duì)合金的稱呼第60頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月

Zn、Cd是電鍍的原料鋅大量用于制造黃銅、白鐵皮等合金。鋅用于制造干電池。汞用于制造溫度計(jì)、壓力計(jì)、太陽(yáng)燈等鋅是人體不可缺少的微量元素。鋅也是植物生長(zhǎng)的微量元素。用途第61頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月２.化學(xué)性質(zhì)1.與非金屬的反應(yīng)在加熱的條件下，鋅族元素可與O2、S、X2等非金屬反應(yīng)ZnCdHg+O2SX2MOMSMX2本族元素中，化學(xué)活潑性最強(qiáng)的是鋅，最不活潑的是汞，鎘的化學(xué)性質(zhì)類似于鋅，主要反應(yīng)表現(xiàn)為：第62頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月4Zn+2O2+3H2O+CO2=ZnCO3·3Zn(OH)2汞與硫在常溫下就能發(fā)生反應(yīng)，這是由于它們的接觸面大，另外就是汞與硫的親和力強(qiáng)。常溫下，鎘和汞不與空氣反應(yīng)，鋅的表面可形成保護(hù)層：第63頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月2.與酸堿反應(yīng)Zn+2H+==Zn2++H2↑Zn+2OH-+2H2O==Zn(OH)2-+H2↑鋅為兩性金屬，在稀酸或稀堿中反應(yīng)生成氫氣：Cd與濃酸反應(yīng)放出氫氣：Cd+2HCl(濃)==CdCl2+H2↑Hg不與濃酸反應(yīng)，但與硝酸反應(yīng)第64頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月3Hg＋8HNO3==3Hg(NO3)2＋2NO↑＋4H2O想一想:鋅和鋁都是兩性金屬,都具有銀白色,如何用化學(xué)方法區(qū)別它們?鋅和鋁都是兩性的一個(gè)區(qū)別是鋅可溶于氨水，鋁則不溶Hg(NO3)2＋Hg＝Hg2(NO3)2若汞過(guò)量，則生成硝酸亞汞：Cd和Hg都不溶于堿Zn＋4NH3＋2H2O==[Zn(NH3)4]2+＋2OH-＋H2↑第65頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月2-3鋅族元素的主要化合物一、氧化物和氫氧化物制備Zn2+＋2OH-＝Zn(OH)2↓(白)Cd2+＋2OH-＝Cd(OH)2↓(白)Hg2+＋2OH-＝HgO↓(黃)＋H2O氫氧化汞極不穩(wěn)定，常溫下立即分解為氧化物。第66頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月ZnO白色CdO棕灰色HgO紅色或黃色鋅和鎘的氧化物可由碳酸鹽熱分解得到，也可由氫氧化物熱分解得到：M(OH)2==MO＋H2O△MCO3==MO＋CO2↑M=Zn、Cd△第67頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月化學(xué)性質(zhì)ZnO+2OH-+H2O=Zn(OH)42-ZnO和Zn(OH)2兩性Zn(OH)2+2H+==Zn2++2H2OCd(OH)2+2H+=Cd2++2H2OCd(OH)2和CdO弱堿性CdO+2H+=Cd2++H2O第68頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月HgO+HNO3==Hg(NO3)2+H2OM(OH)2＋4NH3＝[M(NH3)4]2+＋2OH-

(M＝Zn,Cd)HgO弱堿性它們都可溶于有關(guān)配合劑溶液中。如氫氧化鋅和氫氧化鎘可溶解于氨水溶液中：第69頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月二、硫化物Ksp1.2×10-233.6×10-293.5×10-52溶于稀酸溶于濃酸不溶于濃酸和硝酸,但溶于王水和Na2SZnS白CdS黃HgS黑利用硫化物的溶解差別可進(jìn)行離子的分離和鑒定第70頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月3HgS＋12HCl＋2HNO3＝3H2[HgCl4]＋3S↓＋2NO↑＋4H2O鋅鋇白顏料ZnS·BaSO4鎘黃顏料CdS優(yōu)良顏料，經(jīng)久不變色ZnS晶體是制作熒光粉的主要原料HgS+Na2S==Na2[HgS2]第71頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月三、氯化物鋅氧化鋅碳酸鋅氯化鋅ZnCl2+鹽酸制干電池防腐劑焊藥水有機(jī)反應(yīng)催化劑氯化汞HgCl2氯化亞汞Hg2Cl2第72頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月氯化鋅溶于水，乙醇，乙醚。由氧化鋅或碳酸鋅溶于鹽酸中得到。它在水溶液中水解呈酸性：

無(wú)水氯化鋅是溶解度最大的固體鹽（333克/100克水，283K）由于它吸水性很強(qiáng)，又可用于作去水劑。FeO+2H[ZnCl2(OH)]=Fe[ZnCl2(OH)]2+H2OZnCl2＋H2O＝H[ZnCl2(OH)]它能溶解金屬氧化物：第73頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月氯化汞HgCl2白色針狀晶體微溶于水有劇毒共價(jià)分子：Cl-Hg-Cl熔點(diǎn)低、易升華，故俗名“升汞”主要化學(xué)性質(zhì)HgCl2HgCl+＋Cl-K1＝3.2×10-7在溶液中發(fā)生微弱電離：HgCl+Hg2+＋Cl-K2＝1.8×10-7第74頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月HgCl2＋2NH3＝Hg(NH2)Cl↓＋NH4Cl此反應(yīng)可用于二價(jià)汞鹽的鑒別Hg2Cl2+SnCl2==2Hg↓(黑)+SnCl4這是又一種檢驗(yàn)汞鹽的方法與氨水反應(yīng)生成白色氯化氨基汞沉淀：與SnCl2反應(yīng)：HgCl2+SnCl2==Hg2Cl2↓(白)+SnCl4第75頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月氯化亞汞Hg2Cl2是一種不溶于水的白色粉末,無(wú)毒,味略甜,俗稱“甘汞”甘汞醫(yī)藥上用作輕瀉劑,化學(xué)上常用作甘汞電極在亞汞化合物中，汞是以雙聚體Hg22+的形式出現(xiàn)，氧化數(shù)為+1+Hg:Hg+兩個(gè)Hg+以共價(jià)鍵結(jié)合,所以汞的共價(jià)數(shù)是2第76頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月無(wú)色或白色,多數(shù)微溶于水,和Hg2+離子不同,亞汞離子一般不形成配合物Hg2Cl2+2NH3=Hg(NH2)Cl↓+Hg↓+NH4Cl亞汞鹽的性質(zhì)與氨水反應(yīng)氯化亞汞在氨水中立刻歧化為白色的氨基氯化汞和黑色的汞，此反應(yīng)可用于區(qū)分Hg2+和Hg22+第77頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月四、Hg22+與Hg2+的相互轉(zhuǎn)化電極電勢(shì)圖E°(A)：

0.920V0.789VHg2+————————————Hg22+————————————Hg根據(jù)電極電勢(shì)可知，Hg(Ⅱ)與Hg(Ⅰ)的相互轉(zhuǎn)化：Hg＋Hg2+Hg22+所以,有Hg存在時(shí),溶液中以亞汞鹽形式出現(xiàn)思考：上述反應(yīng)的平衡常數(shù)如何計(jì)算？第78頁(yè),共88頁(yè)，星期六，2024年，5月平衡常數(shù)不是很大,容易進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化,加入Hg2+沉淀劑或配位劑,平衡向左進(jìn)行。Hg22+＋2OH-＝Hg↓＋HgO↓＋H2OHg22+＋H2S＝HgS↓＋Hg↓＋2H+Hg2Cl2＋2NH3＝HgNH2Cl＋Hg＋NH4ClHg2I2+2KI=K2[KgI4]+HgLgK=——————=2.2128n(0.920-0