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；
（3）在CuCl2浓溶液逐渐加水稀释时，溶液颜色由黄棕色经绿色而变为蓝色； （4）当SO2通入CuSO4与NaCl的浓溶液中时析出白色沉淀；
（5）往AgNO3溶液中滴加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 + H2O +O2 + CO2 = Cu2(OH)2CO3
（2）Au + HNO3 +4HCl = H[AuCl4] + NO↑ + 2H2O （3）CuCl2溶液中存在如下平衡：
?2?? CuCl2 4?4H2O?Cu(H2O)4?4Cl 黄色（多） 蓝色
黄棕色＝黄色＋蓝色
2??加水稀释时Cu(H2O)24增加，与CuCl4浓度相等时，溶液呈绿色；再加水，溶液中
?以Cu(H2O)2为主，所以呈蓝色。 4（4） 2Cu+ SO2 + 2Cl ＋2H2O ＝ 2CuCl(白)↓+ SO4 + 4H
+－
（5） Ag + CN = AgCN↓(白) AgCN?CN??Ag(CN)? 2(无色)2? Ag(CN)??Ag2S?(黒)?4CN? 2＋S2+ －2-+
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难溶于水，但可溶于含有Cl离子的溶液中； （4）热分解CuCl2·2H2O时得不到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与铁的氧化物反应，铁锈被溶解而除去： FeO + 2H[ZnCl2OH] = Fe[ZnCl2OH]2 + H2O
??（2）3HgS?8H??2NO3 ?12Cl??3HgCl24?3S??2NO??4H2O HgS + Na2S = Na2[HgS2]
?（3）2HgC2O4?4Cl??[HgCl4]2??C2O2 4（4）
2CuCl2·H2OCuOHClCuOHClCuO + HCl+2H2O+ HCl
1
（5）因为有NH+4，生不成NH?2而无HgNH2Cl↓，生成了配合物：
HgCl??2?4NH3?Hg(NH3)24?2Cl 3. 试选用配合剂分别将下列各种沉淀溶解掉，并写出相应的方程式。
(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 + 2NH3 = Cu(NH3)2Cl 或CuCl + HCl =H[CuCl2] （2）Cu(OH)2 +4NH3 = Cu(NH3)4(OH)2
（3）AgBr?2S2?3?2O3?[Ag(S2O3)2]
（4）Zn(OH)?(浓)?Zn(OH)2?2?2OH4 （5）2CuS?10CN??2Cu(CN)2?2?4?2S?(CN)2 （6）HgS + Na2S = Na2[HgS2]
（7）HgI－2－
2 + 2I=[HgI4]
（8）AgI?2CN??Ag(CN)??2?I
（9）CuI?2S2?3??2O3?Cu(S2O3)2?I （10）NH2HgOH?4I??3H??[HgI2?4]?NH?4?H2O
NHHCl?[HgCl2?NH??2HgOH?44]?4?H3O 4.完成下列反应方程式：
(1) Hg2?2?NaOH? (2) Zn2+
+NaOH(浓)→
(3) Hg2+ + NaOH → (4) Cu2+ + NaOH(浓)
(5) Cu+
+ NaOH → (6) Ag+
+ NaOH →
(7) HgS + Al + OH－
(过量) → (8) Cu2O +NH3 + NH4Cl + O2→ 答：
（1）Hg2??2?2OH?HgO??Hg??H2O （2）Zn2??2OH??Zn(OH)?2? Zn(OH)2?2OH??Zn(OH)4 （3）Hg2??2OH??HgO??H2O
（4）Cu2??2OH??Cu(OH)(OH)2?2? Cu(OH)2?2OH??Cu4 （5）2Cu+
+ 2OH－
=Cu2O↓+ H2O
（6）Ag＋＋2OH－
＝Ag2O↓＋H2O
（7）3HgS?2Al?8OH??3Hg??2Al(OH)?2?4?3S （8）2Cu2?2O?8NH3?8NH?4?O2?4[Cu(NH3)4]?4H2O 2
5.概述下列合成步骤：
（1）由CuS合成CuI； （2）由CuSO4合成CuBr；
（3）由K[Ag(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K2[HgI4]；
（7）由ZnCO3提取Zn； （8）由Ag(S?2O33)2溶液中回收Ag。 答：
（1）3CuS + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 +3S↓+ 2NO↑+ 4H2O
2Cu(NO3)2CuO + 4NO2+ O2 CuO + HO 2Cu2+
+ 4I－
2SO4 = CuSO4 + H2= 2CuI↓+ I2 （2）
CuSO4 + Cu + KBr2CuBr+ K2SO4
（3）2K[Ag(CN)2] + Zn =2Ag↓+ K2[Zn(CN)4] 3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO↑+ 2H2O 2AgNO3 + K2CrO4 =Ag2CrO4↓+ 2KNO3 燃烧（4）2CuFeS2 + O2 Cu2S + 2FeS + SO2
3Cu2S + 16HNO3(浓)6Cu(NO3) +3S + 4NO + 8H2O
Cu2??2NH4F?CuF?2?2NH4 或：
2Cu(NO3)2CuO + 4NO2+ O2 CuO + 2HF(aq) = CuF2 + H2O
（5）ZnS + 2HCl +nH2O = ZnCl2·nH2O + H2S↑ ZnClHCl(g)2·nH2O ZnCl 2 + nH2O
（6）3Hg + 8HNO3 = 3Hg(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O Hg(NO3)2 + 4KI(过) = K2[HgI4] + 2KNO3 （7）ZnCO3 + H2SO4 = ZnSO4 + CO2↑+H2O
电解 2ZnSO4 + 2H2O 2Zn + O 2 + 2H2SO4 （8）2[Ag(SS2??Ag2?2O3)2]3??2S??4S2O3
高温 Ag2S + O2 === 2Ag + SO2
或： Ag+
2S + Zn(s) + 2H = 2Ag↑+ ZnCl2 + H2S 6.试设计一个不用H2S而能使下列离子分离的方案
Ag+
，Hg2?2+
2+
2，Cu，Zn，Cd2+
，Hg2+
和Al3+
3
Ag+,Hg22+,Cu2+,Zn2+,Cd2+,Hg2+,Al3+HClCu2+,Zn2+,Cd2+,Hg2+,Al3+过量KICuIZn2+,Cd2+,HgI42-,Al3+NH3Zn(NH3)42+,Cd(OH)2Zn(OH)2 , Cd(OH)2HgNH2I , HgNH2ClAl(OH)4-Cd(OH)2NaOHAgCl , Hg2Cl2NH3·H2OHgNH2ClAg(NH3)2+HgNH2I , HgNH2Cl , Al(OH)3
-3
7.将1.008克铜－铝合金样品溶解后，加入过量碘离子，然后0.1052mol·dmNa2S2O3
－3
溶液滴定生成的碘，共消耗29.84cmNa2S2O3溶液，试求合金中铜的质量分数。
2?2?解：2Cu + 4I = 2CuI↓+ I2 2S2O3 ?I2?2I??S4O62+
－
Zn(OH)42-2? 2nS2O3?nI2?2nCu2?
即：2nS2O3 2nS2O32??2nCu2?
2??2nCu2?＝0.1052×29.24×10
－3
＝0.0031(mol)
mCu2+= mCu=M(Cu)×n(Cu2+)=63.45×0.0031=0.1966(g)
Cu％?0.1966?100％?19.8％
1.00808.计算下列各个半电池反应的电极电势： （1）Hg2SO4 + 2e (已知
-2Hg + SO42-
?/Hg?0.792v，K0sp(HgSO)?6.76?10?7，?0Hg2242?0Hg2SO4/Hg?0.61v)
ψ01ψ022??（2）CuS(已知?0CuCu2Sψ03Cu 注：（??应改为??）
/Cu0?36?0.15v，?0Cu?/Cu?0.52v，Ksp，(CuS)?7.94?100?48) KspCu2S?1.0?10 4
（?0CuS/Cu2S??0.51v，?0Cu2S/Cu??0.159v，?0CuS/Cu??0.332v）
答：
（1） ??0.792v Hg22+ + 2e-2Hg Hg2SO4 + 2e 2Hg + SO4 ф=? ?0Hg2SO4/Hg???0Hg22/Hg0-2-?0.0592?0.592lg[Hg2lg6.76?10?7?0.6V 2]?0.792?22Ksp=7.94×10－36－36
（2）
CuS Cu2+ + S2-2+
0
0
[Cu] = Ksp = 7.94×10
(mol/L)
-48Cu2S Cu2+ + S2- K0sp=1.0 ×1002－482 [Cu?]?(KspCu2S)?(1.0?10)?1.0?10?24(mol/L)
-2-2CuS + 2e CuS + S2
???020CuS/Cu2S??0Cu2?/Cu?0.0592[Cu2?]?lg1[Cu?]7.94?10?36?0.15?0.592lg??0.51V
1?10?24-2- Cu2S + 2e 2Cu + S
0 ?3??0Cu?/Cu?0.0592lg[Cu?]2 ?0.52?0.0592lg(1?10?24)?0.896(V) 2/Cu0 ?1??0CuS/Cu??0Cu2?00???CuS/Cu1即：
0.0592lg[Cu2?] 21??0CuS/Cu2S?1??0Cu2S/Cu1?(?0.51)?1?(0.869)????0.703V
1?12? 9.将无水硫酸铜（II）溶于水中，得到溶液A。用过量的NaCl溶液处理溶液A得到溶
液B。当溶液B用过量的SO2处理之后再用水稀释，生成沉淀C。将沉淀滤出并用蒸馏水洗涤后，溶解于氨水中得到无色溶液D，D在空气中静置时迅速变成蓝紫色溶液E。如再向溶液E加入大量铜屑，则得到无色溶液F。
（a）说明溶液A和B的颜色，并写出在溶液中主要含铜组分的化学式； （b）说明沉淀C的颜色和化学式；
（c）在E中主要含铜组分的化学式是什么？
（d）简单解释当溶液D变成溶液E时所发生的变化？ （e）溶液D和溶液F在组成上有无区别？ 答：
（a） A为Cu(H2O)4；蓝色
5
2?
无机化学第三版下册答案第二十一章第十八章 - 铜、锌副族
