第18章ds区金属 18】为什么Cu在水溶液中比CuI)更稳定，AgD此Ag稳定，Au易形成+Ⅲ氧化态化合物 解：(1Cu2 半径比Cu离子的小 而电荷又 所以Cu的溶剂化作用要 比C 的强得多：Cu2的水化能（一2121kJ·mo-'已超过铜的第二电离能。所以C2在水溶液中 比Cu稳足. (2)Ag2“和Ag的离子半径都较大，其水化能相应就小，而且银的第二电离能又比铜的第 二电离能大，因此Ag比较稳定 ()金的离 半径明显比银的大 金的第3个电子比较容易失去，再加上d离子的平面 正方形结构具有较高的品体场稳定化能，这就使得金容易形成+川氧化态。 182简述：（①）怎样从闪锌矿治炼金属锌2)怎样从辰砂制金属汞？ 解：(1)闪锌矿通过浮选法得到含有40%~60%ZnS的精矿石，焙烧使其转化为Z0,再将Zn0 中加热至1373-1573K,使Z以蒸气逸出， 冷凝得到纯度为99%的锌 2ZnS+30,培整 2Zn0+2S0 2C+02= =2C0 ZnO+CO= -Zn(g)+CO. (2)辰砂中制金属汞 辰砂碎石经粉碎，浮选富集之后，在空气在中焙烧或与石灰共热，然后使汞蒸馏出来 HgS+O: g+S02, 4HgS+4CaO- 4Hg+3CaS+CaSO. 18.3电解法精炼铜的过程中，粗铜（阳极）中的铜溶解，纯铜在阴极上沉积出来，但粗铜中的Ag、 Au、Pt等杂质则不溶解而沉于电解槽底部形成阳极泥，Ni、Fε、Zn等杂质与铜一起溶解 但并不在阴极上沉积出来，为什么？ 解：因电解过程是一个氧化还原的过程，从下面各金属 电对的电极电势可以看出：Cu 的氧化能力大于N2、Fe2、Zn2而小于Ag、Ar”、Pt2,所以在电解过程中，Ni、Fe、Zn 失去电子转入溶液中，而Ag、Au、P1沉入阳极底部。 Mr7MC:0342Ni:-0257N,Fe:-044,2:-0762V,Ag:078V, Au:1.498V,Pt:1.2V 18.4有一份硝酸铜和硝酸银的混合物，试设计一个分离它们的方案。 吊思温a新强克不意 =2Ag+2N0↑+0， Cu(NO,)2K2CUO+4NO:1+: 控制温度在472一712K之间加热，然后溶解过滤出Cu0,将滤液重结晶便得到纯的硝酸银 将Cu0溶于稀硝酸再结品便得到硝酸铜 18.5lmL0.2mol·dm-HC1溶液中含有C25mg,若在室温及101.325kPa下通入HS气体至 饱和，析出CuS沉淀，问达到平衡时，溶液中残留的Cu浓度(mg·mL-'为多少？ 解：Ksp(CuS)=127x10-6H,S:Ka,=5.7×10-8Ka,=1.2x10-15 由于CuS的Kp很小，可以认为C完全生成CuS Cu*+HS +2H HS== 2H+s2 [S-]=[HsS] H
第 18 章 ds 区金属 18.l 为什么 Cu(II)在水溶液中比 Cu(I)更稳定，Ag(I)比 Ag(II)稳定,Au 易形成+III 氧化态化合物? 解：(1)Cu 2+ 离子半径比 Cu + 离子的小，而电荷又多一倍，所以 Cu 2+ 的溶剂化作用要比 Cu + 的强得多；Cu 2+ 的水化能(－2121kJ·mol－1)已超过铜的第二电离能。所以 Cu 2+ 在水溶液中 比 Cu + 稳足。 (2)Ag 2+ 和 Ag + 的离子半径都较大，其水化能相应就小，而且银的第二电离能又比铜的第 二电离能大，因此 Ag + 比较稳定。 (3)金的离子半径明显比银的大，金的第 3 个电子比较容易失去，再加上 d 8 离子的平面 正方形结构具有较高的晶体场稳定化能，这就使得金容易形成+Ⅲ氧化态。 18.2 简述：(1)怎样从闪锌矿冶炼金属锌?(2)怎样从辰砂制金属汞? 解：(1)闪锌矿通过浮选法得到含有 40％～60％ZnS 的精矿石，焙烧使其转化为 ZnO，再将 ZnO 和焦炭混合在鼓风炉中加热至 1373~1573K，使 Zn 以蒸气逸出，冷凝得到纯度为 99％的锌 粉： 2ZnS+3O2=========2ZnO+2SO2 2 C+O2=======2CO ZnO+CO=======Zn(g)+CO2↓ (2)辰砂中制金属汞 辰砂碎石经粉碎，浮选富集之后，在空气在中焙烧或与石灰共热，然后使汞蒸馏出来。 HgS+ O2=======Hg+ SO2↑ 4HgS+4CaO====== 4Hg+3CaS+CaSO4 18.3 电解法精炼铜的过程中,粗铜(阳极)中的铜溶解，纯铜在阴极上沉积出来，但粗铜中的 Ag、 Au、Pt 等杂质则不溶解而沉于电解槽底部形成阳极泥，Ni、Fe、Zn 等杂质与铜一起溶解， 但并不在阴极上沉积出来，为什么? 解：因电解过程是一个氧化还原的过程，从下面各金属离子电对的电极电势可以看出：Cu 2+ 的氧化能力大于 Ni2+ 、Fe 2+ 、Zn 2+ 而小于 Ag + 、Au3+ 、Pt2+，所以在电解过程中，Ni、Fe、Zn 失去电子转入溶液中，而 Ag、Au、Pt 沉入阳极底部。 φ M 2+ / M ： Cu： 0.342 V, Ni：－0.257V，Fe：－0.44V，Zn：－0.762 V，Ag+：0.78 V， Au 3+ ：1.498V，Pt：1．2V 18.4 有一份硝酸铜和硝酸银的混合物，试设计一个分离它们的方案。 解：根据 AgNO3 和 Cu(NO3)2 的热分解温度不同分离 2AgNO3======2Ag +2 NO2↑+O2 Cu(NO3)2=====2CuO+4NO2↑+ O2↑ 控制温度在 472～712 K 之间加热,然后溶解过滤出 CuO，将滤液重结晶便得到纯的硝酸银； 将 CuO 溶于稀硝酸再结晶便得到硝酸铜。 18.5 lmL 0.2 mol·dm －3HCl 溶液中含有 Cu 2+ 5mg，若在室温及 101.325kPa 下通入 H2S 气体至 饱和,析出 CuS 沉淀,问达到平衡时,溶液中残留的 Cu 2+ 浓度(mg·mL －1)为多少? 解：Ksp(CuS)＝1.27×10－36 H2S： Ka1＝5. 7×10－8 Ka2＝1. 2×10－15 由于 CuS 的 Ksp 很小，可以认为 Cu 2+ 完全生成 CuS Cu 2+ +H2S====CuS↓+2H+ H2S====2H+ + S 2－ [S2－ ]＝ 焙烧 712K 472K Ka1·Ka2 [H2S] [H + ]
代入数值S2-1=5710-12凶10-01=3.42×10- 0.2 KspCus .[Cu]= S =127x10-6 =3.71x10-l2(mol·dnm-3) 342×10-23 18.6用反应方程式说明下列现象： 1)铜器在潮湿空气中慢慢生成一层绿色的铜锈 (2)金溶于王水： (③)在CuC1,浓溶液中逐渐加水稀释时，溶液颜色由黄棕经绿色而变为蓝色： (4)当SO2通入CuSO,与NaC1浓溶液中时析出白色沉淀： (S)往AgNO,溶液中演加KCN溶液时，先生成白色沉淀而后溶解，再加入NaCI溶液时 并无AgC1沉淀生成，但加入少许NaS溶液时却析出黑色AgS沉淀： (6)热分解CuC2·2H0时得不到无水CuCL 解 (2C+0,+H,0+C0,= Cu(OHh·CuCO (2)Au+4HCI+HNO 1AuCl:+N0↑+2HO (3)Cu+4C1=CuC1-(黄绿色)C2+6H,0=[Cu(HO(蓝色) (42Cu2+2C1+S02+2H0A2CuC11+4H+S0 (5)Ag+CN-=AgCN AgCN+CN-=Ag(CN)2 2Ag(CN-+S2- --AgS +4CN- (62CuC6·2H0A Cu(OHh·CuC+2HC1t 18.7有一黑色固体化合物A,它不溶于水、稀醋酸和氢氧化钠，却易溶于热盐酸中，生成 种绿色溶液B。如溶液B与铜丝一起煮沸，逐渐变棕黑得到溶液C。溶液C若用大量水稀 释，生成白色沉淀D。D可溶于氨溶液中，生成无色溶液E。E若暴露于空气中，则迅速变 成蓝色溶液F。往溶液F中加入KCN时，蓝色消失，生成溶液G。往溶液G中加入锌粉 则生成红棕色沉淀H。H不溶于稀的酸和碱，可溶于热硝酸生成蓝色溶液I。往溶液I中慢 慢加入NaOH溶液生成蓝色胶冻沉淀J,将J过滤、取出。然后强热，又生成原来化合物A, 试判断上述各字母所代表的物质，并写出相应的各化学反应方程式。 解：A:CuO: B.CuCl:C:HCuClz:D:CuCl:E:Cu(NH):F:Cu(NH) ：Cu(NO J:Cu(OH) CuO+2HC CuCl+H2O CuCiCuA2Cuc CC.C H[CuCl] CuCl+2NH,--Cu(NH3)"+C1 2Cu(NH:)2+4NH:++O2=--2[Cu(NH:)J+20H-+3H2O 2[Cu(NH)J+7CN-+20H-=2[Cu(CN)]-+8NH,+OCN-+H2O Cu(CN+Zr Zn(CN)+Cu 3Cu+8HNO,3C(NO,)+2NO1+4H.O Cu(NO3)z+2NaOH- (OH↓+2NaNo Cu(OH)=CuO+H2O 188解释下列实验事实：
代入数值 [S2－ ]＝ ＝3.42×10－23 ∴[Cu 2+ ]＝ ＝ ＝3.71×10－12（mol·dm －3） 18.6 用反应方程式说明下列现象： (1)铜器在潮湿空气中慢慢生成一层绿色的铜锈： (2)金溶于王水： (3)在 CuCl2 浓溶液中逐渐加水稀释时，溶液颜色由黄棕经绿色而变为蓝色： (4)当 SO2通入 CuSO4 与 NaCl 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： (6)热分解 CuCl2·2H2O 时得不到无水 CuCl2。 解： (1)2Cu+O2+H2O+CO2===Cu(OH)2·CuCO3 (2)Au+4HCl+HNO3===HAuCl4+NO↑+2H2O (3) Cu 2+ +4C1－ ===[CuCl4] 2－ (黄绿色) Cu 2+ +6H2O=== [Cu(H2O)6] 2+ (蓝色) (4)2 Cu 2+ +2 C1－ +SO2+2 H2O ===2CuCl↓+4H+ + SO4 2－ (5) Ag + +CN－ ＝AgCN ↓ AgCN+ CN－ ＝Ag(CN)2－ 2Ag(CN)2－ +S 2－ ===Ag2S↓+4 CN－ (6)2CuCl2·2H2O===Cu(OH)2·CuCl2+2HCl↑ 18.7 有一黑色固体化合物 A，它不溶于水、稀醋酸和氢氧化钠，却易溶于热盐酸中，生成一 种绿色溶液 B。如溶液 B 与铜丝一起煮沸，逐渐变棕黑得到溶液 C。溶液 C 若用大量水稀 释，生成白色沉淀 D。D 可溶于氨溶液中，生成无色溶液 E。E 若暴露于空气中，则迅速变 成蓝色溶液 F。往溶液 F 中加入 KCN 时，蓝色消失，生成溶液 G。往溶液 G 中加入锌粉， 则生成红棕色沉淀 H。H 不溶于稀的酸和碱，可溶于热硝酸生成蓝色溶液 I。往溶液 I 中慢 慢加入 NaOH 溶液生成蓝色胶冻沉淀 J。将 J 过滤、取出。然后强热，又生成原来化合物 A。 试判断上述各字母所代表的物质，并写出相应的各化学反应方程式。 解： A：CuO； B．CuCl2；C：HCuCl2； D：CuCl； E：Cu(NH3)2 2+ ； F：Cu(NH3)4 2+ ； G：Cu(CN)4 2－ ；H：Cu； I：Cu(NO3)2； J；Cu(OH)2 CuO+2HCl===CuCl2+H2O CuCl2+Cu === 2CuCl ↓ CuCl+HCl====H[CuCl2] CuCl2－ =======CuCl↓+Cl－ CuCl+2NH3===Cu(NH3)2+ +C1－ 2Cu(NH3)2+ +4NH3+ 2 1 O2===2[Cu(NH3)4 2+ ]+2OH － +3H2O 2[Cu(NH3)4 2+ ]+7CN－ +2OH－ =2[Cu(CN)4] 2－ +8NH3+OCN－ +H2O Cu(CN)4 2－ +Zn===Zn(CN)4 2－ +Cu 3Cu+8HNO3===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu(NO3)2+2NaOH===Cu(OH)2↓+2NaNO3 Cu(OH)2===CuO+ H2O 18.8 解释下列实验事实： 5. 7×10－8×1. 2×10－15×0.1 0.2 KspCuS [S 2] 1.27×10－36 3.42×10－23 △ △ △ △ 水稀释 △ △ △
(1)铁能使C2还原，铜能使F©还原，这两件事实有无矛盾？并说明理由： 2)焊接铁皮时，先常用浓ZC,溶液处理铁皮表面： (3)Hgs不溶于H、HNO,和QNH)S中而能溶于王水或NaS中： (4)HgC,0,难溶于水，但可溶于含有C1-离子的溶液中 (5HgC2溶液中在有NH,CI存在时，加入NH水得不到白色沉淀HgNH.Cl. 解：(1)不矛盾：因为伊0re/Fe2=0.77>Cu2,Cu=0.342VeFe,Fe=-0.442V Fe+Cu--Fe+Cu 2Fe+Cu---2 Fe*+Cu (2)ZnCl+HO- -H[ZnCl:(OH)] Fe0+2H[ZnCl(OH)]=Fe[ZnCl(OH)+H2O ZnC,用作焊接金属的清洗剂和助溶剂。 (3)形成络合物 HeS不溶于HC1、HNO,和NHhS中是因Hgs的溶度积(10-)太小，溶于王水能生成更 稳定的配合物，同时生成沉淀并放出气体 3HgS+I2HCI+2HNO,* =3HHgC1+3S+2N0↑+4H,0 溶于NaS生成稳定的二硫合汞酸钠：HgS+NaS(浓)===Na-[HgS,l (4)Ksp(HgC:O.)-Ksp(HgClz) (5)HgCI,+2NH===HNH,C1+NHCI由于有NHCI存在导致平衡向左移（同离子效 应) 18.9利用下列△rGP数据计算AgO的Ksp. AgCI(s)==Ag"(aq)+CI-(aq) △rG/kJ小mol-1-109.72 77.1-131.17 解：△rG0=77.11+(-131.17)-(-109.72)=55.66 kJ-mol- 又-△：G0=2.30 RTgKsp -55.66×103=2.30×8.31×2981 gKsp Ksp=1.70×10-0 评注：使用计算机计算，直接用公式一△G9=RTInKsp进行计算更简捷。 18.10将1.0080g铜-铝合金样品溶解后，加入过量碘离子，然后用0.1052mo·dm~NaS,0溶液 滴定生成的缆，共消耗29.84 mLNazS,03溶液，试求合金中铜的质量百分含量。 解： 2Cu2+4I--2Cul+12 I2+2Na:S:O3--Na:S.O.+2NaI 'nCu nl nSz-=2:1:2 0.1052x10-3=-3.14×10-3m0 ..C%= 1.0080 :×100%=19.78% 答：该合金中铜的质量百分含量为19.78%。 18.11计算下列半电池反应的电极电势： Hg:SO,+2e-==2Hg+SO-
(1)铁能使 Cu 2+ 还原，铜能使 Fe 3+ 还原，这两件事实有无矛盾?并说明理由： (2)焊接铁皮时，先常用浓 ZnCl2 溶液处理铁皮表面： (3)HgS 不溶于 HCI、HNO3 和(NH4)2S 中而能溶于王水或 Na2S 中： (4)HgC2O4难溶于水，但可溶于含有 Cl－ 离子的溶液中： (5)HgCl2 溶液中在有 NH4CI 存在时，加入 NH3 水得不到白色沉淀 HgNH2Cl。 解： （1）不矛盾：因为伊φ Fe 3+ / Fe 2+ ＝0.77 >φ Cu 2+ / Cu＝0.342V>φ Fe 2+ / Fe＝－0．442V Fe+ Cu 2+ ===Fe 2+ + Cu 2 Fe 3+ +Cu===2 Fe 2+ + Cu 2+ (2) ZnCl2+H2O===H[ZnCl2(OH)] FeO+2H[ZnCl2(OH)] ===Fe[ZnCl2(OH)2]+H2O ZnCl2用作焊接金属的清洗剂和助溶剂。 (3)形成络合物 HgS 不溶于 HCl、HNO3 和(NH4)2S 中是因 HgS 的溶度积(10－53)太小，溶于王水能生成更 稳定的配合物，同时生成沉淀并放出气体。 3HgS+l2HCl+2HNO3===3H2[HgC14]+3S↓+2NO↑+4H2O 溶于 Na2S 生成稳定的二硫合汞酸钠：HgS+Na2S(浓) ===Na2[HgS2] (4)Ksp(HgC2O4)>Ksp(HgCl2) (5) HgCl2+2NH3===HgNH2Cl+NH4Cl 由于有 NH4Cl 存在导致平衡向左移(同离子效 应)。 18.9 利用下列ΔfGq 数据计算 AgO 的 Ksp。 AgCl(s) ===Ag + (aq)+Cl－ (aq) ΔfGq/ kJ• mol－1 －109.72 77.1l －131.17 解：ΔfGq ＝77.11＋（-131.17）－（-109.72）＝55.66 kJ• mol－1 又－ΔfGq ＝2.30RTlgKsp －55.66×103＝2.30×8.31×298lgKsp Ksp＝1.70×10－10 评注:使用计算机计算,直接用公式－ΔfGq ＝RTlnKsp 进行计算更简捷。 18.10 将 1.0080g 铜－铝合金样品溶解后,加入过量碘离子,然后用 0.1052 mol·dm－3Na2S2O3 溶液 滴定生成的碘,共消耗 29.84 mL Na2S2O3 溶液,试求合金中铜的质量百分含量。 解： 2Cu 2+＋4I－ ===2 CuI＋I2 I2＋2Na2S2O3=== Na2S4O6＋2NaI ∵nCu ：nI2 ：n S2O3 2－ ＝2：1：2 ∴nCu ＝n S2O3 2－ ＝29.84×0.1052×10－3＝3.14×10－3 mol ∴Cu%＝ ×100%＝19.78% 答：该合金中铜的质量百分含量为 19.78%。 18.11 计算下列半电池反应的电极电势: Hg2SO4+2e－ === 2Hg＋SO4 2－ 3.14×10－3×63.5 1.0080
[已知0s2/)=0.792Y,Ksp(HigS0)=6.76×10- 解：E=EHg7Heg+0591gKsp(HgS0,)=0.792+n05911g6.7610-7-0.61V 2 1812.将14820g固态纯的碱金属氢化物样品溶于水后，加过量ANO,进行沉淀。将所得沉淀 经过滤、干燥称共质量为2.8490g,求该氯化物中氯的含量是 少？写出该氯化物的化学 解：设该氯化物为YC,依题意有 YCI- AgCl Mw+35.5 143.5 1.4820 2.8490 即M+35.5L 143.5 4820 2.8490 M,=39YC1即KC☑%=47.54% 1813往0.01 mol *dm-3ZnN0溶液中渐入HS至饱和，当溶液H≥1时，就可析出ZnS沉淀 但若往含10mol·dm-3CN离子的0.01mol·dm-Zn(NOh溶液中通入s饱和时，则 需在PH≥9条件下，才可析出ZS沉淀。试计算Zn(CN,2-的不稳定常数。（注意，计算中 并不需要未给出的共它数据。) 解：两种情况下反应Zn2+HS一ZnS↓+2r的平衡常数K为 k=阀 向两种溶液分别通入S至饱和，两次的平衡常数相等，但在第二种情况下，由于生成 Zn(CN2-,Zm2*的浓度仅为： 012 10-9月 10.II HS][Zn HS] 即Zm2=10-8 又Zn2++4CN-=ZnCN2 起始0.01 0 平衡10-181-0.01×40.01 18.14(1)为什么C不稳定、易歧化，而Hg:2则较稳定。试用电极电势的数据和化学平衡的观点 加以阐述： (2)在什么情况下可使Cu2转化为Cu,试各举一例： (3)在什么情况下可使Hg山)转化为Hg):Hg)转化为Hg(山)，试各举三个反应方 程式说明。 解：由电极电势可知 (l)明/VC20.158Cu0.522Cu P喔说明Cu易歧化为Cu和Cu2且趋势较大
[已知φ (Hg 2 2+ / Hg)＝0.792V, Ksp（Hg2SO4）＝6.76×10－7] 解：E＝E y Hg 2 2+ / Hg ＋ lg Ksp（Hg2SO4）＝0.792＋ lg6.76×10－7＝0.61V 18.12．将 1.4820g 固态纯的碱金属氯化物样品溶于水后，加过量 AgNO3进行沉淀。将所得沉淀 经过滤、干燥称其质量为 2.8490g，求该氯化物中氯的含量是多少?写出该氯化物的化学 式。 解：设该氯化物为 YCI，依题意有： YCI — AgCl My+35.5 143.5 1.4820 2.8490 即 ＝ MY＝39 YCI 即 KCl Cl％＝47.54％ 18.13 往 0.01 mol·dm －3Zn(NO3)2 溶液中通入 H2S 至饱和， 当溶液 pH≥l 时， 就可析出 ZnS 沉淀， 但若往含 1.0 mol·dm －3 CN－ 离子的 0.01 mol·dm －3Zn(NO3)2 溶液中通入 H2S 饱和时，则 需在 PH≥9 条件下，才可析出 ZnS 沉淀。试计算 Zn(CN)4 2－ 的不稳定常数。(注意，计算中 并不需要未给出的其它数据。) 解：两种情况下反应 Zn 2+ +H2S=== ZnS ↓+2H+ 的平衡常数 K 为 K＝ 向两种溶液分别通入 H2S 至饱和，两次的平衡常数相等，但在第二种情况下，由于生成了 Zn(CN)4 2－ ，Zn 2+ 的浓度仅为： ＝ 即[Zn 2+ ]＝10－8 又 ∵ Zn 2+ + 4CN－ === Zn(CN)4 2－ 起始 0.01 l 0 平衡 10－18 1－0.01×4 0.01 =0.96 ∴K 不稳 ＝ ＝ ＝8.5×10－17 18.14 (1)为什么 Cu + 不稳定、易歧化，而 Hg2 2+ 则较稳定。试用电极电势的数据和化学平衡的观点 加以阐述： (2)在什么情况下可使 Cu 2+ 转化为 Cu + ，试各举一例； (3)在什么情况下可使 Hg(II)转化为 Hg(I)：Hg(I)转化为 Hg(II)，试各举三个反应方 程式说明。 解：由电极电势可知 (1) φA ／V Cu 2+ 0.158 Cu + 0.522 Cu φ右>φ左 说明 Cu + 易歧化为 Cu 和 Cu 2+ 且趋势较大 0.0591 2 0.0591 2 M+35.51 1.4820 143.5 2.8490 [H + ] 2 [Zn 2+ ][ H2S] 0.1 2 [0.1][ H2S] （10－9）2 [Zn 2+ ][ H2S] [Zn 2+ ][ CN－ ] 4 [Zn(CN)4 2－ ] 10－18×0.96 4 0.01
K=14X10 Hg2*0.920 Hg2*0.797Hg 喉表。来在希液中发半歧化作用的趋势很小 即亚汞在水溶液中稳定存在 (2)在Cu2盐中加入适当的沉淀剂或配位剂，可使C"转化为C,如： 2C2*+41-==2Cl1+L 2 Cu+4(CN)-==2CUCN+CN)1 上述两个反应均是还原生成难溶物或稳定的配离了 opo =Hg+Sn”(氧化还原) 2HgCb+SO+2HO==Hg-Cl 4+2HCl+H-SO Hg(I) →g Hg.C1-h HgCl2+2HCI(浓 1:[HgCl+Hg Hg2*+CL2=2Hg2*+2C1-Hg2*+N0+2=2Hg2*+2NO2↑+2H,0 18.15CuC1、AgC1、Hg:C12都是难溶于水的白色粉末，试区别这三种金属氯化物。 解：将三种金属氯化物分别加入浓氨水，可以根据溶液中发生的颜色变化来区别它们。 CC+2NH·HO=-[Cu(NH.)-K(无色H2HO 空气氧化生成[CuNH(深蓝色 AgC1+2NH·HO=[Ag(NH)]CI(无色H2H0 Hg,C12+2NH,H,0==HgNH,C1(白)↓+2NH,C1+Hg(黑) 18.16(I)怎样从黄铜矿CuFeS制备CuF2 (2)从AgS,0-溶液中回收Ag (3)从ZnS制备ZnCl(无水)： (4)怎样从Hg(NO)制备①Hg:C12:②HgO:③HgC12:④Hg2:⑤KHgL]。 解：(I)2 CuFeS2+0 CS+2FeS+S02↑2CuS+3O 2Cu0+2S021 2CwO+0:4Cuo CuO+2HF- -CuF2+H:O (2Ag(S02-+1- =Agl+2S,02 hv 2Agl" 2Ag+l2或2Ag+Zn= =Zn2+2I-+2Ag↓ (3)ZnS+2HCl= =ZCl2+HS(在干燥的HCI气氛中，加热脱水) (4Hg(NO:h+Hg Hg:(NOhHg:(NO:)+2HCI- HgC1,↓+2HNO Hg(NO,)+2NaOH NaNO +H0 Hg-C hy-HgCla+Hg Hg"+21 =Hgl(红色) Hg2+2K1= KHgL(无色) 18.17分离下列各组混合物： (1)CuSO,和ZnSO (2)CuSO,和CdsO, 3CdS和HeS 4)HgC12和HgC 解 将其加入Nas得Cus和Zns沉淀Cu2+s2 -CuS Zn2+s2---Zns 再加入稀HC1溶解ZnS+2HC=ZnCl+H,S 过滤后即可分离 Cuso CuS 不溶
lg K = ＝ ＝6.15 K＝1.4×10 6 Hg 2+ 0.920 Hg2 2+ 0.797 Hg φ右＜φ左 表明亚汞在溶液中发生歧化作用的趋势很小 K＝8.30×10－3 即亚汞在水溶液中稳定存在 (2)在 Cu 2+ 盐中加入适当的沉淀剂或配位剂，可使 Cu 2+ 转化为 Cu + ，如： 2 Cu 2+ +4I－ ===2CuI↓+I2 2 Cu 2+ +4(CN)－ ===2CuCN↓+(CN)2↑ 上述两个反应均是还原生成难溶物或稳定的配离子 (3)2Hg(NO3)2+Sn 2+ ===Hg2 2+ +Sn 4+ (氧化还原) HgCl2+Hg===Hg2C12 2HgCl2+SO2+2H2O===Hg2C12↓+2HCl+H2SO4 Hg(I) Hg(II) Hg2C12 === HgCl2+Hg Hg2C12+2HCI(浓) ==H2[HgCl4]+Hg Hg2 2+ +C12===2Hg 2+ +2C1－ Hg2 2+ +HNO3+2H+ ==2Hg 2+ +2NO2↑+2H2O 18.15 CuCl、AgCl、Hg2C12 都是难溶于水的白色粉末，试区别这三种金属氯化物。 解：将三种金属氯化物分别加入浓氨水，可以根据溶液中发生的颜色变化来区别它们。 CuCl+2NH3·H2O＝[Cu(NH3)2]Cl(无色)+2H2O 空气氧化生成[Cu(NH3)4] 2+ (深蓝色) AgCl+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]C1(无色)+2H2O Hg2C12+2NH3·H2O===HgNH2Cl（白）↓+2NH4Cl+Hg(黑) 18.16 (1)怎样从黄铜矿 CuFeS2 制备 CuF2； (2)从[Ag(S2O3)2] 3－ 溶液中回收 Ag； (3)从 ZnS 制备 ZnCl2(无水)： (4)怎样从 Hg(NO3)2制备①Hg2C12；②HgO；③HgC12；④HgI2；⑤K2[HgI4]。 解：(1)2CuFeS2+O2=======Cu2S+2FeS+SO2↑ 2Cu2S+3O2======2Cu2O+2SO2↑ 2Cu2O+O2 ======= 4CuO CuO+2HF======CuF2+H2O (2)Ag(S2O3)3 2－ +I－ =======AgI ↓+2S2O3 2－ 2AgI 2Ag+I2 或 2AgI+Zn=====Zn 2+ +2I－ +2Ag↓ (3)ZnS + 2HCl=====ZnCl2+ H2S (在干燥的 HCI 气氛中，加热脱水) (4)Hg(NO3)2+Hg=====Hg2(NO3)2 Hg2(NO3)2+2HCI=====Hg2C12↓+ 2HNO3 Hg(NO3)2+2NaOH=====2NaNO3+ HgO↓+ H2O Hg2C12===== HgCl2+ Hg Hg 2+ + 2I－ =====HgI2(红色) Hgl2 + 2KI=====K2HgI4(无色) 18.17 分离下列各组混合物： (1)CuSO4 和 ZnSO4 （2）CuSO4 和 CdSO4 (3)CdS 和 HgS (4) Hg2C12 和 HgCl2 解：(1)CuSO4 和 ZnSO4 将其加入 Na2S 得 CuS 和 ZnS 沉淀 Cu 2+ + S 2－ ===CuS Zn 2+ + S 2－ ===ZnS 再加入稀 HCl 溶解 ZnS + 2HCl===ZnCl2+ H2S 过滤后即可分离 CuSO4 CuS↓ 不溶 1×（0.522－0.158） 0.0591 n（φ右－φ左 ） 0.0591 研磨 hv △ hv hv
ZnSO-NaS ZnS!HCI()ZnClz+H:S t (2)CuSO,和CdsOCuS0 CdSO (3)CdS和Hgs 加入过量浓NaS,CdS不溶，HgS落解：HgS+S2-=HS过滤 (4HgC12和HgC2 加入过量的HCI溶液 Hg:Cl2 不溶 加NH→HgNH,C1!(白)+NH,C eC,2HCL过量+HeC,一→HeNH.CI,4白He黑+C 18.18欲溶解5.00g含有Cu75.0%、Zn24.4%、Pb0.6%的黄铜，理论上需密度为 113gcm3 的27,8%HN0,溶液多少毫升设还原产物为 O 解：3Cu+8HNO 3CuNO)2+2N0↑+4HC 3Zn+8HNO3===3Zn(NO:,+2N0↑+4H,0 3Pb+8HNO;=3Pb(NO])+2NOt+4H2O (5X75% 635 +5x24%+5x06%)××6n1Bx278%=417m 1819试设计一个不用Hs而能使下述离子分离的方案：Ag、Hg,Cu、Zn”、Cd、Hg 和A。 AgH2G”2”cHgA IHCI Cr、Za"Ca Hg Ar A2'HCNH.CI↓ Hg↓ C4O日zHsO、CgO2AXo4、2a(oH 适量 Cu(H CoNHO 4,0 H lrJr A
ZnSO4 ZnS↓ ZnCl2+H2S↑ (2) CuSO4 和 CdSO4 CuSO4 Cu(OH)2↓ Na2[Cu(OH)4] CdSO4 Cd(OH)2↓ 不溶 (3)CdS 和 HgS 加入过量浓 Na2S，CdS 不溶，HgS 溶解：HgS+S 2－ ===HgS2 2－ 过滤 (4)Hg2C12 和 HgCl2 加入过量的 HCI 溶液 Hg2C12 不溶 加 NH3 HgNH2Cl↓ (白)+NH4Cl HgCl2 HHgCl3 HgNH2C12↓(白)+Hg(黑) ＋NH4Cl 18.18 欲溶解 5.00g 含有 Cu 75.0％、Zn 24.4％、Pb 0.6％的黄铜，理论上需密度为 1.13g·cm－3 的 27.8％HNO3 溶液多少毫升(设还原产物为 NO)? 解： 3Cu + 8HNO3 ===== 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O 3Zn + 8HNO3 ==== 3Zn(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O 3Pb + 8HNO3 == 3Pb(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O ( ＋ ＋ )× ×63/1.13×27.8％＝41.7ml 18.19 试设计一个不用 H2S 而能使下述离子分离的方案：Ag + 、Hg2 2+ 、Cu 2+ 、Zn 2+ 、Cd 2+ 、Hg 2+ 和 Al3+ 。 解： Na2S HCl（稀） NaOH NaOH HCl（过量） 5×75％ 63.5 5×24.4％ 65 5×0.6％ 207 8 3
