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 + ]