化學競賽基礎知識之銅、鋅副族

第八章銅、鋅副族

銅、銀、金三個元素處于周期系第一副族，也稱銅副族；紅銅、白銀、黃金，歷史上這三個元素都曾作為貨幣，銅錢、銀元、金幣，所以也稱貨幣金屬。

鋅、鎘、汞三個元素處于周期系第二副族，也稱鋅副族。

ⅠB族：CuAgAuⅡB族：ZnCdHg(n-1)d10ns1(n-1)d10ns2ds區(qū)ⅠA族ⅡA族ns1

ns2s區(qū)有相似性，但差異性更大§8-1銅族元素1-1通性1-2單質的物理性質和化學性質1-3銅族元素的存在和冶煉1-4銅族元素的重要化合物1-5ⅠB族元素和ⅠA族元素性質的對比

元素

性質銅銀金元素符號價層電子構型主要氧化數(shù)原子半徑/pm離子半徑(M+)/pm離子半徑(M2+)/pm電離能I1/kJ.mol-1電離能I2/kJ.mol-1電負性(Pauling)Cu3d104s1+1,+2117967274619581.90Ag4d105s1+11341268973120741.93Au5d106s1+1,+313413785(M3+)89019802.541-1銅族元素通性一、與ⅠA族元素相比較ⅠAⅠB價層電子結構ns1(n-1)d10ns1氧化數(shù)+1+1、+2、+3原子半徑＞I1

/kJ.mol-1＜金屬活潑性＞化合物的共價性＜形成配合物的能力＜原因(n-1)d電子參與成鍵d10屏蔽效應小，Z*大I1(ⅠB)＞I1(ⅠA)

?ⅠB＞?ⅠA18e-構型；極化力和變形性較大ⅠB的(n-1)d-ns-np能量相近二、同族內相比較1、自上而下活潑性降低:這與ⅠA族不同，這是由于從Cu→Au原子半徑雖然略有增加，但核電荷數(shù)明顯增加，外層電子不易失去，故金屬活動性依Cu→Ag→Au順序依次減弱。銅銀金升華熱/kJ·mol-1第一電離能/kJ·mol-1M+水合熱/kJ·mol-1總熱效應/kJ·mol-1331746-582495284731-485530385890-644631

M(s)M+(aq)M(g)M+(g)△Ho△Ho升△Ho水I1

2、酸性介質中Cu(Ⅰ)和Au(Ⅰ)不穩(wěn)定，易歧化CuO+——Cu2+———Cu+———Cu1.80.1520.5210.337AgO+——Ag2+———Ag+———Ag2.11.980.799Au3+———Au2+———Au+———Au>1.298<1.29~1.6811.50~1.41

?A/V1-2單質的物理性質和化學性質一、物理性質性質銅銀金顏色熔點/K沸點/K固體密度/g·cm-3導電性（Hg=1）硬度（金剛石=10）紫紅色135628408.92573白色1199248510.5592.7黃色1337308019.3402.5延展性：

金的展性居金屬之首，延性僅次于Pt。

1g金可抽成3千米長的絲，可展成0.0001毫米厚的箔。

拜金者越拜臉皮越厚，感情越??！

(4)易形成合金

青銅:80%Cu，15%Sn，5%Zn(堅韌易鑄)

黃銅:60%Cu，40%Zn(耐腐蝕性好)

白銅:50~70%Cu，18~20%Ni，12~15%Zn(硬)

康銅:60%Cu，40%Ni18K金:75%Au，12.5%Ag，12.5%Cu14K金:58%Au，14—28%Ag，14—28%Cu

金汞齊：金與汞的合金二、化學性質1、在空氣中

Cu:

2Cu+O2+H2O+CO2=Cu(OH)2.CuCO3

Ag:含H2S空氣中久置變黑

2Ag+H2S+1/2O2=Ag2S+H2OAu:不與空氣作用2、與酸反應

氧化性酸與非氧化性酸？

與酸反應

Cu+4HCl(濃)=H3[CuCl4]+1/2H2↑Ag+HI=AgI↓+1/2H2↑Au+4HCl+HNO3=H[AuCl4]+NO↑+2H2O3、與配體反應：

2Cu+8CN-+2H2O=2Cu(CN)43-+20H-+H2

2Cu+8NH3+O2+2H2O=2Cu(NH3)42++4OH-

4Ag+8CN-+2H2O+O2=4Ag(CN)2-+4OH-4Au+8CN-+2H2O+O2=4Au(CN)2-+4OH-1-3銅族元素的存在和冶煉一、存在銅——游離銅（極少）；硫化物：Cu2S(輝銅礦)、CuS(藍銅)、CuFeS2(黃銅礦)等；含氧化合物：Cu2O(赤銅礦)、CuO(黑銅礦)、

CuSO4·5H2O(膽礬)、Cu(OH)2·CuCO3(孔雀石)。銀——游離銀、閃銀礦(Ag2S)。金——游離態(tài)：巖脈金，沖積金。銅兩親，銀單親，金兩不親。二、冶煉（1）富集：將硫化物礦經(jīng)泡沫浮選獲得精礦。（2）焙燒：除去帶有的揮發(fā)性雜質。如As2O3等，并進一步富集得到焙砂。

2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2↑2FeS+3O2=2FeO+2SO2↑

1、銅的冶煉氧化物硫化物碳熱還原法濕法冶金—冰銅熔煉法（火法）（3）1273K于反射爐中形成冰銅：

FeO+SiO2=FeSiO3(密度小浮起于上層)mCu2S+nFeS

→冰銅(密度大沉于下層)（4）轉爐熔煉得到粗銅(98%):

2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2↑2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2↑（5）電解精煉：在CuSO4和H2SO4混合液的電解槽內，以粗銅為陽極，純銅99.95%為陰極，低壓下（約0.5V）電解。在陰極上得到99.95%的純銅，在陽極泥中回收Au，Ag，Pt，Pd，及Se，Te等，電解液回收Ni。2、銀和金的冶煉：濕法冶金—氰化物浸取

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Zn置換，使Ag、Au從溶液中析出：

2Na[Ag(CN)2]+Zn=2Ag+Na2[Zn(CN)4]2Na[Au(CN)2]+Zn=2Au+Na2[Zn(CN)4]

1-4銅族元素的重要化合物一、氧化數(shù)為+1的化合物二、氧化數(shù)為+2的化合物三、氧化數(shù)為+3的化合物一、氧化數(shù)為+1的化合物1、氧化物和氫氧化物

2、硝酸銀

3、鹵化物

4、硫化物

5、配合物1、氧化物和氫氧化物（1）氧化物

物質性質Cu2OAg2O顏色紅棕黑酸堿性弱堿性中強堿熱穩(wěn)定性穩(wěn)定573K分解與稀硫酸反應歧化溶解在氨水中溶解，無色溶液溶解，無色溶液氧化性無有Ag2O+CO=2Ag+CO2(2)氫氧化物

物質性質CuOHAgOH顏色淺黃白酸堿性堿性堿性在NaOH中不溶不溶在NH3.H2O中[Cu(NH3)2]+[Ag(NH3)2]+熱穩(wěn)定性差差氧化性無有(1)制備:3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2OAg+2HNO3(濃)=AgNO3+NO２↑+H2O2.硝酸銀[Cu(Ⅰ)無硝酸鹽]②銀常從精練銅的陽極泥中得到,故含有雜質銅。比較：①用稀硝酸比濃硝酸：a.價格便宜b.利用率高；但反應速率慢。473Ｋ713Ｋa.2AgNO3

2Ag+2NO2↑+O2↑2Cu(NO3)2

2CuO+4NO２↑

+O2↑控制溫度在473-573K可使Cu(NO3)2分解,然后溶解過濾,除去CuO,并重結晶得純AgNO3.除雜方法1:除雜方法2:b.在溶液中加入新沉淀出的Ag2O除去Cu2+Ag2O+H2O2AgOH↓2Ag++2OH-Cu2++2OH-Cu(OH)2

SCu(OH)2＜SAgOH，所以Cu2+大部分沉淀下來，過濾并重結晶得AgNO3①光照、受熱分解

2AgNO3

hγAg+2NO２↑

+O２↑②氧化性:

?Ag+/Ag=

0.799V

遇蛋白質生成黑色蛋白銀，對有機組織有破壞作用，使用時勿使皮膚接觸，因此在醫(yī)藥上用作消毒劑和腐蝕劑。大量AgNO3用于制造照相底片上的鹵化銀，是重要的化學試劑。（2）性質3.鹵化物CuX

：

CuF

CuCl

CuBr

CuI

顏色紅白白白溶解度減小

2Cu2++2X-+SO2+2H2OCuX↓+4H++SO42-Cu2++2Cl-+Cu2CuCl2H[CuCl2]

2Cu2++4I-=2CuI↓+I2↓△△濃HCl+H2OCuX

性質主要表現(xiàn)：a.在潮濕含氧環(huán)境下穩(wěn)定性差

4CuCl+O２+4H2O=3CuO·CuCl2·3H2O+2HCl8CuCl+O２=2Cu2O+4Cu2++8Cl-b.在相應鹵化物中形成較穩(wěn)定的鹵配離子

CuX+X-=CuX2-（無色）C.有一定氧化性

4CuI+Hg=Cu2[HgI4]+2Cu

白暗紅用于檢驗實驗室空氣中的汞含量。(2)AgX①制備：Ag++X-=AgX(X=Cl、Br、I)Ag2O+2HF=2AgF+H2O②性質：AgFAgClAgBrAgI顏色白白淡黃黃鍵型離子過渡過渡共價晶格類型NaCl型NaCl型NaCl型ZnS型溶度積易溶于水1.8×10-105.0×10-139.3×10-17a.顏色：由電荷遷移躍遷所致b.見光分解：AgBrAg+Brhνc.照相術原理4、硫化物Cu2S,Ag2S:黑色；難溶于水；溶于熱濃硝酸

3Cu2S+16HNO3(濃)6Cu(NO3)2+3S↓+4NO↑+8H2O△

3Ag2S+8HNO3(濃)6Ag(NO3)2+3S↓+2NO↑+4H2O△5、配合物可與

X-(F-除外)

、NH3、S2O32-

、CN-等形成配合物穩(wěn)定性：

[Ag(NH3)2]+<

[Ag(S2O3)2]3-<

Ag(CN)2]-難溶性：AgCl<AgBr<AgI<Ag2SAgCl

[Ag(NH3)2]+AgBr

[Ag(S2O3)2]3-AgIAg(CN)2]-NH3Br-S2O32-I-CN-化學游戲：AgCl

Ksp1.8×10–10Ag(NH3)2+

K穩(wěn)1.1×107NH3·H2OAgBr

Ksp5.0×10–13Br–S2O32–Ag(S2O2)23–

K穩(wěn)4.0×1013I–AgI

Ksp8.9×10–17CN–Ag(CN)2

–

K穩(wěn)1.3×1021S2–Ag2S

Ksp2×10–492[Ag(NH3)2]++

HCHO+2OH-=2Ag↓+HCOONH4+3NH3+H2O銀鏡反應：應用：a.化學鍍銀b.鑒定醛二、氧化數(shù)為+2的化合物1、氫氧化銅和氧化銅2、氯化銅3、硫酸銅4、硫化銅5、配合物6、Cu2+的氧化性、Cu2+和Cu+的互相轉化1、氫氧化銅和氧化銅CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2

↓

+Na2SO4Cu(OH)2

CuO+H2O353~363K(1)氧化銅a.熱穩(wěn)定性：在高溫時明顯分解

2CuOCu2O+1/2O2↑b.加熱可被H2、CO、NH3還原

3CuO+2NH3=3Cu+3H2O+N2↑1237Ka.微顯兩性(以堿性為主)，可溶于濃強堿

Cu(OH)2+2OH-[Cu(OH)4]2-2[Cu(OH)4]2-+C6H12O6→Cu2O↓+C6H12O7+2H2O+4OH-

b.熱穩(wěn)定性差（比堿金屬氫氧化物差得多）c.溶于氨水

Cu(OH)2+4NH3

[Cu(NH3)4](OH)2（2）氫氧化銅(淺藍色)藍紫2、氯化銅

化合物性質CuF2CuCl2CuBr2顏色(無水)白棕色黑色熔點/K1223771分解CuCl2a.CuCl2的顏色：

CuCl2(無水)CuCl2.2H2O[CuCl4]2-[Cu(H2O)4]2+

棕色綠色晶體黃色藍色

[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-+4H2Ob.無水CuCl2為共價化合物，結構為鏈狀

Cl

Cl

Cl

ＣuＣu

Cl

Cl

Clc.受熱分解：2CuCl22CuCl+Cl2773K3、硫酸銅CuSO4.5H2O:俗稱“膽礬”或“藍礬”制備：Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O2Cu+2H2SO4(稀)+O22CuSO4+2H2O加熱加熱結構：H2OOH2HOOＣuOSH2OOH2HOOCuSO4.5H2OCuSO4.3H2OCuSO4.H2OCuSO4423K-2H2O>375K-2H2O523-H2OCuSO4.5H2OCuSO4

藍色白色CuSO4：

a.吸水性強：吸水后顯藍色b.受熱分解：2CuSO4CuO+SO3↑923K用途：制備銅的化合物的原料；媒染劑；制造綠色和藍色的染料；它對低級動物的毒性很大，加在貯水池中可防止藻類生長。CuSO4.5H2O:CaO:HO=1:1:100波爾多液

4、硫化銅Kspo=6×10-363CuS+2NO3-+8H+3Cu2++2NO↑+3S↓+4H2O2CuS+10CN-2[Cu(CN)4]3-+3S2-+(CN)2↑加熱硫化銅不溶于稀酸，只溶于熱的稀硝酸或濃氰化鈉中5、配合物Cu2+(3d9型)：易形成配合物—可與X-

、OH-

、P2O74-等形成配離子；配位數(shù)—4、6；常見—[Cu(NH3)4]2+

、[Cu(OH)4]2-、[CuX4]2-Cu+(3d10型)：易形成配合物—可與X-

、CN-等形成配離子；配位數(shù)—2、3、4；常見—[CuX2]-

、[CuX3]2-、[CuX4]3-、[Cu(CN)4]3-Cu2+無CN-配合物，因為：2Cu2++4CN-=2CuCN↓+(CN)2↑2CuCN+6CN-=2[Cu(CN)4]3-總反應：2Cu2++10CN-=2[Cu(CN)4]3-+(CN)2↑6、Cu2+的氧化性、CuⅡ和CuⅠ的互相轉化Cu2+弱氧化劑

2Cu2++4OH-+C6H12O6=Cu2O↓(紅)+2H2O+C6H12O72Cu2++4I-=2CuI↓(白)+I2Cu2++eCu+

?=0.152VCu2++e+I-CuI

?=0.86VI2+2e2I-

?=0.535VCu+CuCl2+2HCl

=2H[CuCl]2

?A/V

Cu2+———————

Cu+———————

Cu0.5220.1520.34

?A/V

Cu2+

0.152

Cu+

0.522

Cu0.34E?=

?+-

?-=

?Cu2+/Cu+-

?Cu+/Cu=0.152-0.522<0

?A/V

Cu2+—————[CuCl2]-——————

Cu0.1980.480.34E?=

?+-

?-=

?Cu2+/CuCl2-

?CuCl/Cu=0.48-0.198>0

?A/V

Cu2+———————

CuI———————

Cu-0.1850.840.34E?=

?+-

?-=

?Cu2+/CuI-

?CuI/Cu=0.84+0.185>0(2)CuⅡ和CuⅠ的互相轉化①固態(tài)時—CuⅠ穩(wěn)定a.離子結構：

Cu+—3s23p63d10

Cu2+—3s23p63d9b.Cu的第一電離能為746kJ.mol-1

Cu的第二電離能為1970kJ.mol-1CuOCu2O+1/2O2↑2CuCl2(s)2CuCl(s)+Cl2↑2CuS(s)Cu2S(s)+S1237K1237K1237KCu2+：電荷高、半徑小，較高的水合能(-2121kJ.mol-1)Cu+：電荷低、半徑大，較低的水合能(-582kJ.mol-1)∴溶液中Cu2+穩(wěn)定②水溶液中

?A/V

Cu2+———————

Cu+———————

Cu0.5220.1520.342Cu+Cu2++CuK?=1.8×106(293K)

Cu+→

Cu2+歧化氧化劑生成Cu2+難溶物生成Cu2+配合物4CuCl+O２+4H2O=3CuO·CuCl2·3H2O+2HClCu2O+H2SO4→CuSO4+Cu↓+H2OCu+Cu2+歧化、氧化劑還原劑、沉淀劑、配合劑2Cu2++4I-=2CuI↓+I2Cu+CuCl2+2HCl

=2H[CuCl]2Cu2+→

Cu+生成Cu+難溶物還原劑生成Cu+配合物Cu2++CN-→[Cu(CN)4]3-+(CN)2**Cu(I)與Cu(II)的相互轉化深層分析銅的常見氧化態(tài)為+1和+2，同一元素不同氧化態(tài)之間可以相互轉化。這種轉化是有條件的、相對的，這與它們存在的狀態(tài)、陰離子的特性、反應介質等有關。氣態(tài)時，Cu+(g)比Cu2+(g)穩(wěn)定，由△rGm的大小可以看出這種熱力學的傾向。2Cu+(g)==Cu2+(g)+Cu(s)△rGm

=897kJ·mol–12.常溫時，固態(tài)Cu(I)和Cu(II)的化合物都很穩(wěn)定。CuO2(s)==

CuO(s)+Cu(s)△rGm

=113.4kJ·mol–1

3.高溫時，固態(tài)的Cu(II)化合物能分解為Cu(I)化合物，說明Cu(I)的化合物比Cu(II)穩(wěn)定。2CuCl2(s)773K4CuO(s)1273K2CuS(s)728K2CuCl(s)+Cl2↑2Cu2O(s)+O2↑Cu2S(s)+S4.在水溶液中，簡單的Cu+離子不穩(wěn)定，易發(fā)生歧化反應，產生Cu2+和Cu。Cu+0.152Cu2+0.521Cu2Cu+

==Cu+Cu2+1×(0.521－0.153)0.0592=6.23lgK=n(E+－E–)0.0592K=[Cu2+][Cu+]2=1.70×106=水溶液中Cu(Ⅰ)的歧化是有條件的相對的：[Cu+]較大時，平衡向生成Cu2+方向移動，發(fā)生歧化；

[Cu+]降低到非常低時，(如生成難溶鹽，穩(wěn)定的配離子等)，反應將發(fā)生倒轉(用反歧化表示)。2Cu+Cu2++Cu歧化反歧化在水溶液中，要使Cu(I)的歧化朝相反方向進行，必須具備兩個條件:有還原劑存在(如Cu、SO2、I–等)。有能降低[Cu+]的沉淀劑或配合劑(如Cl–、I–、CN–等)。將CuCl2溶液、濃鹽酸和銅屑共煮Cu2++Cu+2Cl–

△CuCl2–CuCl2–CuCl↓+Cl–CuSO4溶液與KI溶液作用可生成CuI沉淀：

2Cu2++4I–

==2CuI↓+I2工業(yè)上可用CuO制備氯化亞銅。CuO+2HCl+2NaCl==NaCuCl2

==CuCl↓+NaCl2NaCuCl2+2H2O

Cu(Ⅰ)與Cu(Ⅱ)的相對穩(wěn)定性還與溶劑有關。在非水、非絡合溶劑中，若溶劑的極性小可大大減弱Cu（Ⅱ）的溶劑作用，則Cu（Ⅰ）可穩(wěn)定存在。三、氧化數(shù)為+3的化合物2Au+Au3++AuK?=1013制備：Au+Cl2AuCl3

473KAuCl3結構：g、s為二聚體，平面正方形

Cl

Cl

ClAuAu

Cl

Cl

Cl性質：2AuCl3+H2O

H

[

AuCl3(OH)

]2、可被某些有機物（甲醛、葡萄糖等）還原成Au的膠體溶液3、受熱分解:1、易溶于水:AuCl3(s)AuCl(s)+Cl2↑523K例題11.照相術中一般包括以下過程：膠卷→曝光→顯影→定影→底片（負像），底片→曝光→顯影→定影→相片（正像）。寫出以上過程的化學變化。

2.照相時若曝光不足，則已顯影和定影的黑白底片圖像淡薄，需對其進行“加厚”，若曝光過度，則需對圖像進行“減薄”。

(1)加厚的一種方法是把底片放入硝酸鉛、赤血鹽溶于水配成的溶液，取出、洗凈，再用硫化鈉溶液處理，寫出底片圖像加厚的化學方程式。(2)減薄的一種方法是按一定比例混合硫代硫酸鈉和赤血鹽溶液，把欲減薄的底片充分潤濕浸入，適當減薄后，取出沖洗干凈，寫出底片圖像減薄的化學方程式。(3)如果經(jīng)過加厚或減薄處理的圖像仍不夠明顯，能否再次用上述方法進行加厚或減?。坷}21.銅與鉀比較，

鉀只形成一價離子，而銅一價、二價皆有可能，原因何在？

2.銅與銀比較，銀易形成一價離子，而銅一價、二價皆有可能，原因何在？

3.銅與金比較又如何？從中得出什么結論？(所需數(shù)據(jù)查有關資料)

元素性質銅銀金元素符號離子半徑(M+)/pm離子半徑(M2+)/pm電離能I1/kJ.mol-1電離能I2/kJ.mol-1M+水合熱/kJ.mol-1M2+水合熱/kJ.mol-1升華熱/kJ.mol-1總能量/kJ.mol-1Cu96727461958-582-2121331Ag126897312074-485—284Au13785(M3+)8901980-644—385銅銀金升華熱/kJ·mol-1第一電離能/kJ·mol-1M+水合熱/kJ·mol-1總熱效應/kJ·mol-1331746-582495284731-485530385890-644631

M(s)M+(aq)M(g)M+(g)△Ho△Ho升△Ho水I1

銅鋅鎘汞△Ho升/kJ·mol-1I1+I2

/kJ·mol-1△Ho水/kJ·mol-1總熱效應/kJ·mol-13312706-21219201312639-20607091122499-1824786.8622817-1849.71031

M(s)M2+(aq)M(g)M2+(g)△rHo△Ho升△Ho水I1+I2

例題3

某不活潑金屬X在氯氣中燃燒的產物Y溶于鹽酸得黃色溶液，蒸發(fā)結晶，得到黃色晶體Z，其中X的質量分數(shù)為50％。在500mL濃度為0.10mol/L的Y水溶液中投入鋅片，反應結束時固體的質量比反應前增加4.95g。X是

；Y是

；Z是

。給出推理過程。（2001年全國化學初賽第7題）解析：

X為不活潑金屬,設為一種重金屬，但熟悉的金屬或者其氯化物與鋅的置換反應得到的產物的質量太小，或者其水溶液顏色不合題意，均不合適，經(jīng)諸如此類的排他法假設X為金，由此Y=AuCl3，則置換反應的計算結果為：2AuCl3＋3Zn＝3ZnCl2＋2Au

反應得到Au的質量＝0.100mol/L×0.500L×197g/mol＝9.85g

反應消耗Zn的質量＝0.100mol/L×0.500L×65.39g/mol×3/2＝4.90g反應后得到的固體質量增重：9.85g－4.90g＝4.95g由AuCl3溶于鹽酸得到的黃色晶體中Au的含量占50%,而AuCl3中Au的含量達65%,可見Z不是AuCl3，假設為配合物HAuCl4，含Au58%，仍大于50%，故假設它是水合物，則可求得：HAuCl4·3H2O的摩爾質量為393.8，其中Au的含量為197/394＝50%。X是Au；Y是AuCl3；Z是HAuCl4·3H2O§8-2鋅族元素2-1通性2-2單質的物理性質和化學性質2-3鋅、汞的存在和冶煉2-4鋅族元素的重要化合物2-5ⅡB族元素和ⅡA族元素性質的對比2-1通性

元素性質鋅鎘汞元素符號價層電子構型主要氧化數(shù)原子半徑/pm離子半徑(M2+)/pm電離能I1/kJ.mol-1電離能I2/kJ.mol-1電離能I3/kJ.mol-1M2+水合熱/kJ.mol-1升華熱/kJ.mol-1氣化熱/kJ.mol-1電負性(Pauling)Zn3d104s2+21257490617333833-2060.61311161.65Cd4d105s2+21489786816313616-1824.21121001.69Hg5d106s2+1,+2144110100718103300-1849.761.958.62.001、ⅡB元素的活潑性低于同周期ⅡA元素ⅡB①次外層為18電子結構（屏蔽作用小，有效核電荷數(shù)大）;

②原子半徑小;rZn=133.3pmrCa=197pm

③電負性大;χZn=1.65χCa=1.00

④I1+I2之和大;Zn:2675kJ.mol-1Ca:1735kJ.mol-1

∴最外層ns2電子不易失去2、鋅族元素的活潑性按Zn-Cd-Hg遞減，恰與ⅡA族相反元素BeMgCaSrBaZnCdHg

?M2+/M-1.847-2.73-2.76-2.899-2.913-0.76-0.403+0.851(1)從M(s)→M2+(aq)時，Zn所需要能量最少，所以活潑性按Zn-Cd-Hg遞減；(2)從M(s)→M2+(aq)時，所需要能量Zn<Cu,所以Zn比Cu活潑?；顫娦裕篫n>Cd>H>Cu>Hg>Ag>Au3、鋅族元素常見氧化態(tài)為+2；但Hg還有+1氧化態(tài)鋅族元素(n-1)d與ns軌道的能量差大(與銅族比較)，即I2<<I3，故鋅族元素常見氧化態(tài)為+2。4、鍵型及配合能力：鍵型：化合物具有明顯的共價性。配合能力：強，能形成穩(wěn)定的配合物。5、鋅族金屬的特點：低熔點、低沸點，其熔沸點不僅低于銅族金屬，而且還低于堿土金屬，并按Zn-Cd-Hg順序下降原因：最外層的s電子成對，由于惰性電子對效應，穩(wěn)定性增加，而且這種穩(wěn)定性隨原子序數(shù)的增加而增加。ZnCdHgCuCaSrBa熔點/K692594234135611121042993汞是金屬中熔點最低、唯一常溫下呈液態(tài)的金屬2-2單質的物理性質和化學性質一、物理性質1、皆為銀白色金屬，鋅略帶藍色鋅鎘汞晶格熔點/K沸點/K硬度（金剛石=1）密度/g.cm-3六方緊堆69311802.57.133六方緊堆594103828.65斜方六面體234630液體13.5462、易形成合金Hg-Na、K、Ag、Au、Zn、Cd、Pb、Sn等形成汞齊二、化學性質1、與空氣的反應：2Zn+O22ZnO燃燒2Hg+O22HgO加熱至沸>773K4Zn+2O2+3H2O+CO2=2ZnCO3.3Zn(OH)22、與酸的反應：Zn、Cd與非氧化性酸反應

Zn、Cd、Hg與氧化性酸反應Hg+2H2SO4(濃)HgSO4+SO2↑+2H2O△3Hg+8HNO33Hg(NO3)2+NO↑+4H2O△3、與堿的反應：Zn+2NaOH+2H2O=Na2[Zn(OH)4]+H2↑Zn為兩性金屬與Al相似Zn+4NH3+2H2O=[Zn(NH3)4](OH)2+H2↑Al無此反應2-4鋅族元素的重要化合物氧化物硫化物碘化物物質ZnOCdOHgOZnSCdSHgSZnICdIHgI顏色白棕灰紅或黃白黃黑或紅無色黃紅或黃可溶性難溶難溶極難溶難溶難溶極難溶易溶可溶微溶

M2+為18電子結構，均為無色，因而一般化合物也無色。但M2+有極化作用和變形性，當與易變形的陰離子形成化合物時，強的總極化作用，使化合物往往有顯著的共價性、呈很深的顏色和較低的溶解度。2-4鋅族元素的重要化合物一、氧化數(shù)為+2的化合物二、氧化數(shù)為+1的化合物三、Hg(Ⅱ)與Hg(Ⅰ)的相互轉化一、氧化數(shù)為+2的化合物1、氫氧化物和氧化物

2、鹵化物

3、硫化物

4、配合物1、氫氧化物和氧化物(1)氫氧化物Zn(OH)2Cd(OH)2Hg(OH)2不存在顏色酸堿性熱穩(wěn)定性白兩性低白堿性低Zn(OH)2+2OH-=[Zn(OH)4]2-Zn(OH)2+4NH3=[Zn(NH3)4]2++2OH-與Al(OH)3的區(qū)別堿性增強Cd(OH)2＋4NH3

==

[Cd(NH3)4]2+＋2OH－(2)氧化物ZnOCdOHgO顏色熱穩(wěn)定性白較穩(wěn)定黃較穩(wěn)定黃或紅不穩(wěn)定加熱升華而不分解2HgO2Hg+O2↑573K

ZnO受熱時是黃色的，但冷時是白色的,因為晶體缺陷造成的。ZnO俗名鋅白，常用作白色顏料。氧化鎘在室溫下是黃色的，加熱最終為黑色，冷卻后復原。這是因為晶體缺陷（金屬過量缺陷）造成的。黃色HgO在低于573K加熱時可轉變成紅色HgO

。兩者晶體結構相同，顏色不同僅是晶粒大小不同所致。黃色晶粒較細小，紅色晶粒粗大。2、鹵化物(1)氯化鋅a.溶解度很大的固體鹽：283K:330g/100gH2Ob.溶于水稍有水解

ZnCl2+H2O=Zn(OH)Cl+HCl

ZnCl2(濃)

+H2O=H[ZnCl2(OH)]

FeO+2H[ZnCl2(OH)]=Fe[ZnCl2(OH)]2+H2O顯著的酸性,能溶解金屬氧化物(2)氯化汞和碘化汞性質：a.共價化合物，水溶液中電離度很小

HgCl2

HgCl++Cl-

Ko=3.3×10-7

HgCl+Hg2++Cl-

Ko=1.8×10-7濃HCl溶液：HgCl2+2Cl-[HgCl4]2-①氯化汞(HgCl2)制備:HgSO4+2NaClHgCl2↑

+Na2SO4

加熱升華，俗稱“升汞”△b.水解和氨解

HgCl2+H2OCl-Hg-OH+H3O++Cl-

HgCl2+2NH3Cl-Hg-NH2↓白

+NH4Cl大量銨鹽存在，NH3過量才能生成[Hg(NH3)4]2+c.氧化性

?HgCl2/Hg2Cl2=0.63V2HgCl2+SnCl2(適量)+2HCl=Hg2Cl2↓白+H2SnCl6HgCl2+SnCl2(過量)+2HCl=Hg↓黑+H2SnCl6d.毒性：劇毒，內服0.2~0.4g可致命HgCl2NH3Hg(NH2)Cl↓

H2OHg(OH)Cl↓

+HClSnCl2Hg2Cl2↓

+SnCl4SnCl2Hg↓+SnCl4②碘化汞紅色無色K2[HgI4]+KOH——奈斯勒試劑2[HgI4]2-+4OH-+NH4+=[ONH2]I↓+7I-+3H2OHg

Hg紅色鑒定NH4+離子Hg2+

+2I-HgI2↓[HgI4]2-+2I-3、硫化物ZnSCdSHgS顏色白黃黑和紅溶度積減小稀HCl溶——濃HCl溶溶—HNO3溶溶—王水溶溶溶3HgS+8H++2NO3-

+12Cl-=3[HgCl4]2-+3S↓+2NO↑+4H2OHgS+Na2SNa2[HgS2]黑色的HgS加熱到659K變?yōu)楸容^穩(wěn)定的紅色變體。

ZnS可用作白色顏料，它同BaSO4共沉淀所形成的混合晶體ZnS·BaSO4叫做鋅鋇白或立德粉，是一種優(yōu)良的白色顏料。ZnSO4(aq)＋BaS(aq)==ZnS·BaSO4↓

在晶體ZnS中加入微量的金屬作活化劑，經(jīng)光照后能發(fā)出不同顏色的熒光，這種材料叫熒光粉，可制作熒光屏、夜光表等，如：加銀為藍色加銅為黃綠色加錳為橙色

CdS用做黃色顏料，稱為鎘黃。純的鎘黃可以是CdS，也可以是CdS·ZnS的共熔體。4、配合物M2+為18電子構型，極化力和變形性都大，能與X-(F-除外)、NH3、SCN-

、CN-

等形成四配位的配離子

Zn2++4NH3[Zn(NH3)4]2+K穩(wěn)o=2.9×109

Zn2++4CN-[Zn(CN)4]2-K穩(wěn)o=5.0×1016Hg2++4Cl-[HgCl4]2-K穩(wěn)o=1.2×1015Hg2++4Br-[HgBr4]2-K穩(wěn)o=1.0×1021Hg2++4SCN-[Hg(SCN)4]2-K穩(wěn)o=1.7×1021Hg2++4I-[HgI4]2-K穩(wěn)o=6.8×1029Hg2++4CN-[Hg(CN)4]2-K穩(wěn)o=2.5×1041說明：(1)CN-形成的配合物最穩(wěn)定,Hg2+的配合物比Zn2+

、Cd2+的配合物穩(wěn)定(2)Hg2+與X-所形成的配合物常是Cl-<Br-<I-,Zn2+

、Cd2+與X-所形成的配合很不穩(wěn)定；二、氧化數(shù)為+1的化合物1、Hg22+的制備

Hg(NO3)2+HgHg2(NO3)2研磨

HgCl2+HgHg2Cl2研磨

Hg2++HgHg22+

Ko=166Hg2Cl2味甜，通常稱為甘汞，無毒不溶于水的白色固體由于Hg(I)無成對電子，因此Hg2Cl2有抗磁性。對光不穩(wěn)定2、Hg2Cl2性質Hg2(NO3)2+HCl=Hg2Cl2↓

+2HNO3Hg2Cl2HgCl2+Hghγ與氨水反應：

Hg2Cl2+2NH3=Hg(NH2)Cl↓(白)+Hg↓(黑)+NH4Cl與堿反應：

Hg2Cl2+2OH-=HgO↓(黃)+Hg↓(黑)+2Cl-甘汞與升汞的性質對照表試劑Hg2Cl2HgCl2NaOHHg2Cl2+2OH-=HgO↓+Hg↓+H2O+2Cl-

HgCl2+

2OH-=HgO↓+H2O+2Cl-NH3Hg2Cl2+2NH3=HgNH2Cl↓+Hg↓+NH4ClHgCl2+2NH3=HgNH2Cl↓+NH4ClSnCl2

(適量)Hg2Cl2+SnCl2+2HCl=2Hg↓+H2SnCl62HgCl2+SnCl2+2HCl=Hg2Cl2↓+H2SnCl6KIHg22++2I-=Hg2I2↓

→HgI2↓

+2Hg↓

Hg2++2I-=HgI2H2OHg2Cl2+H2O=Hg2OHCl+HClHgCl2+H2O=HgOHCl+HClSHg22++S2-=HgS

↓+Hg↓Hg2++S2-=HgS

↓三、Hg(Ⅱ)與Hg(Ⅰ)的相互轉化Hg2+Hg22+Hg0.7966V0.905V1、Hg(Ⅱ)→Hg(Ⅰ)的轉化

HgCl2+HgHg2Cl2研磨2HgCl2+SO2+2H2O=Hg2Cl2↓

+H2SO4+2HCl2HgCl2+SnCl2(適量)+2HCl=Hg2Cl2↓

+H2SnCl6

Hg2++HgHg22+

Ko=1662、Hg(Ⅰ)→Hg(Ⅱ)的轉化

Hg22++2I-=HgI2↓+Hg↓

Hg22++S2-=HgS

↓

+

Hg↓

Hg2Cl2+2NH3=HgNH2Cl↓+Hg↓+NH4ClHg2Cl2+2OH-=HgO↓+Hg↓+H2O+2Cl-

Hg(Ⅱ)Hg(Ⅰ)還原劑氧化劑、沉淀劑或配合劑1-5ⅠB族元素和ⅠA元素性質的對比性質銅族元素堿金屬元素1物理性質金屬鍵較強；熔沸點較高；良好的延展性、導電導熱性；密度較大金屬鍵較弱；熔沸點低；硬度、密度小2化學性質性質不活潑的重金屬極活潑的輕金屬變化規(guī)律從上→下

?增大，金屬活潑性降低；不與無氧化性的稀酸作用從上→下

?減小，金屬活潑性增強；與水作用生成氫氣3氧化態(tài)+1、+2、+3+14化合物化學鍵明顯的共價性多數(shù)為離子型氧還性金屬離子易被還原極難被還原5離子形成配合物的傾向很大很小6氫氧化物堿性較弱很強熱穩(wěn)定性低極高2-5ⅡB元素ⅡA元素和性質的對比一、熔沸點：ⅡB族<ⅡA族二、化學活潑性：

1、ⅡB族<ⅡA族

2、ⅡB族內：Zn>Cd>HgⅡA族內：Be<Mg<Ca<Sr<Ba

三、鍵型及配位能力：共價性—ⅡB族>ⅡA族；

形成配離子的能力—ⅡB族>ⅡA族四、氫氧化物的酸堿性、熱穩(wěn)定性及其變化規(guī)律1、酸堿性：ⅡB族<ⅡA族2、熱穩(wěn)定性：ⅡB族<ⅡA族3、變化規(guī)律：堿性：ⅡB族內，自上→下依次增強

ⅡA族內，自上→下依次增強熱穩(wěn)定性：ⅡB族內，自上→下依次減弱

ⅡA族內，自上→下依次增強五、鹽的水解：ⅡB族鹽水解

ⅡA族Be、Mg鹽水解六、化合物顏色：簡單離子：都無色；化合物：ⅡB族有顏色的化合物比ⅡA多例題4

將1mol/LHg(NO3)2溶液逐滴加20mL1mol/LKI溶液中，開始有紅色沉淀生成，振蕩后沉淀消失，再加入Hg(NO3)2至10mL時，出現(xiàn)最多量的紅色沉淀；繼續(xù)滴加Hg(NO3)2至20mL時，沉淀剛好溶解。試用離子方程式說明下述變化過程：（1）開始有紅色沉淀生成；（2）振蕩后沉淀消失；（3）又有紅色沉淀生成；（4）最后沉淀溶解。解：

(1)Hg(NO3)2+2KI=HgI2+2KNO3(2)HgI2+2KI=K2HgI4(3)HgI2(4)HgI+例題5某固體A，受熱易升華，遇水劇烈反應并產生一種可燃氣體。經(jīng)元素分析，A中元素M的質量百分數(shù)為68.50%。稱取2.0850gA燃燒得1.7777g氧化物，產物還有CO2、H2O。（1）通過計算求A的化學式；（2）指出M的雜化方式，并畫出A的結構式；（3）寫出A與H2O反應的方程式。A可作為書籍的干燥劑，指出其優(yōu)點。

解：

（1）2.0850gA中，m(M)＝2.0850×68.50%g＝1.428g1.7777g氧化物中，m(O)＝1.7777g－1.428g＝0.350g設M的價態(tài)為x，則：M2Ox∴1.428/(Mr·2)＝0.350/16.00x得Mr＝32.64x討論得：x＝2時，Mr＝65.38為Zn

Mr(A)＝65.39/68.50%＝95.46，

95.46－65.39＝30.10，可為2個－CH3，故A：Zn(CH3)2解：

（2）sp，H3C－Zn－CH3（3）Zn(CH3)2＋2H2O＝Zn(OH)2＋2CH4↑

優(yōu)點：①易升華為氣體，干燥時可均勻分散；②Zn(OH)2不腐蝕書籍；③Zn(OH)2附著在紙張上，有持久防酸的作用再見習題1、在酸度較大的水溶液中也不溶解的鹽是()(A)Ag2SO4(B)Ag3PO4(C)Ag2CO3(D)Ag2S2、在CuSO4溶液中加入過量的碳酸鈉溶液，常形成的產物是()(A)Cu(HCO3)2(B)CuCO3

(C)Cu2(OH)2CO3(D)Cu(OH)23、組成黃銅合金的兩種金屬是()(A)銅和錫(B)銅和鋅(C)鉛和錫(D)鋁和銅4、Cu＋的磁矩是()(A)3.88(B)5.0(C)2.83(D)05.下述有關銀的性質的正確論述是()(A)從稀鹽酸中置換出氫(B)從濃鹽酸中置換出氫

(C)從氫碘酸中置換出氫(D)從稀硫酸中置換出氫6.要從含有少量Cu2＋離子的ZnSO4溶液中除去Cu2＋離子最好的試劑是()(A)Na2CO3(B)NaOH(C)HCl(D)Zn7.能共存于溶液中的一對離子是()(A)Fe3＋和I－

(B)Pb2＋和Sn2＋

(C)Ag＋和PO43－

(D)Fe3＋

和SCN－8.欲除去CuSO4酸性溶液中少量Fe3＋，加入下列試劑效果最好的是()(A)氨水(B)NaOH(C)H2S水(D)Cu2(OH)2CO39.Cu2O和稀H2SO4

反應，最后能生成()(A)Cu2SO4+H2O(B)CuSO4+H2O(C)CuSO4+Cu+H2O(D)CuS10.五水硫酸銅可溶于濃鹽酸，關于所得溶液的下列說法中，正確的是()(A)所得溶液成藍色；(B)將溶液煮沸時釋放出氯氣，留下一種Cu(I)的配合物溶液；(C)這種溶液與過量的氫氧化鈉溶液反應，不生成沉淀；(D)此溶液與金屬銅一起加熱，可被還原為一種Cu(I)的氯配合物。11.銅的氧化物和酸反應生成硫酸銅和銅，這氧化物和酸分別是()(A)銅的黑色氧化物和亞硫酸(B)銅的紅色氧化物和過二硫酸(C)銅的紅色氧化物和稀硫酸(D)銅的黑色氧化物和稀硫酸12.因Ag中常含有少量的銅，在制備AgNO3

時必須除去Cu，可用的方法是()(A)控制溫度熱分解含Cu(NO3)2的AgNO3(B)向AgNO3

溶液中加新制備的Ag2O(C)電解AgNO3

溶液(D)(A)(B)(C)均可13.已知：Ag＋+e-=Ag

?=0.80V，KspAgCl=2.8×10-10.在25℃時，AgCl+e-=Ag+Cl-的

?1為()(A)

?1=

?+0.059lgKspAgCl(B)

?1=

?-0.059lgKspAgCl(C)

?1=0.059lgKspAgCl14.已知：KSpAgSCN=1.1×10-12，KspAgI=1.5×10-16，KspAg2CrO4=1.0×10-11則上述難溶鹽與其金屬組成的電對的

?值大小順序為()(A)AgSCN＞AgI＞Ag2CrO4(B)AgI＞AgSCN＞Ag2CrO4(C)Ag2CrO4＞AgSCN＞AgI(D)Ag2CrO4＞AgI＞AgSCN16.反應：AgCl(s)+2S2O32-(aq)→Ag(S2O3)23-(aq)+Cl-(aq)在反應中起Lewis酸和Lewis堿作用的是()(A)AgCl和Ag(S2O3)(B)AgCl和S2O32-(C)Ag+

和Cl-(D)Ag+和S2O32-17.Hg22+中汞原子之間的化學鍵為()(A)離子鍵(B)σ鍵(C)π鍵(D)配位鍵18.加NH3·H2O水于Hg2Cl2上，容易生成的是()Hg(OH)2(B)[Hg(NH3)4]2+

(C)[Hg(NH3)2]+(D)HgNH2Cl+Hg

19.在工業(yè)上欲除去ZnSO4溶液中的Fe3＋雜質，需加入最合適的試劑是()(A)NaOH(B)Na2CO3(C)ZnCO3(D)Zn20.下列的陽離子中，能與Cl-離子在溶液中生成白色沉淀，加氨水時又將轉成黑色的是()(A)鉛(II)(B)銀(I)(C)汞(I)(D)錫(II)21.下列金屬單質可以被HNO3

氧化成最高價態(tài)的是()(A)Hg(B)Ti(D)Pb(D)Bi22.已知：Cd2＋+CN-[Cd(CN)]＋

K1=1