无机化学第十九章铜锌副族..docxVIP

第十九章 铜锌副族§本章摘要§1.铜副族　单质　M ( I ) 化合物　M ( II) 化合物　M ( III) 化合物2.锌副族　单质　M(II)化合物　M(I)化合物　§2.锌副族　　一.单质 1.物理性质　熔点低，既比IIA族低，也比IB族低，并依Zn、Cd、Hg次序下降，Hg是金属中熔点最低的。　Zn 青白色，Cd 灰白色，Hg 银白色　汞易与某些金属生成汞齐，钠汞齐既保持 Hg 的情性, 又保持Na的活性。银汞齐和金汞齐可用于提取贵金属银和金。 2. 化学性质　常温下，IIB族元素单质都很稳定。 1°和非金属的反应　*加热下，Zn、Cd、Hg 均可与 O2 反应，生成 MO 式氧化物。 　2Zn + O2 --- 2ZnO　　2Cd + O2 --- 2CdO (褐色)　　2Hg + O2 --- 2HgO (红色) 　* Hg + S --- HgS 　由于液体Hg和硫粉反应，面积大，故比Zn、Cd 还易些。用这个反应处理洒落的汞液体。和卤素的反应也有类似的现象，即Hg比Cd还活泼些。Hg 为液体, 接触面积大, 反应活性高.　* 在潮湿的空气中，Zn将生成碱式盐　4Zn + 2O2 + CO2 + 3H2O --- ZnCO3·3Zn(OH)2 2 °和酸碱的反应　*Zn、Cd都能与稀盐酸、稀硫酸反应，放出H2，Hg不能。Hg可与氧化性酸反应，得汞盐。　Hg + 2H2SO4(浓) --- HgSO4 + SO2(g) + H2O　Hg + 8HNO3 --- 3Hg(NO3) + 2NO2(g) + 4H2O　*冷硝酸与过量的汞反应生成亚汞　6Hg + 8HNO3 --- 3Hg2(NO3)2 + 2NO + 4H2O　*Zn在碱性溶液中，可将H+还原：　Zn + 2NaOH + 2H2O --- Na2[Zn(OH)4] + H2(g)　　Cd、Hg不和碱反应。　*纯锌和稀盐酸作用很慢，　在Zn 上 H+放电很难, 动力学问题.　若在体系中加入少许, H+在Cu放电速度就快。用 Zn 制标准溶液时，在盐酸中滴加少许溴水，反应则快得多。 3. 锌与铜的活性比较　Cu、Zn 在周期表中相邻，只差一个电子，Zn的第一电势能比Cu大得多，为什么 Cu 却这不如 Zn 活泼？ 　 整个过程是: 　可以分解为:　　两级电离能相加后，差别不大，水合热也相近。关键是 Zn 的升华能小， 的热效应是 Zn 的吸热少。　　项是主要的，故Zn转变的 小，所以, Zn电势比Cu的小得多。4. 锌的冶炼　主要矿物是闪锌矿ZnS，(常见时含有CdS)　2ZnS + 3O2 ---- 2ZnO(s) + 2SO2(g)　焙烧得到的SO2, 可以用于制硫酸。　ZnO + C --- Zn(g) + CO(g) (1000度以上)　其中Cd 的沸点低，先挥发出，Zn后挥发出，冷却得Zn粉。挥发出的 Cd 是粗 Cd，溶于盐酸中，用Zn 置换之，得较纯的Cd。　若将焙烧得到的 ZnO 溶于H2SO4中，加Zn 粉除杂 (主要是)，再电解可得 99.97% 的Zn。　二 M(II)化合物 1. 酸碱性　Zn(OH)2 和 ZnO 均显两性，平衡反应为:　　* 在酸中，H+多，平衡右移，显碱性；在碱中，OH- 多，平衡左移，显酸性。 　* Cd(OH)2，显碱性。 其实， 在碱中也有一定的溶解性，比水中大，生成 ，也可以说有极弱的酸性，HgO、Ag2O 在浓碱中的溶解度也比在水中大，不过我们仍然称 Cd(OH)2 是碱性氧化物。 许多碱性氧化物都有这个特点。2. 热稳定性　结构，有强的极化作用，故Zn(OH)2、Cd(OH)2 均不稳定。　　尤其是Hg(OH)2不稳定，难存在:　　直接分解　HgO可继续分解 　　2HgO --- 2Hg + O2(气体)　　　(673K)　而 ZnO 和 CdO 较难分解。 3. 水解性　 　*溶于水时易生成碱式盐，配制Hg(NO3)2溶液时要用稀硝酸抑制水解。　*HgCl2在水中溶解度较小(易溶于热水), 在水中稍有水解, 显酸性:　 　HgCl2, 易升华，俗名升汞，剧毒！　*和水解一样，HgCl2 可以和氨之间发生氨解反应，形成：　　*　脱水时有水解发生，故制备无水盐, 用HCl气氛保护。4. 配合物　* 和 均为无色的氨配合物， 主要形成 2 配位的直线形配合物和 4 配位的四面体配合物，如: 　 等。　*与卤素离子形成配合物的倾向依 Cl-、Br-、I-次序增强。　 沉淀溶解.　*K2[HgI4] 和 KOH 的混合液称奈斯勒试剂(Nessler)，可用以验证出微量的 : 　 　可以将 看成是 取代中的H，的浓度越大，颜色越深。 　*IIB族M(II)配合物一般是外轨型配合物，无d-d跃迁。当配体大时，相