【教学课件】第二十二章ds区金属.ppt

《【教学课件】第二十二章ds区金属.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【教学课件】第二十二章ds区金属.ppt（60页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第二十二章第二十二章 ds区金属区金属22-1 铜族元素铜族元素22-1-1 22-1-1 铜族元素的通性铜族元素的通性铜族元素的通性铜族元素的通性铜族元素的氧化数有铜族元素的氧化数有铜族元素的氧化数有铜族元素的氧化数有+1+1、+2+2、+3+3三种，而碱金属的氧三种，而碱金属的氧三种，而碱金属的氧三种，而碱金属的氧化数只有化数只有化数只有化数只有+1+1一种。这是由于铜族元素最外层的一种。这是由于铜族元素最外层的一种。这是由于铜族元素最外层的一种。这是由于铜族元素最外层的nsns电子和电子和电子和电子和次外层的次外层的次外层的次外层的(n-1)d(n-1)d电子的能量相差不大的缘故，如铜的

2、第一电子的能量相差不大的缘故，如铜的第一电子的能量相差不大的缘故，如铜的第一电子的能量相差不大的缘故，如铜的第一电离能为电离能为电离能为电离能为750kJ/mol750kJ/mol，第二电离能为，第二电离能为，第二电离能为，第二电离能为1970kJ/mol1970kJ/mol，它，它，它，它与其它元素反应时，不仅与其它元素反应时，不仅与其它元素反应时，不仅与其它元素反应时，不仅s s电子能参加反应，电子能参加反应，电子能参加反应，电子能参加反应，(n-1)d(n-1)d电子电子电子电子在一定条件下还可以失去一个到二个，所以呈现变价。碱在一定条件下还可以失去一个到二个，所以呈现变价。碱在一定条件

3、下还可以失去一个到二个，所以呈现变价。碱在一定条件下还可以失去一个到二个，所以呈现变价。碱金属如钠的第一电商能为金属如钠的第一电商能为金属如钠的第一电商能为金属如钠的第一电商能为499kJ/mol499kJ/mol，第二电离能为，第二电离能为，第二电离能为，第二电离能为4591kJ/mol4591kJ/mol，nsns与次外层与次外层与次外层与次外层(n-1)d(n-1)d能量差很大，在一般能量差很大，在一般能量差很大，在一般能量差很大，在一般条件下很难失去第二个电子，氧化数只能为条件下很难失去第二个电子，氧化数只能为条件下很难失去第二个电子，氧化数只能为条件下很难失去第二个电子，氧化数只能为

4、+1+1。铜族元素的第一电离势比碱金属高得多，铜族元素的标准铜族元素的第一电离势比碱金属高得多，铜族元素的标准铜族元素的第一电离势比碱金属高得多，铜族元素的标准铜族元素的第一电离势比碱金属高得多，铜族元素的标准电极电势比碱金属的数值大。电极电势比碱金属的数值大。电极电势比碱金属的数值大。电极电势比碱金属的数值大。本族元素性质变化的规律和所有副族元素一样，从上到本族元素性质变化的规律和所有副族元素一样，从上到本族元素性质变化的规律和所有副族元素一样，从上到本族元素性质变化的规律和所有副族元素一样，从上到下即按下即按下即按下即按CuCu、AgAg、AuAu的顺序金属活泼性递减，与碱金属从的顺序金属

5、活泼性递减，与碱金属从的顺序金属活泼性递减，与碱金属从的顺序金属活泼性递减，与碱金属从NaNa到到到到CsCs的顺序恰好相反。这是计么原因呢？从表的顺序恰好相反。这是计么原因呢？从表的顺序恰好相反。这是计么原因呢？从表的顺序恰好相反。这是计么原因呢？从表20-l20-l的的的的一些数据分可以得到一些解释：从一些数据分可以得到一些解释：从一些数据分可以得到一些解释：从一些数据分可以得到一些解释：从CuAuCuAu，原于半径增，原于半径增，原于半径增，原于半径增加不大，而核电荷确明显增加，次外层加不大，而核电荷确明显增加，次外层加不大，而核电荷确明显增加，次外层加不大，而核电荷确明显增加，次外层1

6、818电子的屏蔽效应电子的屏蔽效应电子的屏蔽效应电子的屏蔽效应又较小亦即有效核电荷对价电子的吸引力增大，因而金属又较小亦即有效核电荷对价电子的吸引力增大，因而金属又较小亦即有效核电荷对价电子的吸引力增大，因而金属又较小亦即有效核电荷对价电子的吸引力增大，因而金属活汉性依次减弱。另一方面从能量数据的分析来看，铜、活汉性依次减弱。另一方面从能量数据的分析来看，铜、活汉性依次减弱。另一方面从能量数据的分析来看，铜、活汉性依次减弱。另一方面从能量数据的分析来看，铜、银、金的第一电离势分别为银、金的第一电离势分别为银、金的第一电离势分别为银、金的第一电离势分别为750750、735735、895kJ/m

7、ol895kJ/mol。从。从。从。从电离势来看，银比铜稍活泼。如果在水溶液中反应，就应电离势来看，银比铜稍活泼。如果在水溶液中反应，就应电离势来看，银比铜稍活泼。如果在水溶液中反应，就应电离势来看，银比铜稍活泼。如果在水溶液中反应，就应依电极电势的大小来判断。用玻恩哈伯循环计算依电极电势的大小来判断。用玻恩哈伯循环计算依电极电势的大小来判断。用玻恩哈伯循环计算依电极电势的大小来判断。用玻恩哈伯循环计算M(s)M+(aq)M(s)M+(aq)能量变化，可见从固体金属形成一价水合能量变化，可见从固体金属形成一价水合能量变化，可见从固体金属形成一价水合能量变化，可见从固体金属形成一价水合阳离子所需

8、的能量随阳离子所需的能量随阳离子所需的能量随阳离子所需的能量随CuAuCuAu的顺序越来越大，所以从的顺序越来越大，所以从的顺序越来越大，所以从的顺序越来越大，所以从CuAuCuAu性质越来越不活泼。性质越来越不活泼。性质越来越不活泼。性质越来越不活泼。由于由于由于由于1818电子层结构的离子，具有很强的极化力和明显的电子层结构的离子，具有很强的极化力和明显的电子层结构的离子，具有很强的极化力和明显的电子层结构的离子，具有很强的极化力和明显的变形性，所以本族元素一方面容易形成共价性化合物。另一变形性，所以本族元素一方面容易形成共价性化合物。另一变形性，所以本族元素一方面容易形成共价性化合物。另

9、一变形性，所以本族元素一方面容易形成共价性化合物。另一面本族元素离子的面本族元素离子的面本族元素离子的面本族元素离子的d d、s s、p p轨道能量相差不大，能级较低的轨道能量相差不大，能级较低的轨道能量相差不大，能级较低的轨道能量相差不大，能级较低的空轨道较多，所以形成配合物的倾向也很显著空轨道较多，所以形成配合物的倾向也很显著空轨道较多，所以形成配合物的倾向也很显著空轨道较多，所以形成配合物的倾向也很显著.22-1-2 金属单质金属单质一、存在和冶炼一、存在和冶炼存在存在 金属中铜、银和金是为人类最早熟悉的，因其化学金属中铜、银和金是为人类最早熟悉的，因其化学性质不活泼，所以它门在自然界中

10、有游离的单质存在。自性质不活泼，所以它门在自然界中有游离的单质存在。自然铜然铜(游离铜游离铜)的矿床很少，主要铜矿有辉铜矿的矿床很少，主要铜矿有辉铜矿(Cu(Cu2 2S)S)、黄、黄铜矿铜矿(CuFeS(CuFeS2 2)、斑铜矿、斑铜矿(Cu(Cu3 3FeSFeS4 4)、赤铜矿、赤铜矿(Cu(Cu2 2O)O)、蓝铜矿、蓝铜矿“(2CuCO“(2CuCO3 3Cu(OH)Cu(OH)2 2)和孔雀石和孔雀石(CuCO(CuCO3 3Cu(OH)Cu(OH)2 2)等。我国等。我国的铜矿储量居世界第三位，主要集中在江西、云南、甘肃、的铜矿储量居世界第三位，主要集中在江西、云南、甘肃、湖北

11、、安徽、西藏。现已在江西德兴建立了我国最大的现湖北、安徽、西藏。现已在江西德兴建立了我国最大的现代化铜业基地。银主要以硫化物形式存在。除较少的闪银代化铜业基地。银主要以硫化物形式存在。除较少的闪银矿矿(Ag2S)(Ag2S)外，硫化银常与方铅矿共生，我国银的铅锌矿非外，硫化银常与方铅矿共生，我国银的铅锌矿非常丰富常丰富。金矿主要是自然金，自然金有岩脉金金矿主要是自然金，自然金有岩脉金(散布在岩石中散布在岩石中)和冲和冲积金积金(存在于砂砾中存在于砂砾中)两种。我国黑龙江和新疆都盛产金。两种。我国黑龙江和新疆都盛产金。冶炼冶炼铜主要从黄铜矿提炼。在冶炼过程大致分为：铜主要从黄铜矿提炼。在冶炼过程

12、大致分为：1.1.富集：将硫化物矿进行浮选。富集：将硫化物矿进行浮选。2.2.焙烧：把得到的精矿进行焙烧：把得到的精矿进行焙烧，除去部分的硫和挥发性杂质如三氧化二砷等，并使焙烧，除去部分的硫和挥发性杂质如三氧化二砷等，并使部分硫化物变成氧化物。主要反应如下：部分硫化物变成氧化物。主要反应如下：2CuFcS2+O22CuFcS2+O2Cu2S+2FeS+SO2Cu2S+2FeS+SO23 3制粗铜：把焙烧过的矿石与砂子混合，在反射炉中加制粗铜：把焙烧过的矿石与砂子混合，在反射炉中加热到热到12731273左右，左右，FeSFeS氧化为氧化为FeOFeO以后，这时以后，这时FeOFeO又和又和Si

13、O2SiO2形形成熔渣成熔渣(FeSiO3)(FeSiO3)，它因密度小而俘在上层，而，它因密度小而俘在上层，而Cu2SCu2S和剩余和剩余的的FeSFeS熔融在一起生成所谓熔融在一起生成所谓“冰铜冰铜”，冰铜较重，沉于下，冰铜较重，沉于下层：层：FeO+SiO2FeO+SiO2FeSiO3MCu2S+nFeSFeSiO3MCu2S+nFeS冰铜冰铜 4 4制泡铜：把冰铜放入转炉，鼓风熔炼，就得到大约含制泡铜：把冰铜放入转炉，鼓风熔炼，就得到大约含铜铜98%98%左右的粗铜。主要反应如下：左右的粗铜。主要反应如下：2Cu2S+3O22Cu2S+3O22Cu2O+2SO22Cu2O+2SO22C

14、u2O+Cu2S=6Cu+SO22Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2生成的生成的SO2SO2气体可用来制硫酸。气体可用来制硫酸。5 5精炼：一般火法精炼后铜，大约含精炼：一般火法精炼后铜，大约含99.5-99.7%99.5-99.7%的铜和的铜和0.5-0.3%0.5-0.3%的杂质。这种铜的导电性还不够高，不符合电气的杂质。这种铜的导电性还不够高，不符合电气工业的要求。电解精炼是为了获得高导电性的更纯的铜和工业的要求。电解精炼是为了获得高导电性的更纯的铜和提取贵金属。提取贵金属。银矿和金矿中银的含量往往较低，这时可采用氰化法提炼。银矿和金矿中银的含量往往较低，这时可采用氰化法提炼。氰化法是用

15、稀的氰化法是用稀的KCNKCN或或NaCNNaCN溶液处理粉碎的矿石反应如溶液处理粉碎的矿石反应如下：下：4Au+8NaCN+2H2O+O24Au+8NaCN+2H2O+O24NaAg(CN)2+4NaOH4NaAg(CN)2+4NaOHAg2S+4NaCNAg2S+4NaCN2NaAg(CN)2+Na2S2NaAg(CN)2+Na2S4Au+8NaCN+2H2O+O24Au+8NaCN+2H2O+O24NaAu(CN)2+4NaOH4NaAu(CN)2+4NaOH然后用金属锌进行置换，使银、金从溶液中析出：然后用金属锌进行置换，使银、金从溶液中析出：2NaAg(CN)2+Zn2NaAg(CN

16、)2+Zn2Ag+Na2Zn(CN)42Ag+Na2Zn(CN)42NaAu(CN)2+Zn2NaAu(CN)2+Zn2Au+Na2Zn(CN)42Au+Na2Zn(CN)4二、性质和用途二、性质和用途铜、银、金依次是紫红色、银白色和黄色的金属。它们的铜、银、金依次是紫红色、银白色和黄色的金属。它们的重要物理性质见下表重要物理性质见下表20-320-3。铜族单质具有密度较大，熔沸点较高，优良的导电、传热铜族单质具有密度较大，熔沸点较高，优良的导电、传热性等共同特性，它们为延展性很好。特别是金，性等共同特性，它们为延展性很好。特别是金，1 1克全能克全能抽成长达抽成长达3 3公里金丝，或压成厚约

17、公里金丝，或压成厚约0.00010.0001毫米的金箔。铜毫米的金箔。铜的导电性能仅次银居第二位。铜在电气工业中有着广泛的的导电性能仅次银居第二位。铜在电气工业中有着广泛的应用，但是极微量的杂质，特别是应用，但是极微量的杂质，特别是AsAs和和SbSb的存在会大大降的存在会大大降低铜的导电性。因此制造电线，必须用高纯度的电解铜。低铜的导电性。因此制造电线，必须用高纯度的电解铜。银的导电性和导热性在金属中占第一位，与其能带的宽窄银的导电性和导热性在金属中占第一位，与其能带的宽窄有关。有关。IBIB族金属族金属d d能带内能级多，电子多，电子较易发生能带内能级多，电子多，电子较易发生跃迁。但由于银

18、比较贵，所以它的用途受到限制，银主要跃迁。但由于银比较贵，所以它的用途受到限制，银主要用来制造器皿、饰物、货币等。金是贵金属，常用于电镀、用来制造器皿、饰物、货币等。金是贵金属，常用于电镀、镶牙和饰物。镶牙和饰物。铜是人类历史上最早使用的金属。我国是最早使用铜器的铜是人类历史上最早使用的金属。我国是最早使用铜器的国家之一，并且是青铜、黄铜和白铜等合金的首创者。据国家之一，并且是青铜、黄铜和白铜等合金的首创者。据考证，在三千多年前考证，在三千多年前(殷代殷代)已能从孔雀石中炼出铜来，而已能从孔雀石中炼出铜来，而且铸铜的技术也达到相当高的水平，当时许多铜器都是古且铸铜的技术也达到相当高的水平，当时

19、许多铜器都是古铜的。在公元前二世纪铜的。在公元前二世纪(汉代汉代)发明了黄铜和白铜，直到十发明了黄铜和白铜，直到十八世纪才传入欧洲，我国劳动人民在很早以前就在铜的冶八世纪才传入欧洲，我国劳动人民在很早以前就在铜的冶炼、铸造和合金的制造上获得了辉煌的成就。炼、铸造和合金的制造上获得了辉煌的成就。铜和铜和FeFe、MnMn、MoMo、B B、ZnZn、CoCo等元素都可用作微量元素等元素都可用作微量元素肥料。肥料。铜在生命系统中有重要作用，人体中有铜在生命系统中有重要作用，人体中有3030多种蛋白质和酶多种蛋白质和酶含有铜。现已知铜最重要生理功能是人血清中的铜蓝蛋白，含有铜。现已知铜最重要生理功能

20、是人血清中的铜蓝蛋白，有协同铁的功能。铜在常温下不与干燥空气中的氧化合，有协同铁的功能。铜在常温下不与干燥空气中的氧化合，加热时能产生黑色的氧化铜。银、金在加热时也不与空气加热时能产生黑色的氧化铜。银、金在加热时也不与空气中的氧化合。在潮湿的空气中放久后，铜表面会慢慢生成中的氧化合。在潮湿的空气中放久后，铜表面会慢慢生成一层铜绿。一层铜绿。铜族元素都能和卤素反应，但反应程度按铜族元素都能和卤素反应，但反应程度按CuAgAuCuAgAu的顺的顺序逐渐下降。铜在常温下就能与卤素作用，银作用很慢，序逐渐下降。铜在常温下就能与卤素作用，银作用很慢，金则须在加热时才同干燥的卤素起作用。金则须在加热时才同

21、干燥的卤素起作用。在电位序中，铜族元素都在氢以后，所以不能置换稀酸中在电位序中，铜族元素都在氢以后，所以不能置换稀酸中的氢。但当有空气存在时，铜可缓慢溶解于这些稀酸中：的氢。但当有空气存在时，铜可缓慢溶解于这些稀酸中：2Cu+4HCl+O22Cu+4HCl+O22CuCl2+2H2O2CuCl2+2H2O2Cu+2H2SO4+O22Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O2CuSO4+2H2O浓盐酸在加热时也能与铜反应，这是因为浓盐酸在加热时也能与铜反应，这是因为C1-C1-和和Cu+Cu+形成配离形成配离子子CuCl43-CuCl43-，2Cu+8HCl(2Cu+8HCl(浓浓)=2H

22、3CuCl4+H2)=2H3CuCl4+H2铜易为铜易为HNO3HNO3、热浓硫酸等氧化性酸氧化而溶解：、热浓硫酸等氧化性酸氧化而溶解：Cu+4HNO3(Cu+4HNO3(浓浓)=Cul(NO3)2+2NO2+2H2O)=Cul(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3(3Cu+8HNO3(稀稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O3Cu(NO3)2+2NO+4H2OCu+2H2SO4(Cu+2H2SO4(浓浓)=CuSO4+SO2+2H2O)=CuSO4+SO2+2H2O银与酸的反应与铜相似，但更困难一些：银与酸的反应与铜相似，但更困难一些：2Ag+2H2SO4(2Ag+2H2SO4

23、(浓浓)=Ag2SO4+SO2+2H2O)=Ag2SO4+SO2+2H2O而金只能溶解在王水中：而金只能溶解在王水中：4Au+4HCl+HNO34Au+4HCl+HNO3HAuCl4+NO+2H2OHAuCl4+NO+2H2O铜、银、金在强碱中均很稳定。铜、银、金在强碱中均很稳定。22-1-3 铜族元素的主要化合物铜族元素的主要化合物一、铜的化合物一、铜的化合物铜的特征氧化数为铜的特征氧化数为+2+2，也有氧化数为，也有氧化数为+1+1、+3+3的化合物，的化合物，氧化数为氧化数为+3+3的化合物如的化合物如Cu2O3Cu2O3、KCuO2KCuO2、K3CuF6K3CuF6，它，它们不常碰到

24、，就不讨论了。们不常碰到，就不讨论了。11氧化数为氧化数为+l+l的化合物的化合物(1)(1)氧化物氧化物含有酒石酸钾钠的硫酸钠碱性溶液或碱性铜酸盐含有酒石酸钾钠的硫酸钠碱性溶液或碱性铜酸盐Na2Cu(OH)4Na2Cu(OH)4溶液用葡萄还原，可以得溶液用葡萄还原，可以得Cu2OCu2O：2Cu(OH)42-+CH2OH(CHOH)4CHO2Cu(OH)42-+CH2OH(CHOH)4CHOCu2O+4OH-Cu2O+4OH-+CH2OH(CHOH)4COOH+2H2O+CH2OH(CHOH)4COOH+2H2O分析化学上利用这个反应测定醛，医学上用这个反应来检分析化学上利用这个反应测定醛，

25、医学上用这个反应来检查糖尿病。由于制备方法和条件的不同，查糖尿病。由于制备方法和条件的不同，Cu2OCu2O晶粒大小晶粒大小各异，而呈现多种颜色，如黄、桔黄、鲜红或深棕。各异，而呈现多种颜色，如黄、桔黄、鲜红或深棕。Cu2OCu2O溶于稀疏酸，立即发生歧化反应溶于稀疏酸，立即发生歧化反应Cu2O+H2SO4Cu2O+H2SO4Cu2SO4+H2Cu2SO4+H2Cu2SO4Cu2SO4CuSO4+CuCuSO4+CuCu2OCu2O对热十分稳定，在对热十分稳定，在1508K1508K时熔化而不分解。时熔化而不分解。Cu2OCu2O不不溶于水，具有半导体性质，常用它和铜装成亚铜整流器。溶于水，具

26、有半导体性质，常用它和铜装成亚铜整流器。在制造玻璃和陶瓷时，用做红色颜料。在制造玻璃和陶瓷时，用做红色颜料。Cu2OCu2O溶于氨水和氢卤酸，分别形成稳定的无色配合物溶于氨水和氢卤酸，分别形成稳定的无色配合物Cu(NH3)2+Cu(NH3)2+和和CuX2-CuX2-，Cu(NH3)2+Cu(NH3)2+很快被空气中的氧很快被空气中的氧气氧化成蓝色的气氧化成蓝色的Cu(NH3)42+Cu(NH3)42+，利用这个反应可以除去气，利用这个反应可以除去气体中的氧：体中的氧：Cu2O+2NH3H2O=2Cu(NH3)2+2OH-+3H2OCu2O+2NH3H2O=2Cu(NH3)2+2OH-+3H2

27、O2Cu(NH3)42+4NH3H2O+1/2O22Cu(NH3)42+4NH3H2O+1/2O22Cu(NH3)42+2OH-+H2O2Cu(NH3)42+2OH-+H2O合成氨工业今常用醋酸二氨合铜合成氨工业今常用醋酸二氨合铜(I)(I)Cu(NH3)2AcCu(NH3)2Ac溶液吸收对氨合成催化剂有毒害的溶液吸收对氨合成催化剂有毒害的COCO气体：气体：Cu(NH3)2Ac+CO+NH3=Cu(NH3)2AcCOCu(NH3)2Ac+CO+NH3=Cu(NH3)2AcCO这是一个放热和体积减小的反应，降温、加压有这是一个放热和体积减小的反应，降温、加压有利于吸收利于吸收COCO。吸收。吸

28、收COCO以后的醋酸铜氨液，经减压以后的醋酸铜氨液，经减压和加热，又能将气体放出而再生，继续循环使用：和加热，又能将气体放出而再生，继续循环使用：Cu(NH3)2AcCO=Cu(NH3)2Ac+CO+NH3Cu(NH3)2AcCO=Cu(NH3)2Ac+CO+NH3(2)(2)卤化物卤化物往硫酸铜溶液中逐滴加入往硫酸铜溶液中逐滴加入KIKI溶液，可以看到生成白色的碘溶液，可以看到生成白色的碘化亚铜沉淀和棕色的碘：化亚铜沉淀和棕色的碘：2Cu2+4I-2Cu2+4I-2CuI+I22CuI+I2 由于由于CuICuI是沉淀，所以在碘离子存在时，是沉淀，所以在碘离子存在时，Cu2+Cu2+的氧化性

29、大的氧化性大大增强，这时下列半电池反应的为：大增强，这时下列半电池反应的为：Cu2+I-+e=CuIE0Cu2+I-+e=CuIE00.860.86伏伏I2+2eI2+2e2I-E02I-E00.5360.536伏伏所以所以Cu2+Cu2+能氧化能氧化I-I-离子。由于这个反应能迅速定量进行，离子。由于这个反应能迅速定量进行，反应析出的碘能用标准硫代硫酸钠溶液滴定，所以分析化反应析出的碘能用标准硫代硫酸钠溶液滴定，所以分析化学常用此反法定量测定铜。在含有学常用此反法定量测定铜。在含有CuSO4CuSO4及及KIKI的热溶液中，的热溶液中，再通入再通入SO2SO2，由于溶液中棕色的碘与，由于溶液

30、中棕色的碘与SO2SO2反应而褪色，白反应而褪色，白色色CuICuI沉淀就看得更清楚，其反应为沉淀就看得更清楚，其反应为 2Cu2+4I-2Cu2+4I-2CuI+I22CuI+I2I2+SO2+2H2OI2+SO2+2H2OH2SO4+2HIH2SO4+2HICuCl2CuCl2或或CuBr2CuBr2的热溶液与各种还原剂知的热溶液与各种还原剂知SO2SO2、SnCl2SnCl2等反等反应可以得到白色应可以得到白色CuClCuCl或或CuBrCuBr沉淀：沉淀：2CuCl2+SO2+2H2O2CuCl2+SO2+2H2O2CuCl+H2SO4+2HCl2CuCl+H2SO4+2HCl在热、浓

31、盐在热、浓盐酸中，用酸中，用CuCu将将CuCl2CuCl2还原，也可以制得还原，也可以制得CuClCuCl：Cu+CuCl2Cu+CuCl22CuCl2CuCl氯化亚铜在不同浓度的氯化亚铜在不同浓度的KClKCl溶液中，可以形成溶液中，可以形成CuCl2-CuCl2-、CuCl32-CuCl32-及及CuCl33-CuCl33-等配离子等配离子(3)(3)硫化亚铜硫化亚铜硫化亚铜是难溶的黑色物质，它可由过量的铜和硫加热制硫化亚铜是难溶的黑色物质，它可由过量的铜和硫加热制得：得：2Cu+S2Cu+SCu2SCu2S在硫酸铜溶液小，加入硫代硫酸钠溶液，加热，也能生成在硫酸铜溶液小，加入硫代硫酸钠

32、溶液，加热，也能生成Cu2SCu2S沉淀，分析比学中常用此反应除去铜：沉淀，分析比学中常用此反应除去铜：2Cu2+2S2O32-+2H2O2Cu2+2S2O32-+2H2OCu2S+S+2SO42-+4H+Cu2S+S+2SO42-+4H+。2 2氧化数为氧化数为+2+2的化合物的化合物(1)(1)氧化铜和氢氧化炯氧化铜和氢氧化炯在硫酸调溶液中加入强碱，就生成淡蓝色的氢氧化铜沉淀：氢氧化铜在硫酸调溶液中加入强碱，就生成淡蓝色的氢氧化铜沉淀：氢氧化铜(II(II的热稳定性比碱金属氢氧化物差得多。受热易分解，溶液中加热的热稳定性比碱金属氢氧化物差得多。受热易分解，溶液中加热至至353K353K，C

33、u(OH)2Cu(OH)2脱水变为黑褐色的脱水变为黑褐色的CuOCuO：CuOCuO是碱性氧化物。加热时易被氢气、是碱性氧化物。加热时易被氢气、C C、COCO、NH3NH3等还原为铜：等还原为铜：3CuO+2NH33CuO+2NH33Cu+3H2O+N23Cu+3H2O+N2氧化铜对热是稳定的，只有超过氧化铜对热是稳定的，只有超过1273K1273K时才会发生明显的分解作用：时才会发生明显的分解作用：2CuO=Cu2O+1/2O22CuO=Cu2O+1/2O2Cu(OH)2Cu(OH)2微显两性。所以既溶于酸，又溶于过量的浓碱溶液中：微显两性。所以既溶于酸，又溶于过量的浓碱溶液中：Cu(OH

34、)2+H2SO4Cu(OH)2+H2SO4CuSO4+2H2OCuSO4+2H2OCu(OH)2+2NaOHCu(OH)2+2NaOHNa2Cu(OH)4Na2Cu(OH)4向硫酸铜溶液中加入少量氨水，得到的不是氢氧化铜，而是浅蓝色的向硫酸铜溶液中加入少量氨水，得到的不是氢氧化铜，而是浅蓝色的碱式硫酸铜沉淀：碱式硫酸铜沉淀：2CuSO4+2NH3H2O2CuSO4+2NH3H2O(NH3)2SO4+Cu2(OH)2SO4(NH3)2SO4+Cu2(OH)2SO4若继续加入氨水，碱式硫酸铜沉淀就溶解，得到深蓝色的四氨合铜配离若继续加入氨水，碱式硫酸铜沉淀就溶解，得到深蓝色的四氨合铜配离子：子：C

35、u2(OH)2SO4+8NH3Cu2(OH)2SO4+8NH32Cu(NH3)42+SO42-+2OH-2Cu(NH3)42+SO42-+2OH-这个铜氨溶液具有溶解纤维的性能，在所得的纤维溶液中这个铜氨溶液具有溶解纤维的性能，在所得的纤维溶液中再加酸时，纤维可沉淀析出。工业上利用这种性质来创造再加酸时，纤维可沉淀析出。工业上利用这种性质来创造人造丝。先将棉纤维溶于铜氨液中，然后从很细的喷丝嘴人造丝。先将棉纤维溶于铜氨液中，然后从很细的喷丝嘴中将溶解了棉纤维的铜氨溶液喷注于稀酸中，纤维素以细中将溶解了棉纤维的铜氨溶液喷注于稀酸中，纤维素以细长而具有蚕丝光泽的细丝从稀酸中沉淀出来。长而具有蚕丝光

36、泽的细丝从稀酸中沉淀出来。(2)(2)卤化铜卤化铜除碘化铜除碘化铜(II)(II)不存在外，其它卤化铜都可借氧化铜和氢卤不存在外，其它卤化铜都可借氧化铜和氢卤酸反应来制备，例：酸反应来制备，例：CuO+2HClCuO+2HClCuCl2+H2OCuCl2+H2O卤化铜的一些物理性质列表卤化铜的一些物理性质列表20-420-4。：。：卤化铜随阴离子变形性增大，颜色加深。卤化铜随阴离子变形性增大，颜色加深。CuCl2CuCl2在很浓的在很浓的溶液中显黄绿色，在浓溶液中显绿色，在稀溶液中显蓝色。溶液中显黄绿色，在浓溶液中显绿色，在稀溶液中显蓝色。黄色是由于黄色是由于CuCl42-CuCl42-配离的

37、存在，而蓝色是由于配离的存在，而蓝色是由于Cu(H2O)62-Cu(H2O)62-配离子的存在，两者并存时显绿色。配离子的存在，两者并存时显绿色。CuCl2CuCl2在空气中潮解，它不但易溶于水，而且易溶于乙醇和丙酮。在空气中潮解，它不但易溶于水，而且易溶于乙醇和丙酮。CuCl2CuCl2与碱金属氯化物反应，生成与碱金属氯化物反应，生成MMCuCl3CuCl3或或M2M2CuCl4CuCl4型配盐，与盐酸反应生成型配盐，与盐酸反应生成H2CuCl4H2CuCl4配酸，由配酸，由于于Cu2+Cu2+卤配离子不够稳定，只能存在过量卤离子时形成。卤配离子不够稳定，只能存在过量卤离子时形成。CuCl2

38、2H2OCuCl22H2O受热时，按下式分解：受热时，按下式分解：2CuCl22H2O=Cu(OH)2CuCl2+2HCl2CuCl22H2O=Cu(OH)2CuCl2+2HCl所以制备无水所以制备无水CuCl2CuCl2时，要在时，要在HClHCl气流中，气流中，CuCl22H2OCuCl22H2O加加热到热到413423K413423K的条件下进行。无水的条件下进行。无水CuCl2CuCl2进一步受热，进一步受热，则按下式进行分解。则按下式进行分解。2CuCl2=CuCl+C122CuCl2=CuCl+C12(3)(3)硫酸铜硫酸铜 五水硫酸铜俗名胆矾或蓝矾，是蓝色斜方晶体。它是用热五水硫

39、酸铜俗名胆矾或蓝矾，是蓝色斜方晶体。它是用热浓硫酸溶解铜屑，或在氧气存在时用稀热硫酸与铜屑反应浓硫酸溶解铜屑，或在氧气存在时用稀热硫酸与铜屑反应而制得：而制得：Cu+2H2SO4(Cu+2H2SO4(浓浓)=CuSO4+SO2+2H2)=CuSO4+SO2+2H22Cu+2H2SO4(2Cu+2H2SO4(稀稀)+O2=2CuSO4+2H2O)+O2=2CuSO4+2H2O氧化铜与稀硫酸反应，经蒸发浓缩也可得到五水硫酸铜。硫氧化铜与稀硫酸反应，经蒸发浓缩也可得到五水硫酸铜。硫酸铜在不同温度下，可以发生下列变化：酸铜在不同温度下，可以发生下列变化：CuSO45H2OCuSO45H2O375K37

40、5KCuSO43H2OCuSO43H2O386K386KCuSO4H2OCuSO4H2O531K531KCuSO4CuSO4923K923KCuOCuO在蓝色的五水硫酸铜中，四个水分子以平面四边形配位在在蓝色的五水硫酸铜中，四个水分子以平面四边形配位在Cu2+Cu2+的周围，第五个水分子以氢键与硫酸根结合，的周围，第五个水分子以氢键与硫酸根结合，SO42-SO42-离子在平面四边形的上和下，形成一个不规则的八面体。离子在平面四边形的上和下，形成一个不规则的八面体。无水硫酸铜为白色粉末，不溶于乙醇和乙醚，其吸水性很无水硫酸铜为白色粉末，不溶于乙醇和乙醚，其吸水性很强，吸水后显出特征的蓝色。可利用

41、这一性质来检验乙醇、强，吸水后显出特征的蓝色。可利用这一性质来检验乙醇、乙醚等有机溶剂中的微量水分。也可以用无水硫酸铜从这乙醚等有机溶剂中的微量水分。也可以用无水硫酸铜从这些有机物中除去少且水分些有机物中除去少且水分(作干燥剂作干燥剂)。硫酸铜是制备其它含铜化合物的重要原料，在工业上用于硫酸铜是制备其它含铜化合物的重要原料，在工业上用于镀铜和制颜料。在农业上同石灰乳混合得到波尔多液，通镀铜和制颜料。在农业上同石灰乳混合得到波尔多液，通常的配方是：常的配方是：CuSO45H2OCuSO45H2O：CaOCaO：H2OH2O1 1：1 1：100100波尔多波在农业上，尤其在果园中是最常用的杀菌剂

42、。波尔多波在农业上，尤其在果园中是最常用的杀菌剂。(4)(4)硝酸铜硝酸铜硝酸铜的水合物有硝酸铜的水合物有Cu(NO3)23H2OCu(NO3)23H2O、Cu(NO3)26H2OCu(NO3)26H2O和和CuCu（NO3NO3）29H2O29H2O。将。将Cu(NO3)23H2OCu(NO3)23H2O加热到加热到443K443K时，时，得到碱式盐得到碱式盐Cu(NO3)2Cu(OH)2,Cu(NO3)2Cu(OH)2,进一步加热到进一步加热到473K473K则分解则分解为为CuOCuO。制备制备Cu(NO3)2Cu(NO3)2是将铜溶于乙酸乙酯的是将铜溶于乙酸乙酯的N2O4N2O4溶液中

43、，从溶溶液中，从溶液中结晶出液中结晶出Cu(NO3)2N2O4Cu(NO3)2N2O4。将它加热到。将它加热到363K363K，得到蓝色，得到蓝色的的Cu(NO3)2Cu(NO3)2。Cu(NO3)2Cu(NO3)2在真空中加热到在真空中加热到473K473K，它升华但，它升华但不分解。不分解。（5 5）硫化铜）硫化铜在硫酸铜溶液中，通入在硫酸铜溶液中，通入H2SH2S，即有黑色硫化铜沉淀析出：，即有黑色硫化铜沉淀析出：CusCus不溶于水，也不溶于稀酸，但溶于热的稀不溶于水，也不溶于稀酸，但溶于热的稀HNO3HNO3中中3CuS+8HNO33CuS+8HNO33Cu(NO3)2+2NO+3S

44、+4H2O3Cu(NO3)2+2NO+3S+4H2OCuSCuS也溶于也溶于KCNKCN溶液中，生成溶液中，生成Cu(CN)43Cu(CN)432CuS+10CN-2CuS+10CN-2Cu(CN)43-+(CN)2+2S2-2Cu(CN)43-+(CN)2+2S2-(6)(6)配合物配合物Cu2+Cu2+离子的外层电子构型为离子的外层电子构型为3s23p63d93s23p63d9。Cu2+Cu2+离子带有离子带有两个正电荷，因此，比两个正电荷，因此，比Cu+Cu+更容易形成配合物。更容易形成配合物。Cu2+Cu2+配配位数为位数为2 2、4 4、6 6的配离子，配位数为的配离子，配位数为2

45、2的很稀少。的很稀少。当当Cu2+Cu2+盐溶解在过量的水中时，形成蓝包的水分离子盐溶解在过量的水中时，形成蓝包的水分离子Cu(H2O)62+Cu(H2O)62+。在。在Cu(H2O)62+Cu(H2O)62+中加入氨水，容易生成深中加入氨水，容易生成深蓝色的蓝色的Cu(NH3)4(H2O)22+Cu(NH3)4(H2O)22+离子，但第五、六个水分子的离子，但第五、六个水分子的取代比较困难。取代比较困难。Cu(NH3)62+Cu(NH3)62+离子，仅能在液氨中制得。离子，仅能在液氨中制得。在固体水合盐中一般配位数为在固体水合盐中一般配位数为4 4。一般一般Cu(II)Cu(II)配离子有变

46、形八而体或平面正方形结构，在不配离子有变形八而体或平面正方形结构，在不规则的八面体中，有四个等长的短键和二个长键，二个长规则的八面体中，有四个等长的短键和二个长键，二个长键在八面体相对的两端点。对于键在八面体相对的两端点。对于Cu(NH3)4(H2O)22+Cu(NH3)4(H2O)22+离子，离子，经常用经常用Cu(NH3)42+Cu(NH3)42+来表示四个来表示四个NH3NH3分子是以短键与分子是以短键与Cu2+Cu2+结合，所以这个配离子也可以用平面正方形结构描结合，所以这个配离子也可以用平面正方形结构描述。述。Cu2+Cu2+离子还能与由素、羟基、焦磷酸根离子形成稳定程离子还能与由素

47、、羟基、焦磷酸根离子形成稳定程度不同的配离子。度不同的配离子。Cu2+Cu2+与卤素离子都能形成与卤素离子都能形成MX42-MX42-型的型的配合物，但它们在水溶液中稳定性较差。配合物，但它们在水溶液中稳定性较差。Cu+Cu+也能形成许多配合物。其配体数可以为也能形成许多配合物。其配体数可以为2 2、3 3、4 4。配。配位数为位数为2 2的配离子，用的配离子，用spsp杂化轨道成杂化轨道成qvfpqvfp，几何构型为直，几何构型为直线型，如线型，如CuCl2-CuCl2-。配位数为。配位数为4 4的配离子，用的配离子，用sp3sp3杂化轨道成杂化轨道成键，几何构型为四面体，如键，几何构型为四

48、面体，如Cu(CN)43-Cu(CN)43-。Cu2+Cu2+与与CN-CN-形成的配合物在常温下是不稳定的。室温时，形成的配合物在常温下是不稳定的。室温时，在铜盐溶液个加入在铜盐溶液个加入CN-CN-离子，得到氰化铜的棕黄色沉淀。离子，得到氰化铜的棕黄色沉淀。此物分解生成白色此物分解生成白色CuCNCuCN并放出氰气。并放出氰气。2Cd2+4CN-=CuCN+(CN)22Cd2+4CN-=CuCN+(CN)2继续加入过量的继续加入过量的CN-CN-，CuCNCuCN溶解。溶解。CuCN+2CN-=Cu(CN)43-CuCN+2CN-=Cu(CN)43-铜铜(1)(1)氰配离子用作镀铜的电镀液

49、，因氰化物有毒，工艺氰配离子用作镀铜的电镀液，因氰化物有毒，工艺在迅速发展，如以焦磷酸铜配离子在迅速发展，如以焦磷酸铜配离子Cu(P2O7)26-Cu(P2O7)26-取代氰取代氰化法镀铜。化法镀铜。3 3Cu2+Cu2+和和Cu+Cu+的相互转化的相互转化铜有氧化数为铜有氧化数为+1+1和和+2+2的化合物。从离子结构来说，的化合物。从离子结构来说，Cu+Cu+的结构是的结构是3d103d10。应比。应比Cu2+(3d9)Cu2+(3d9)稳定。铜的第二电离能稳定。铜的第二电离能(1970kJ/mol)(1970kJ/mol)较高，故在气态时较高，故在气态时Cu+Cu+的化合物是稳定的。的化

50、合物是稳定的。但在水溶液中，但在水溶液中，Cu2+(Cu2+(电荷高、半径小电荷高、半径小)的水合热的水合热(2121kJ/mol)(2121kJ/mol)比比Cu+Cu+的的(582kJ/mol)(582kJ/mol)大得多，据此可以说大得多，据此可以说明明Cu+Cu+在水溶液中不稳定的：在水溶液中不稳定的：2Cu+=Cu+Cu2+2Cu+=Cu+Cu2+例如将例如将Cu2OCu2O溶于稀硫酸中得到的不是硫酸亚铜而是溶于稀硫酸中得到的不是硫酸亚铜而是CuCu和和CuSO4CuSO4。Cu+Cu+只有当形成沉淀或配合物时，使溶液中只有当形成沉淀或配合物时，使溶液中Cu+Cu+浓度减低浓度减低到