无机化学 铜锌副族ppt课件.ppt

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1、第十八章铜、锌副族本章要求：1．掌握铜族及锌族元素的单质及其重要化合物的性质和用途。2．了解铜、金、锌、汞的冶炼原理。3．掌握Cu（Ⅰ）和Cu（Ⅱ）、Hg（Ⅰ）和Hg（Ⅱ）之间的相互转化和转化条件。4．掌握ⅠA与ⅠB、ⅡA与ⅡB及ⅠB与ⅡB族元素性质的比较。引言元素种类：CuAgAuZnCdHg元素的价电子层结构为（n-1）d10ns1-2，ds区元素重点元素：CuAgZnHg学习方法：注意与对应主族元素的比较第一节铜族元素一、通性铜族元素的价电子层结构为:(n-1)d10ns1最外层都只有一个s电子，而次外层

2、为18个电子:[(n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10]每种元素都有+Ⅰ、+Ⅱ、+Ⅲ三种氧化态，这些氧化态的稳定性各不相同，铜最常见的氧化态是+Ⅱ，银是+Ⅰ，金是+Ⅲ。1、活泼性远小于碱金属比较CuK原子序数2919最外层电子结构4S14S1次外层电子结构18e8e原子半径（pm)117203I1(kJ/mol)746419I2(kJ/mol)19583051常见氧化态+1，+2+1标准电极电势（M+/M)0.521-2.92(M2+/M)0.3372、铜族元素化学活泼性按CuAgAu顺序递减（1）结构方

3、面CuAgAuKRbCs核电荷数294779193755原子半径（pm)117134134203216235即：核电荷增加较多而半径增加不大，使核对价电子的引力增大，活泼性减弱。（2）标准电极电势CuAgAu标准电极电势（M+/M)0.5210.7991.68这与M(S)----￫M+(aq)过程的总能量变化有关（p821表）CuAgAu总热效应(kJ/mol)4595306313、铜族元素有以下特点：1．铜族元素的金属性较弱，它们是不活泼金属。2．铜族元素的金属性随原子序数的增加而减弱，即同族从上至下金属性随

4、Cu－Ag－Au次序减弱。3．铜族元素有多种氧化态，铜族元素的氧化数有+Ⅰ、+Ⅱ、+Ⅲ三种。4．铜族元素所形成的许多二元化合物，其键型具有相当程度的共价性。如氯化亚铜CuCl是共价化合物。5．铜族元素一般均能形成较稳定的配合物。二、铜族元素的存在和冶炼1．存在铜、银、金可以单质状态存在于自然界，在人类历史上它们是最早被发现的三种金属。铜、银主要以硫化物形式存在。主要铜矿:辉铜矿（Cu2S）、黄铜矿（CuFeS2）、赤铜矿（Cu2O）和孔雀石（CuCO3·Cu(OH)2）。银矿除较少的闪银矿（Ag2S）外，硫化银

5、常与方铅矿共生，我国甘肃有较大的含银的铅锌矿。2．冶炼（1）黄铜矿制精铜（黄铜矿：CuFeS2）主要化学反应：焙烧：2CuFeS2+O2-----￫Cu2S+2FeS+SO2↑2FeS+3O2-----￫2FeO+2SO2↑除渣：把焙烧过的矿石与砂子混合，加热到1273K左右，FeS氧化为FeO以后就和SiO2形成熔渣（FeSiO3），因密度小而浮在上层，而Cu2S和剩余的FeS熔融在一起生成所谓“冰铜”，冰铜较重沉于下层。FeO+SiO2-----￫FeSiO3mCu2S+nFeS-----￫冰铜顶吹还原：把

6、冰铜放入转炉，鼓风熔炼，就得到大约含铜98％的粗铜。主要反应如下：2Cu2S(s)+3O2(g)-----￫2Cu2O(s)+2SO2(g)2Cu2O(s)+Cu2S(s)-----￫6Cu(s)+SO2(g)电解：在CuSO4和H2SO4混合液的电解槽内，以粗铜（又称泡铜）为阳极，纯铜为阴极，进行电解。阳极反应：Cu（粗）-2e====Cu2+阴极反应：Cu2++2e====Cu（精）经过电解，阳极发生氧化反应，粗铜不断溶解，阴极发生还原反应，纯铜不断析出，纯度为99.95%。（2）氰化法配合提取金、银由于金

7、、银矿含量极少，品位很低，直接分离很困难。“砂里淘金”花费大量劳动力，得到的产量极少。因此常采用氰化法来配合提取金、银。即先将其变成配合物，然后再还原。方法如下用稀的KCN或NaCN溶液处理粉碎的矿石：4Ag+8NaCN+2H2O+O2＝4Na[Ag(CN)2]+4NaOHAg2S+4NaCN＝2Na[Ag(CN)2]+Na2S4Au+8NaCN+2H2O+O2＝4Na[Au(CN)2]+4NaOH然后用金属锌进行置换，使金、银从溶液中析出：2Na[Ag(CN)2]+Zn＝2Ag↓+Na2[Zn(CN)4]2N

8、a[Au(CN)2]+Zn＝2Au↓+Na2[Zn(CN)4]注意：氰化物有较大的毒性二、性质和用途1、单质的物理性质CuAgAu具有密度较大，熔沸点较高，优良的导电、导热性等共同特性，它们的延展性很好。它们的导电性在所有金属中居于前列（银第一、铜第二、金第三）.铜合金:青铜（80%Cu，15%Sn，5%Zn）质坚韧、易铸造；黄铜（60%Cu、40%Zn）广泛作仪器零件；白铜（50～7