1、 第二十章 铜族和锌族元素 概述概 述 铜族和锌族元素是本书首次系统学习的副族元素。铜族位于周期表B：包括 Cu Ag Au 锌族位于周期表B：包括 Zn Cd Hg 它们属于dS区，价e构型为：(n-1)d10n1-2 因为它们最外层电子数分别与A、A 相同，所以都是金属；但由于它们次外层e为18e构型，与A、A次外层8e构型不同，因而有很多性质与A、A大不相同。要 求 1 掌握副族元素与主族元素的差别；2 掌握A 与B,A 与 B元素性质的对比；3 掌握 Cu(+1)Cu(+2)Hg22+(+1)Hg(+2)之间的相互转化；4 掌握Cu、Ag、Zn、Hg单质及重要化合物的性质和用途；5 了
2、解Cu、Ag、Zn、Hg的冶炼原理。第一节 铜族元素 一 通性：1 基本性质：表 20-1 由表可见：本族最外层只有1个电子，次外层有18个电子。铜族元素从上到下“原子半径”、“离子半径”不像主族那样呈现有规律的变化，引起“电离势”和“水合热”等也无规律；但有的也有规律：例如：电负性 Cu Au 增大 0M+/M Cu Au 增大 说明金属性减弱，还原性减弱。这种同族元素从上到下性质递变规律与主族相反。2 铜族元素特性；3铜族与碱金属的差别 1)金属性、活泼性：Cu Ag Au 减弱 2)铜族有多种氧化态：+1、+2、+3 因为次外层与最外层能量差小d电子参与成键。3)铜族形成许多具有明显共价
3、性的化合物；例如：AlCl3 CuCl2-4)铜族元素一般均能形成较稳定的配合物：例如：Cu(CN)42-Ag(NH3)2+、AuCl4-二 金属单质 1 存在：铜、银、金是人类发现最早最熟悉的金属，因化学性质不活泼，有单质存在。2 冶炼：铜主要从黄铜矿提炼 富集矿石 黄铜矿 焙烧精矿（Cu2S和2FeS)反射炉焙烧 冰铜 转炉熔炼 98%粗铜 精炼（电解）精铜。铜 的 电 解 电解液：10 16%CuSO4 10 17%H2SO4P 电解时：与外电源正极 阳极-粗铜版 溶解 Cu-2e Cu2+氧化反应 与外电源负极 阴极-精铜版 沉积 Cu2+2e Cu 还原反应 电解时注意：总是粗品作为
4、阳极接外电源正极；纯品作为阴极接外电源负极。电解液中一般含有与电解物质对应的盐和与盐对应的酸。3 铜族单质性质和用途 铜、银、金依次是紫红色、银白色和 黄色的金属。（重要物理性质见表20-3）铜族单质具有密度较大，熔、沸点较高，延展性很好，传热、导电性优良等共同特点。银的导热性和导电性在金属中占第一位，铜导电性仅次于银；铜是人类最早使用的金属；铜族金属之间以及和其它金属之间，都很容易形成合金：青铜Cu80%，Sn15%,Zn5%;黄铜Cu60%，Zn40%;白铜 5070%Cu,1820%Ni,1315%Zn.三 铜族元素的重要化合物 1 Ag2O:氧化剂 2Ag+2OH-2AgOH(易失水)
5、Ag2O棕褐 性质：氧化性 易配合 2 AgNO3：最重要的银盐 性质：见光分解 具氧化性 0Ag+/Ag=0.799 用途：大量用于制照相业所需的AgBr 3 卤化物：AgX均具感光性，常用于照相业。4 配合物：均可形成配合物 5 硫酸铜：俗名 蓝矾-胆矾四 Cu+和 Cu2+的相互转化 高温、气态稳定性：Cu+Cu2+而溶液中的稳定性：Cu2+Cu+可见：+1、+2氧化态的铜化合物，各自在一定条件下稳定存在，但改变条件可使它们相互转化。高温下：4CuO(12730K)=Cu2O+O2 说明高温下 Cu2O 稳定 溶液中：Cu+Cu2+很容易 相反困难 第二节 锌族元素 一 通性：1 基本性
6、质：表20-6、20-7 由表可见：与铜族不同，本族原子半径、离子半径从上到下依次增大，但电离势、水合热等变化无规律，有规律的是：升华热、气化热依次减小，电负性依次增大，说明金属性、活泼性依次减弱。金属性、活泼性依次减弱与所有副族相同。金属性、活泼性：B B A 2锌族与碱土金属的差别;3锌族元素特性 3 锌族元素特性：1）金属性、活泼性：Zn Cd Hg 依次减弱 2）形成共价化合物和配合物倾向大：特征氧化数（+2）M+2 18e 构型 3）熔、沸点：B B二 金属单质 1 存在：锌族主要以硫化物矿存在于自然界中，可以说它们是亲硫元素。锌有硫化物矿 闪锌矿 znS，还有氧化物矿 菱锌矿 ZnCO3 和 红锌矿 ZnO。我国的锌矿常与铅矿共存，故称铅锌矿。在1、2副族中，锌在地壳中含量最高。镉 极少单独形成矿物，常以CdS存在 于闪锌矿中。汞 主要的汞矿是辰砂，有称朱砂（HgS）。2 冶 炼 因为锌族是亲硫元素，所以锌族的冶炼一般采用干法，高温焙烧除硫即可。例：锌的干法冶炼 浮选矿石精矿（ZnS)焙烧 znO 加入焦碳98%粗Zn电解999%纯Zn。也可以用湿法，将焙烧得到的ZnO与稀硫酸反应，然后加Zn粉使镉离子等杂质还原过滤除去，溶液用碳粉还原得粗锌，电解即可得999%的纯锌。
