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1、第十八章 铜锌副族 1 用反应方程式说明下列现象： （1）铜器在潮湿空气中会慢慢生成一层铜绿； （2）金溶于王水中； （3）在 CuCl2浓溶液逐渐加入稀释时，溶液颜色有黄棕色经绿色而变为蓝色。 （4）当 SO2通入 CuSO4与 NaCl 的浓溶液时析出白色沉淀； （5）往 AgNO3溶液滴加 KCN 溶液时，先生成白色沉淀而后溶解，再加入 NaCl 溶液时并无 AgCl 沉淀生成，但加入少许 Na2S 溶液时却析出黑色 Ag2S 沉淀。答 (1) 2Cu + O2 + H2O + CO2 = Cu2(OH)2CO3 (2) Au + 4HCl + HNO3 = HAuCl4 + NO +
2、2H2O (3) CuCl42- + 4H2O = Cu(H2O)42+ + 4Cl- CuCl42-为黄色 Cu(H2O)42+为蓝色，而当这两种离子共存时溶液呈绿色 (4）2Cu2+ + 2Cl- + SO2 + 2H2O = 2CuCl + 4H+ + SO42- (5) Ag+ + CN- = AgCN AgCN + CN-=Ag(CN)2- 2Ag(CN)2- + S2- = Ag2S + 4CN-2 解释下列实验事实： （1）焊接铁皮时，常先用浓 ZnCl2溶液处理铁皮表面； （2）HgS 不溶于 HCl，HNO3和(NH4)2S 中而能溶于王水或 Na2S 中，（3）HgC2O4
3、难溶于水，但可溶于含有 Cl 离子的溶液中；（4）热分解 CuCl22H2O 时得不到无水 CuCl2； （5）HgCl2 溶液中有 NH4Cl 存在时，加入 NH3水得不到白色沉淀 NH2HgCl。 答 （1） ZnCl2 + H2O = HZnCl2(OH) HZnCl2(OH)有显著的酸性能清除金属表面的氧化物而不损害金属表面如：FeO + 2HZnCl2(OH)2 + H2O（2） HgS 不溶于 HCl 溶液中是因为 HgS 的容度积常数太小HgS 不溶于 HNO3是因为它与 HNO3反应生成难溶的 Hg(NO3)2HgSHgS 不溶于(NH4)2S 是因为(NH4)2S 溶液水解为
4、 HS-，因而 S2-浓度很低，不能形成 配合物HgS 溶于王水，它与王水反应生成 HgCl42-和 S3 HgS + 8H+ + 2NO3- + 12Cl- = 3HgCl42- + 3S + 2NO + 4H2OHgS 溶于 Na2S 溶液反应生成可溶性的 HgS22-HgS + S2- = HgS22- （3）为 H2C2O4 酸性比 HCl 弱得多；而 Cl-与 Hg2+生成的配合物较稳定，因而 HgC2O4溶于盐酸HgC2O4 + 4HCl = H2HgCl4 + H2C2O4（4） Cu2+离子极化能力很强， HCl 又为挥发性酸，CuCl22H2O 热分解时发生水解， 得不到无水
5、 CuCl2 CuCl22H2O Cu(OH)Cl + H2O + HCl（5） NH4Cl 存在抑制了生成 NH2-，且 NH2HgCl 溶解度较大，因而不能生成 NH2HgCl 沉淀 HgCl2 + 4NH3 = Hg(NH3)42+ + 2Cl-3 试选用配合剂分别将下列各种沉淀溶解掉，并写出相应得方程式。 （1）CuCl （2）Cu(OH)2 （3）AgBr （4）Zn（OH）2（5）CuS （6）HgS （7）HgI2 （8）AgI （9）CuI （10）NH2HgOH 答 (1) CuCl + HCl = HCuCl2(2) Cu(OH)2 + 2OH- = Cu(OH) 42-
6、(3) AgBr + 2S2O32- = Ag(S2O3)23- + Br- (4) Zn(OH)2 + 2OH- = Zn(OH)42- (5) 2CuS+ 10CN- = 2Cu(CN)43- + 2S2- + (CN)2 (6) 3HgS + 8H+ + 12Cl- + 2NO3- = 3HgCl42- + 3S + 2NO + 4H2O (7) HgI2 + 2I- = HgI42- (8) AgI + 2CN- = Ag(CN)2- + I- (9) CuI + 2S2O32- = Cu(S2O3)23- + I- (10)NH2HgO4. 完成下列反应方程式： (1)Hg22+ +
7、 OH- (2)Zn2+NaOH（浓） (3)Hg2+NaOH(4)Cu2+NaOH（浓） (5)Cu2+NaOH (6)Ag+NaOH(7)HgS+Al+OH-（过量） (8)Cu2O+NH3+NH4Cl+O2答 (1) Hg22+ + 2OH- = HgO + Hg + H2O (2)Zn2+ + 2OH- = Zn(OH)2 Zn(OH)2 + 2OH- = Zn(OH)42- (3)Hg2+ + 2OH- = HgO + H2O (4)Cu2+ + 4OH- = Cu(OH)42- (5)2Cu+ + 2OH- = Cu2O + H2O (6)2Ag+ + 2OH- = Ag2O +
8、H2O (7)3HgS + 2Al + 8OH- = 3Hg + 2Al(OH)4- + 3S2- (8)2Cu2O + 8NH3 + 8NH4+ + O2 = 4Cu(NH3)42+ + 4H2O5. 概述下列合成步骤： （1）由 CuS 合成 CuI； （2）由 CuSO4合成 CuBr； （3）由 KAg（CN）2合成 Ag2CrO4； （4）由黄铜矿 CuFeS2合成 CuF2； （5）由 ZnS 合成 ZnCl2（无水） ； （6）由 Hg 制备 K2HI4；（7）由 ZnCO3 提取 Zn；（8）由 Ag（S2O3）-溶液中回收 Ag。3 2答 (1) 3CuS + 2HNO3 +
9、 3H2SO4 = 3CuSO4 + 3S + 2NO +4H2O2CuSO4 + 4KI = 2CuI + I2 + 2K2SO4 (2)CuSO4 + Cu + 2KBr = 2CuBr + K2SO4 (3)2KAg(CN)2 + Zn = Ag + K2Zn(CN)43Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO + 2H2O2AgNO3 + K2CrO4 = Ag2CrO4 + 2KNO3(4)CuFeS2 + O2 = Cu2S + 2FeS + SO2Cu2S + 22HNO3 = 6Cu(NO3)2 + 3H2SO4 + 10NO + 8H2OCu(NO3)2 + 2NaO
10、H = Cu(OH)2 + 2NaNO3Cu(OH)2 + 2HF = CuF2 + 2H2O(5)ZnS + 2HCl + n H2O = ZnCl2nH2O + H2S ZnCl2 nH2O = ZnCl2 + n H2O(6)3Hg + 8HNO3 = 3Hg(NO3)2 + 2NO + 4H2OHg(NO3)2 + 4KI = K2HgI4 + 2KNO3(7)ZnCO3 + H2SO4 = ZnSO4 + CO2 + H2O2ZnSO4 + 2H2O = 2Zn +O2 + H2SO4(8)Ag(S2O3)23- + 8Cl2 + 10H2O = AgCl + 15Cl- + 4SO
11、42- + 2OH-AgCl + 2NH3 = Ag(NH3)2ClAg(NH3)2Cl + HCOOH = Ag + CO2 + H2O + NH3 + HCl2Ag(NH3)2+ + Zn = 2Ag + Zn(NH3)42-2Ag(NH3)2+ + CH3CHO + 2OH- = CH3COONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O6. 试设计一个不用 H2S 而能使下述离子分离得方案Ag+， Hg， Cu2+， Zn2+， Cd2+， Hg2+和 Al3+2 2答 混合溶液HCl AgCl,Hg2Cl2 Cu2+,Zn2+,Cd2+,Hg2+,Al3+NH3H2O KI（过量）Hg
12、NH2Cl +Hg Ag(NH3)2+ CuI Zn2+,Cd2+,HgI42-,Al3+NH3H2OHgNH2I,HgNH2Cl,Al(OH)3 Zn(NH3)42+, Cd(NH3)42+NaOH Zn(OH)2 ,Cd(OH)2HgNH2I,HgNH2Cl Al(OH)4- NaOHCd(OH)2 Zn(OH)42-7. 将 1.008 克铜铝合金样品溶解后，加入过量碘离子，然后用 0.1052moldm-3Na2S2O3 溶液滴定生成得碘，共消耗 29.84cm-3Na2S2O3溶液，试求合金中铜得质量分数。 解： 2Cu2+ + 2I- = CuI + I2 I2 + 2S2O32-
13、 = S4O62- + 2I- 2Cu2+与 I2, 2S2O32- 相当 即 Cu2+与 S2O32- 的量相等为： 0.105229.8410-3 Cu = nCuMCu/1.008100= 0.105229.8463.546100/1.008=19.88. 计算下列各个半电池反应得电极电势：（1）Hg2SO4+2e-2Hg+SO2 4（已知=0.792V，K=6.7610-7）HgHg/2 2 )(42SOHgSP1（2）CuSCu2SCu23（已知=0.15V，=0.52V，CuCu/2CuCu/K=7.9410-36，K=1.010-48） )(CuSsp )(2SCusp（= 0.
14、51V， = 0.159V，= 0.332V）SCuCuS2/CuSCu/2CuCuS /（1） 解： Hg2SO4 + 2e- 2Hg + SO42- Hg22+ + SO42- = Hg2SO4 Ksp(Hg2SO4) = Hg22+SO42- 令 SO42- = 1.0mol/dm3 Hg22+ = Ksp(Hg2SO4) = 6.7610-7 mol/dm3 E(Hg22+/Hg) = E(Hg2SO4/Hg) E(Hg22+/Hg) = E(Hg22+/Hg) + 0.059/2lgHg22+= 0.792 + 0.059/2lg(6.7610-7)= 0.61V 即 E(Hg2SO
15、4/Hg) = 0.61V（2） 解： 2CuS + 2e- = Cu2S + S2- ECuS/Cu2S = ECu2+/Cu+ + 0.059/2lg(Cu2+2/ Cu+)= ECu2+/Cu+ + 0.059/2lg(KspCuS/ Ksp Cu2S)= 0.15 + 0.059/2lg(7.9410-36)2/1.010-48= -0.50V Cu2S + 2e- = 2Cu + S2- ECu2S/ Cu = ECu+/ Cu + 0.059/2lgCu+2= ECu+/ Cu + 0.059/2lg KspCu2S= 0.52 + 0.059/2lg1.010-48= -0.90 CuS + 2e- = Cu + S2- ECuS/ Cu = ECu2+/Cu + 0.059/2lgCu2+= ECu2+/Cu + 0.059/2lg KspCuS=(ECu2+/Cu + ECu+/ Cu)/2 + 0.059/
