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文檔簡(jiǎn)介

1、ds區(qū)金屬,1 銅族元素 11 銅族元素的通性 IB族:銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)。 價(jià)電子構(gòu)型: (n1)d10 ns1, 靠近d區(qū)。 氧化態(tài)+I、+II、+III,12 金屬單質(zhì) 一、存在與冶煉 銅礦:輝銅礦(Cu2S)、黃銅礦(CuFeS2)、斑銅礦(Cu3FeS4)、赤銅礦(Cu2O)、藍(lán)銅礦(2CuCO3Cu(OH)2)和孔雀石( CuCO3Cu(OH)2 )。 閃銀礦:(Ag2S) 金單質(zhì):,銅的冶煉(黃銅礦) 1、富集:將硫化物礦進(jìn)行浮選; 2、焙燒:除去部分的硫和揮發(fā)性雜質(zhì)如As2O3等,并使部分硫化物轉(zhuǎn)化成氧化物。2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2 3、

2、制粗銅:把焙燒過的礦石與砂子混合,在反射爐中加熱到1273K左右,F(xiàn)eS氧化成FeO以后,F(xiàn)eO又和SiO2形成熔渣(FeSiO3) FeO+SiO2=FeSiO3 mCu2S+nFeS=冰銅 4、制泡銅:把冰銅放入轉(zhuǎn)爐,鼓風(fēng)熔煉,得到大約含銅98%左右的粗銅。2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2 2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2 5、精練:為了獲得高導(dǎo)電性的更純的銅和提取貴重金屬(金、銀等),進(jìn)行電解精練銅。純度可達(dá)99.95%-99.98%。 陽極(氧化反應(yīng)):Cu(粗銅)-2e-=Cu2+ 陰極(還原反應(yīng)):Cu2+2e-=Cu(精銅),金、銀的提煉: 氰化法提煉含量很低的銀礦和

3、金礦。 1、用稀的氰化鉀或氰化鈉溶液處理粉碎的礦石: 4Ag+8NaCN+2H2O+O2=4NaAg(CN)2+4NaOH Ag2S+4NaCN=2NaAg(CN)2+Na2S 4Au+8NaCN+2H2O+O2=4NaAu(CN)2+4NaOH 2、用鋅進(jìn)行置換 2NaAg(CN)2 +Zn=2Ag+2Na2Zn(CN)4 2NaAu(CN)2 +Zn=2Au+2Na2Zn(CN)4,二、化學(xué)性質(zhì) 1、與氧氣反應(yīng):2Cu+O2=2CuO(黑色) 2Cu+H2O+CO2+O2=2Cu(OH)2.CuCO3。(銅綠) 2Ag+H2S=Ag2S+H2 2、與鹵素的反應(yīng):Cu+Cl2=CuCl2 2

4、Ag+Cl2=2AgCl; 2Au+3Cl2=2AuCl3。 3、與酸的反應(yīng):非氧化性酸,必須在有氧氣存在下或能形成配離子時(shí)才能反應(yīng),如:2Cu+4HCl+O2=2CuCl2+2H2O;2Cu+2H2SO4+O2=2CuSO4+2H2O;2Cu+8HCl(濃)=2H3CuCl4+H2 氧化性的酸可以與銅、銀反應(yīng):Cu+2H2SO4(濃)=CuSO4+SO2 +2H2O;2Ag+2H2SO4(濃)=Ag2SO4+SO2+2H2O; 金只能溶于王水:Au+4HCl+HNO3=HAuCl4+NO+2H2O,13 銅族元素的主要化合物 一、銅的化合物 1、氧化態(tài)為+I的化合物 (1)氧化物 硫酸銅堿性

5、溶液用葡萄糖還原,可以制得Cu2O: 其化學(xué)反應(yīng)方程式為: 2Cu(OH)42+CH2OH(CHOH)4CHO= 3OH+CH2OH(CHOH)4COO+3H2O+Cu2O (2)鹵化物 2Cu2+4I=2CuI+I2;定量測(cè)定銅。 I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI 2CuCl2+SO2+2H2O=2CuCl+H2SO4+2HCl Cu+CuCl2=2CuCl CuCl在不同濃度的KCl溶液中,可以形成配離子CuCl2、 CuCl32、 CuCl43。 (3)硫化亞銅:Ksp=21047,2Cu+S=Cu2S 2Cu2+2S2O32+2H2O=Cu2S+S+2SO42+4H+,2、氧

6、化態(tài)為+II的化合物 (1)氧化銅和氫氧化銅 溫度:Cu(OH)2CuOCu2O 氧化性:可被H2、C、CO、NH3等還原為金屬銅:3CuO+2NH3=3Cu+3H2O+N2 兩性: Cu(OH)2+2NaOH=Na2Cu(OH)4四羥基合銅酸鈉,藍(lán)色 配位性:Cu2(OH)2SO4+8NH3=2Cu(NH3)42+SO42+2OH (2)鹵化銅 除碘化銅(II)不存在外,其他鹵化銅都可以通過氧化銅與氫鹵酸反應(yīng)制得:CuO+2HX=CuX2+H2O(X=Cl, Br, F) 顏色:CuCl2在稀溶液中為藍(lán)色(六水合銅(II)離子的顏色),在濃溶液中顯綠色,在很濃的溶液中顯黃綠色(四氯化銅(II

7、)離子為黃色)。 CuCl2是鏈狀結(jié)構(gòu): 水解,(3)硫酸銅 五水硫酸銅俗稱膽礬或藍(lán)礬,是藍(lán)色斜方晶體。 分解溫度: 波爾多液: (4)硝酸銅 (5)硫化銅 在硫酸銅溶液中通入硫化氫,即有黑色的硫化銅沉淀析出: CuSO4+H2S=CuS+H2SO4 硫化銅不溶于熱水和稀酸,但溶于熱的稀硝酸: 3CuS+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+3S+4H2O 硫化銅也溶于氰化鉀溶液中生成配離子: 2CuS+10CN=2Cu(CN)43+(CN)2+2S2,(6)配合物 Cu2+離子的外層電子構(gòu)型為3s2 3p6 3d9,該離子帶兩個(gè)正電荷,因此,比Cu+更容易形成配合物。 Cu2+離子的配位數(shù)

8、一般為4和6,配位數(shù)為2的很少見。 Cu(NH3)42+ Cu(P2O7)2- Cu(P2O7)26-,Cu+也可以形成配合物,其配位數(shù)可以是2、3、4。配位數(shù)為2的配離子用sp雜化軌道成鍵,幾何構(gòu)型為直線型;配位數(shù)為四的配合物用sp3雜化軌道成鍵,幾何構(gòu)型為四面體。,3、Cu2+與Cu+的相互轉(zhuǎn)化 在氣態(tài)時(shí)Cu(I)的化合物是穩(wěn)定的。 4CuO=2Cu2O+O2 溶液中Cu(II)的化合物更穩(wěn)定。 2Cu+=Cu2+Cu。K=1.4106 Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O Cu2O與氨水反應(yīng),二、銀的化合物 主要+I,鹽大多數(shù)不溶于水,只有硝酸銀、硫酸銀、高氯酸銀和氟化銀等少數(shù)

9、溶于水。 +II的化合物:AgO、AgF2,不穩(wěn)定,強(qiáng)氧化劑。 +III的化合物更少,如Ag2O3。 (1)氧化銀和氫氧化銀 顏色:氫氧化銀白色;Ag2O暗紅色 分解:如果用溶于90%酒精的硝酸銀和氫氧化鉀在低于228K下小心操作,可得到白色氫氧化銀AgOH沉淀。氧化銀不穩(wěn)定,加熱到573K時(shí),就完全分解。 Ag2O=2Ag+0.5O2 氧化性:Ag2O+CO=2Ag+CO2; Ag2O+H2O2= 2Ag+O2+H2O 可用于防毒面具 配位性:,(2)硝酸銀 制備與純化:Ag+2HNO3(濃)=AgNO3+NO2+H2O 3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO+2H2O 原料銀是從陽極

10、泥得到的,其中含有雜質(zhì)銅,因此,產(chǎn)品中含有硝酸銅,根據(jù)硝酸鹽的熱分解條件:2AgNO3=2Ag+2NO2+O2(713K)2Cu(NO3)2=2CuO+4NO2+O2(473K) 將粗產(chǎn)品加熱到473-713 K之間,這時(shí)硝酸銅分解為黑色不溶于水的氧化銅,而硝酸銀沒有分解,將混合物中的硝酸銀溶解后過濾、重結(jié)晶即可得到純的硝酸銀。 分解性:晶體或溶液應(yīng)保存在棕色玻璃瓶中。 沉淀性與配位性: 殺菌性: 硝酸銀遇到蛋白質(zhì)即生成蛋白銀,使用時(shí)請(qǐng)勿接觸。,(3)鹵化銀 氟化銀可溶,可由氫氟酸和氧化銀或碳酸銀反應(yīng)而得:Ag2O+2HF=2AgF+H2O 氯化銀、溴化銀和碘化銀都不溶于稀硝酸。 氯化銀、溴化

11、銀和碘化銀都具有感光性,常用于照相術(shù)。如照相底片、印相紙上涂有一薄層含有細(xì)小溴化銀的明膠。 感光過程:2AgBr=2Ag+Br2(光照) 顯影過程:有機(jī)還原劑如對(duì)苯二酚、米吐爾(硫酸對(duì)甲胺基苯酚)等將含有銀核的溴化銀還原,銀核在反應(yīng)中起催化作用,含有的銀核越多,溴化銀被還原得越快,直到出現(xiàn)清晰的圖象。 對(duì)苯二酚(HO-C6H4-OH)+2AgBr=對(duì)苯二醌+2Ag+2HBr 定影過程:將未感光的溴化銀全部溶解掉 2Na2S2O3+AgBr=Na3Ag(S2O3)2+NaBr AgI人工降雨。,(c)銀鏡反應(yīng):取一支潔凈的試管,注入2毫升0.1 mol.L1的硝酸銀溶液,滴入2 mol.L1氨水

12、至起初生成的沉淀恰好溶解為止,再多滴兩滴。然后滴入數(shù)滴10%葡萄糖溶液,搖勻后放置在80-90熱水浴中。 2Ag(NH3)2+RCHO+2OH=RCOONH4+2Ag+3NH3+H2O 注意:渡銀后的銀氨溶液不能放置過久,否則會(huì)析出強(qiáng)爆炸性的氮化銀Ag3N沉淀??杉欲}酸轉(zhuǎn)化為氯化銀回收。 三、三氯化金 金在473K下同氯氣作用,可得到褐紅色的晶體三氯化金。在金的化合物中,氧化態(tài)為+III的化合物最穩(wěn)定,氧化態(tài)為+I的化合物很容易轉(zhuǎn)化成氧化態(tài)為+III的化合物。 3Au+=Au3+2Au K=Au3+/Au+=1013。 三氯化金在固態(tài)和氣態(tài)時(shí)為二聚體結(jié)構(gòu)。,2、鋅族元素2-1 鋅族元素的通性,

13、2-2 金屬單質(zhì) 一、存在與冶煉 鋅和汞的礦石:閃鋅礦ZnS、菱鋅礦ZnCO3和辰砂(又名朱砂)HgS, 鋅的冶煉:2ZnS+3O2=2ZnO+2SO2 ZnO+CO=Zn(g)+CO2 汞的冶煉:辰砂在空氣中焙燒或與石灰共熱,得到汞;然后蒸餾;再用5%的硝酸除掉鉛、鎘、銅等雜質(zhì),減壓蒸餾得到純汞。 HgS+O2=Hg+SO2 4HgS+4CaO=4Hg+3CaS+CaSO4,二、化學(xué)性質(zhì) 1、鋅與空氣生成堿式碳酸鋅,這層薄膜比較緊密,可作保護(hù)膜。4Zn+2O2+3H2O+CO2=ZnCO3.3Zn(OH) 2 2、鋅與稀的非氧化性酸(鹽酸、硫酸)發(fā)應(yīng)較快,與氧化性酸(硝酸)反應(yīng)產(chǎn)物較復(fù)雜。4

14、Zn+10HNO3(稀)=4Zn(NO3)2+N2O+5H2O; 4Zn+10HNO3(極稀)=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O 3、鋅與鎘、汞不同,具有兩性,可溶于強(qiáng)堿溶液。 Zn+2NaOH+2H2O=Na2Zn(OH)4+H2 4、鋅與鋁不同,可溶于氨水,形成配離子。Zn+4NH3+2H2O=Zn(NH3)42+H2+2OH- 5、鎘與稀非氧化性酸反應(yīng)較慢,汞不反應(yīng)。但它們都溶于硝酸。 硝酸過量:3Hg+8HNO3=3Hg(NO3)2+2NO+4H2O 汞過量:6Hg+8HNO3=3Hg2(NO3)2+2NO+4H2O,三、用途 1、汞作溫度計(jì)(膨脹均勻,不濕潤(rùn)玻璃) 2、汞作

15、壓力計(jì)(蒸汽壓低、密度大) 3、溶解金屬成汞齊,提煉金銀。鈉汞齊作還原劑。 4、鋅作合金,如黃銅( 60%銅、40%鋅) 5、干電池(銀鋅電池) 負(fù)極:Zn-2e+2OH=Zn(OH)2; 正極:Ag2O2+4e+2H2O=2Ag+4OH; 總反應(yīng):2Zn+Ag2O2+2H2O=2Ag+2Zn(OH)2 6、鋅是動(dòng)植物生長(zhǎng)的有益元素,硫酸鋅是一中種微量元素肥料。,23 鋅族元素的主要化合物 氧化態(tài)。 一、氧化物和氫氧化物 2M+O2=2MO(M=Zn, Cd, Hg); MCO3=MO+CO2(M=Zn, 568K; M=Cd, 600K) 分解性: 酸堿性: 配位性:,二、硫化物 顏色: 溶

16、解性:M2+H2S=MS+2H+ 3HgS+12HCl+2HNO3=3H2HgCl4+3S+2NO+4H2O HgS+Na2S=Na2HgS2 熒光粉,可制作熒光屏、夜光表和發(fā)光油漆等。 硫化鎘叫做鎘黃,用作黃色顏料。,三、氯化物 1、氯化鋅 水解: ZnCl2.H2O=Zn(OH)Cl+HCl 酸性,能溶解金屬氧化物: ZnCl2+H2O=HZnCl2(OH);FeO+2HZnCl2(OH)=FeZnCl2(OH)2+H2O 2、氯化汞 氯化汞即升汞HgCl2。 毒性:微溶于水,假鹽,有劇毒,內(nèi)服0.2-0.4克可致死。 水解:HgCl2+H3O=Hg(OH)Cl+HCl 氨解: HgCl2

17、+2NH3=Hg(NH2)Cl+NH4Cl 氧化性: 2HgCl2+SnCl2+2HCl=Hg2Cl2+H2SnCl6; Hg2Cl2+SnCl2+2HCl=2Hg+H2SnCl6,3、氯化亞汞( Hg2Cl2) 雙聚體Hg22+ 與鹽酸生成氯化亞汞白色沉淀。Hg2(NO3)2+2HCl=Hg2Cl2+2HNO3 氯化亞汞無毒,因味略甜,俗稱甘汞,醫(yī)藥上用作輕瀉劑,化學(xué)上制作甘汞電極,它是一種不溶于水的白色粉未。在光的照射下,容易分解: Hg2Cl2=HgCl2+Hg(光照),所以應(yīng)存放在棕色瓶中。 與氨水: 與氫氧化鈉: 與硫化鈉:,四、配合物 由于鋅族元素的離子為18電子結(jié)構(gòu),具有很強(qiáng)的極

18、化能力和明顯的變形性,因此比相應(yīng)的主族元素有較強(qiáng)的形成配合物的能力。 1、氨配合物 Zn2+4NH3=Zn(NH3)42+ K穩(wěn)=5.0108; Cd2+6NH3=Cd(NH3)62+ K穩(wěn)=1.4106; 2、氰配合物 Zn2+4CN=Zn(CN)42 K穩(wěn)=1.01016; Cd2+4CN=Cd(CN)42 K穩(wěn)=1.31018; Hg2+4CN=Hg(CN)42 K穩(wěn)=3.31041; 3、其它配合物 Hg2+離子可以與鹵素離子和硫氰酸根離子形成一系列配合物,與鹵素離子形成配合物的能力依ClBrI的順序增強(qiáng)。 Hg2+4Cl=Hg(Cl)42 K穩(wěn)=1.61015; Hg2+4I=HgI

19、42 K穩(wěn)=7.21029; Hg2+4SCN=Hg(SCN)42 K穩(wěn)=7.71021;,在Hg2+離子的溶液中加入碘化鉀溶液,首先生成紅色的碘化汞沉淀: Hg2+2I=HgI2(紅色);如果碘化鉀過量,沉淀又溶解成無色的配離子: HgI2+2I=HgI42- 奈斯特試劑檢驗(yàn)溶液中微量NH4+:,例1: 1、右圖是Au-CN-H2O體系的電勢(shì)-pH圖,在該圖中電對(duì)Au3+/Au(CN)2-的電極電勢(shì)隨pH值的升高而增大。請(qǐng)說明原因。 2、已知(O2/H2O)=1.229 V,(Au+/Au)=1.69 V,(Zn2+/Zn)=-0.760 V,Ka(HCN)=4.9310-10,K穩(wěn)(Au(

20、CN)2-)=2.001038,K穩(wěn)(Zn(CN)42-)=5.011016,請(qǐng)通過平衡常數(shù)計(jì)算說明金的冶煉反應(yīng)的反應(yīng)趨勢(shì)。 3、設(shè)配制的NaCN 水溶液的濃度為1.00 10-2 mol/L、生成的Au(CN)2-配離子的濃度為1.0010-4 mol/L、空氣中O2 的體積分?jǐn)?shù)為0.210,計(jì)算該條件下溶液中的pH值以及金溶解反應(yīng)此時(shí)的電動(dòng)勢(shì)。 4、已知3Au+=Au3+2Au歧化反應(yīng)的平衡常數(shù)為1.001013,請(qǐng)計(jì)算在上述條件下Au3+的濃度。,1、Au3+2e-+2HCN=Au(CN)2-+2H+;根據(jù)能斯特公式,該圖中電對(duì)Au3+/Au(CN)2-的電極電勢(shì)隨pH值的升高而增大。

21、2、冶煉反應(yīng):(1)4Au+O2+8CN-+2H2O=4Au(CN)2-+4OH- (2)2Au(CN)2-+Zn=2Au+Zn(CN)42- (Au(CN)2-/Au)=(Au+/Au)-0.0592lgK穩(wěn)(Au(CN)2-)=-0.5774 (O2/OH-)=(O2/H2O)-0.0592pH=0.4002(V) K(1)=1.141066, (Zn(CN)42-/Zn)=(Zn2+/Zn)-0.0296lgK穩(wěn)(Zn(CN)42-)=-1.254 K(2)=7.381022。 3、CN-+H2O=OH-+HCN;Kb(CN-)=2.0310-5, CN-=1. 00 10-2-2. 0

22、0 10-4-x;OH-=1. 00 10-4+x HCN=x;列式得到x=4.0010-4 ;pH=10.70 (O2/H2O)=0.5855 (V) CN-=1. 00 10-2-2. 00 10-4-x=9.610-3 (Au(CN)2-/Au)=(Au(CN)2-/Au)+0.0592lgAu(CN)2-/CN-2=-0.5753(V);E=1.1608(V) 4、Au3+2Au+6CN-=3Au(CN)2-;K(3)=8.0010101 Au3+=1.6010-102,例2:A是磷的氧化物,它溶于水時(shí)生成等摩爾的磷酸與亞磷酸。 1、寫出A的化學(xué)式并畫出A的結(jié)構(gòu)。 2、縮聚磷酸的分子式

23、一般可用xH2OyP2O5來表示,令x/y=R,試討論(1)當(dāng)R=2時(shí),該酸的分子式和名稱分別是什么?(2)當(dāng)R=1時(shí),該酸的分子式和名稱分別是什么?(3)當(dāng)1R2時(shí),該酸的分子式和名稱分別是什么?(4)當(dāng)R=1.2時(shí),該酸中磷原子個(gè)數(shù)至少是多少? 3、焦磷酸鹽用于電鍍銅,Cu2+與P2O74-反應(yīng)生成淺藍(lán)色沉淀Cu2P2O7,沉淀溶于過量焦磷酸鹽溶液生成深藍(lán)色的Cu(P2O7)26-。電鍍銅時(shí),銅板作陽極,鍍件作陰極,在陰極區(qū)存在如下反應(yīng): Cu(P2O7)26-=Cu(P2O7)2- + P2O74- (1)畫出Cu(P2O7)26-離子的結(jié)構(gòu)。 (2)在陰極是何種離子放電,簡(jiǎn)述其理由。

24、(3)寫出陰極和陽極所發(fā)生的電極反應(yīng)。,解答:1:P4O8,P構(gòu)成四面體,6個(gè)O在棱上,2個(gè)氧連在2個(gè)P上。 2:H4P2O7,焦磷酸;(HPO3)n,偏磷酸;Hn+2PnO3n+1,多磷酸;10。 3:2個(gè)焦磷酸根離子均與Cu2+構(gòu)成六元環(huán),組成平面結(jié)構(gòu),配離子帶電荷-6。 4: Cu(P2O7)2-離子先放電。3個(gè)要點(diǎn):(1)其穩(wěn)定性較差,電對(duì)電極電勢(shì)大,氧化能力強(qiáng),先得電子;(2)負(fù)電荷小,受陰極排斥作用小,容易在電極上聚集;(3)電荷絕對(duì)值小,遷移速度快,可持續(xù)放電。,例3:把銅粉放入裝有濃氨水的試管中,塞緊試管塞,震蕩后發(fā)現(xiàn)試管塞越來越緊,且溶液逐漸變成淺黃色(近乎無色)溶液A,打開

25、試管塞后,溶液迅速變成藍(lán)色溶液B。試回答: 1、寫出上述涉及的化學(xué)方程式。 2、從結(jié)構(gòu)上解釋A和B顏色的差異。指出A和B中形成體的雜化方式。 3、上述反應(yīng)可能有何應(yīng)用? 4、若將銅粉換成氧化亞銅,現(xiàn)象是否一樣?,1、略。 2、3d9與3d10的差異。sp和dsp2雜化。 3、制備能溶解纖維的Cu(NH3)42+溶液和吸收CO的Cu(NH3)2+溶液。測(cè)定空氣中的氧含量。 4、除了瓶塞不會(huì)越來越緊外(因?yàn)椴幌难鯕猓溆喱F(xiàn)象相同。,例4:銅及其化合物在日常生活中應(yīng)用極其廣泛。 1、若把原先的廁所或馬廄改為貯存彈藥的倉(cāng)庫(kù),經(jīng)過一段時(shí)間后,炮彈發(fā)生銹蝕,經(jīng)化驗(yàn)得銹蝕產(chǎn)物的主要成分是Cu(NH3)4

26、2(OH)2CO3。請(qǐng)分析原因,寫出相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式。 2、火炮在射擊后要用擦抹劑清除炮瞠內(nèi)的銅(俗稱掛銅)。擦抹劑由K2Cr2O7和(NH4)2CO3組成。當(dāng)溫度低于10,用擦抹劑時(shí)還要加少量NaOH以促進(jìn)反應(yīng)。 (1)銅與擦抹劑反應(yīng)的方程式(產(chǎn)物都是水溶性的); (2)溫度低于10時(shí),加NaOH為什么能促進(jìn)反應(yīng)?寫出反應(yīng)式。,解:1、廁所、馬廄里的糞便中的尿素分解產(chǎn)生NH3,改為貯存彈藥的倉(cāng)庫(kù)后,由于NH3的存在,使Cu的還原性增強(qiáng),易被空氣中的氧氣氧化,于是彈藥上的Cu與CO2、O2、H2O和NH3等共同作用,產(chǎn)生銅銹: Cu8NH3O2CO2H2OCu(NH3)42(OH)2CO3

27、。 2、(1)3CuK2Cr2O712(NH4)2CO32Cu(NH3)4CO3Cu(NH3)4(HCO3)22Cr(NH3)6(HCO3)32KHCO37H2O (2)低于10,加NaOH使NH4+更易成NH3,促進(jìn)配合,和產(chǎn)物中HCO3結(jié)合,使平衡右移。3CuK2Cr2O712(NH3)2CO310NaOH3Cu(NH3)4CO3Cr(NH3)62(CO3)3K2CO35Na2CO3,例5:據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì),全球約有8000萬婦女使用避孕環(huán)。常用避孕環(huán)都是含金屬銅的。據(jù)認(rèn)為,金屬銅的避孕機(jī)理之一是,銅與子宮分泌物中的鹽酸以及子宮內(nèi)的空氣反應(yīng),生成兩種產(chǎn)物,一種是白色難溶物S,另一種是酸A

28、。酸A含未成對(duì)電子,是一種自由基,具有極高的活性,能殺死精子。 1、寫出銅環(huán)產(chǎn)生A的化學(xué)方程式。 2、畫出A分子的立體結(jié)構(gòu)。 3、給出難溶物S和酸A的化學(xué)名稱。 4、A是一種弱酸,pK=4.8 問:在pH= 6.8時(shí),A主要以什么形態(tài)存在?,1、Cu + HCl + O2 = CuCl + HO2 2、 3、 A: 超氧酸 4、 幾乎完全電離為超氧離子。,例6:在酸溶液中,10.00 g Cu2S和CuS的混合物與250.0 mL 0.7500 molL1的MnO4反應(yīng)生成了SO42、Cu2+和Mn2+。剩余的MnO4 恰好與175.0 mL濃度為 1.000 molL1的Fe2+ 溶液反應(yīng)。

29、 1、寫出所有反應(yīng)的化學(xué)方程式,并配平。 2、試計(jì)算原始混合物中 CuS 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。,(1)Cu2S+2MnO4+8H+=2Cu2+SO42+2Mn2+4H2O 5CuS+8MnO4+24H+=5Cu2+ 5SO42+ 8Mn2+12H2O 5Fe2+ + MnO4 +8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O (2) 設(shè) Cu2S X mol CuS Y mol 159.17X + 95.62Y = 10.00 2X+1.6Y=0.25000.7500-(1/5)1.0000.1750=0.1525 X=0.0223 Y=0.0675 W=64.5%,例7、化合物A是白色固體,加熱

30、時(shí)劇烈分解,產(chǎn)生固體B和氣體C。固體B不溶于水或鹽酸,但溶于熱的稀硝酸,得一溶液D和氣體E。氣體E無色,但在空氣中變紅。溶液D用濃鹽酸處理時(shí)得一白色沉淀F。氣體C與普通試劑不反應(yīng),但與熱的金屬鎂作用生成白色固體G。G與水作用生成另一白色固體H及一氣體J。氣體J使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán),固體H可溶于稀硫酸得到溶液I。化合物A用H2S處理時(shí),得到黑色沉淀K、無色溶液L和氣體C。過濾后,固體K溶于濃硝酸得氣體E、黃色固體M和溶液D,D用鹽酸處理得到沉淀F。濾液L用NaOH處理又得到氣體J。 1、請(qǐng)寫出各英文字母表示物質(zhì)的化學(xué)式。 2、分析氣體E在空氣中變紅后得到的物質(zhì)的中心原子的雜化類型。,解:A、

31、AgN3;B、Ag;C、N2;D、AgNO3;E、NO;F、AgCl;G、Mg3N2;H、Mg(OH)2;I、MgSO4;J、NH3;K、Ag2S;L、NH4HS;M、S。 sp2,例8:業(yè)已發(fā)現(xiàn)許多含金的化合物可以治療風(fēng)濕癥等疾病,引起科學(xué)家廣泛興趣。在吡啶的衍生物2,2聯(lián)吡啶(代號(hào)A)中加入冰醋酸與30%H2O2的混合溶液,反應(yīng)完成后加入數(shù)倍體積的丙酮,析出白色針狀晶體B(分子式C10H8N2O2)。B的紅外光譜顯示它有一種A沒有的化學(xué)鍵。B分成兩份,一份與HAuCl4在溫?zé)岬募状贾蟹磻?yīng)得到深黃色沉淀C。另一份在熱水中與NaAuCl4反應(yīng),得到亮黃色粉末D。用銀量法測(cè)得C不含游離氯而D含游

32、離氯7.18%,且D的相對(duì)分子質(zhì)量比C小36.46。C和D中金的配位數(shù)都是4,且C、D中都存在7原子環(huán)。 1、畫出A、B、C、D的結(jié)構(gòu)式。 2、在制備B的過程中加入丙酮起什么作用? 3、給出用游離氯測(cè)定值得出D的化學(xué)式的推理和計(jì)算的過程。,1、 A: B: C: D: 2、丙酮的作用是降低B在水中的溶解度。 3、D的相對(duì)分子質(zhì)量491.5,設(shè)n為D中游離氯離子數(shù),x為D中游離氯離子含量,則:35.5n/491.5x/100 用嘗試法,當(dāng)n1 x7.22% 與實(shí)驗(yàn)值7.18%相近,表明D的外界有一個(gè)游離氯離子。,例9:銀的化合物主要表現(xiàn)為+1價(jià),只有少數(shù)銀化合物表現(xiàn)為+2,+3價(jià)。氟在一定溫度下

33、與AgCl反應(yīng)可以得到AgF2(反應(yīng)一),AgF2是一種很強(qiáng)的氟化劑,可以將碳?xì)浠衔锓?,如將AgF2與奈在225-330oC下反應(yīng),可得到一含氟量為74.0%的液體X(反應(yīng)二),用臭氧氧化AgNO3溶液可得到一黑色沉淀AgO(反應(yīng)三),將K2S2O8的弱堿性溶液與與沸騰的AgNO3 溶液也可以得到AgO(反應(yīng)四)。 1、寫出Ag2+的電子排布式。 2、寫出反應(yīng)一、二、三、四的方程式。 3、Ag2+不能存在于水溶液中,其可能的原因是什么? 4、吡啶-2-甲酸存在下,用S2O82-與Ag+反應(yīng),可生成一中性四配位Ag()化合物,寫出反應(yīng)的方程式,并畫出生成物的結(jié)構(gòu),指出形成體的雜化方式。 5、

34、將AgF2在CCl4中處理S4N4可以得到(SNF)4,試畫出(SNF)4分子的路易斯結(jié)構(gòu)式(不要求立體結(jié)構(gòu))。,1、1s22s22p63s23p63d104s24p63d9,Ar 3d9, 2、2F2 +2 AgCl =2 AgF2 + Cl2, 26AgF2 + C10H8 =26 AgF + C10F18 + 8HF O3 + 2Ag+ + H2O= 2AgO + O2 +2H+ S2O82- + 2 Ag+ + 4OH- = 2AgO + 2 SO42- + 2H2O 3、氧化性很強(qiáng),可以將水氧化。 4、S2O82- + 2 Ag+ + 4C6H5NO2- = 2Ag(C6H5NO2)

35、2 + 2 SO42- 類推為dsp2雜化的對(duì)稱平面結(jié)構(gòu)。 5、八元環(huán)。,例10、根據(jù)信息寫出化學(xué)反應(yīng)方程式: 1、Cu2S以輝銅礦的形式存在于自然界。赤熱的Cu2S與水蒸氣反應(yīng)可以得到金屬銅和氣體。經(jīng)分析,產(chǎn)生的氣體和鐵與濃硫酸反應(yīng)的氣體相同。 2、Fe2(SO4)3溶液能氧化Cu2S使之溶解,且在空氣中可以重復(fù)使用Fe2(SO4)3溶液。,1、 Cu2S2H2O2CuSO22H2; 2、Cu2S5Fe2(SO4)34H2O2CuSO410FeSO44H2SO4; 4FeSO4O22H2SO42Fe2(SO4)32H2O;,例11:某晶體X是二價(jià)金屬硫酸鹽的結(jié)晶水合物,化學(xué)式可表示為ASO4

36、nH2O(A為金屬元素,n為自然數(shù))。取少量晶體X,加強(qiáng)熱至1000以上,得到紅色氧化物Y,總失重率為66.5l;再取2.137 g晶體X,溶于水配成溶液,再加過量鐵粉,充分反應(yīng)后(Fe+A2+=Fe2+A),固體質(zhì)量增加0.077 g。確定晶體X和氧化物Y,并給出推理步驟。,X:CuSO4.3H2O Y: Cu2O 推理一:由置換反應(yīng)所給數(shù)值可列式:0.077/(A-55.85)(A+96.07+18.02n)=2.137 (1)或2.06A=126.74884+1.38754n 設(shè)氧化物為AOm/2 (m為自然數(shù)),得 : (A+8.00m)/(A+96.07+18.02n)=0.3349

37、 (2) 由(1)(2)得 (A+8.00m)/(A-55.85)=9.295或8.295A-8.00m=519.126 討論m=1,2.,只有m=1時(shí)才有合理金屬Cu 推理二:由式(1),討論n=1,2.,只有n=3時(shí),才有合理金屬,確定X,根據(jù)X 的相對(duì)分子量和Y的含量可確定Y,例12:ZnCO3與醋酸溶液反應(yīng),析出晶體。晶體在氯仿中重結(jié)晶得到無水晶體A。A具有高度對(duì)稱性,在空氣中灼燒得到ZnO,失重48.4%。 1、通過計(jì)算確定A的化學(xué)式。 2、畫出A的空間結(jié)構(gòu),指出中心離子的雜化方式。 3、Be能形成類似結(jié)構(gòu)的配合物B,但A易水解,而B不水解,請(qǐng)解釋。 4、4.8 g Zn粉中含有微量

38、的Mn,已知Ksp(Zn(OH)2)、Ksp(Mn(OH)2)、Ksp(ZnCO3)和Ksp(MnCO3)分別為1.210-17、1.910-13、1.410-11、1.810-11。H2CO3的K1和K2分別為4.4510-7和5.610-11。通過計(jì)算說明通過該Zn粉濕法制備ZnCO3時(shí)(所謂濕法即將該Zn粉溶于適量HCl溶液,然后在攪拌下滴加適量的Na2CO3溶液,設(shè)溶液的總體積為250 mL): 4-1 若使產(chǎn)品中不含有Zn(OH)2,溶液的pH值最大為多少?此時(shí)碳酸鹽體系的組成(分配系數(shù))如何? 4-2 雜質(zhì)Mn的百分含量最大為多少?,1、如果只有一個(gè)Zn原子,則為ZnAc2,ZnAc2中ZnO含量為

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