副族元素

《副族元素》由会员分享，可在线阅读，更多相关《副族元素（30页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座 第12讲 副族元素及其化合物【竞赛规定】钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、银、金、锌、汞、钼、钨。过渡元素氧化态。氧化物和氢氧化物的酸碱性和两性。水溶液中的常用离子的颜色、化学性质、定性检出（不使用特殊试剂）和分离。制备单质的一般措施。【知识梳理】一、通论d区元素是指IVII族元素，ds区元素是指IB、IB族元素。区元素的外围电子构型是(n)11n12（Pd例外),ds区元素的外围电子构型是（n）d10ns。它们分布在第4、5、6周期之中,而我们重要讨论第4周期的d区和ds区元素。第4周期d区、d区元素某些性质Sc3d142i3d24s3d34s2r3d54s1Mn

2、354s23d64s2od7s2i3d84Cu3d1041d1042熔点15375190901241554951453103419沸点273203802422077300200272259507原子半径P161413291712612125121372+半径/Pm-0888480647774I1kJl1631655652.877.47594758736.75.56.4室温密度/c-.9945597.27.207.68.9898.97.14氧化态31,0,23，4,0,23，,2，1,，5,61，1,3,5,6，70,2,34,5，60，3,4,3,(4)*1,3(1)2*( ）内为不稳定氧化态

3、。同一周期的区或ds区元素有许多相似性，如金属性递变不明显、原子半径、电离势等随原子序数增长虽有变化,但不明显，都反映出d区或ds区元素从左至右的水平相似性。d区或ds区元素有许多共同的性质：（1)它们都是金属,由于它们最外层都只有12个电子。它们的硬度大,熔、沸点较高。第周期d区元素都是比较活泼的金属,题目能置换酸中的氢；而第5、6周期的d区元素较不活泼,它们很难和酸作用。(）除少数例外，它们都存在多种氧化态，且相邻两个氧化态的差值为1或2,如Mn，它有1,0,1，,3，4,5，6,7；而p区元素相邻两氧化态间的差值常是2，如Cl,它有,1，3，5,7等氧化态。最高氧化态和族号相等，但VII

4、I族除外。第4周期d区元素最高氧化态的化合物一般不稳定;而第、周期d区元素最高氧化态的化合物则比较稳定,且最高氧化态化合物重要以氧化物、含氧酸或氟化物的形式存在,如3、WF、MnO、eO、CrO等,最低氧化态的化合物重要以配合物形式存在，如C(C)2（)它们的水合离子和酸根离子常呈现一定的颜色。这些离子的颜色同它们的离子存在未成对的d电子发生跃迁有关。某些d去元素水合离子的颜色电子构型未成对电子数阳离子水合离子颜色3d00c3+T4+无色无色3d11Ti3+V紫色蓝色3dV3+绿色3d333V+r3+紫色紫色344Mn3+C2+紫色蓝色d55Mn2Fe3+肉色浅紫色3d64Fe2+绿色3d7C

5、o+粉红色3d82Ni2+绿色d91u2+蓝色3d100Zn2+无色常用酸根离子的颜色有:CrO（黄色）、C2O(橙色)、MnO(绿色)、MnO(紫红色）。(4）它们的原子或离子形成配合物的倾向都较大。由于它们的电子构型具有接受配体孤电子对的条件。以上这些性质都和它们的电子层构造有关。二、d区元素(一)钛副族、钛副族元素的基本性质钛副族元素原子的价电子层构造为()d2ns2,因此钛、锆和铪的最稳定氧化态是+4，另一方面是+3,2氧化态则比较少见。在个别配位化合物中,钛还可以呈低氧化态0和 l。锆、铪生成低氧化态的趋势比钛小。它们的(）化合物重要以共价键结合。在水溶液中重要以MO2+形式存在，并

6、且容易水解。由于镧系收缩,铪的离子半径与锆接近，因此它们的化学性质极相似，导致锆和铪分离上的困难。2、钛及其化合物(1)钛钛是活泼的金属,在高温下能直接与绝大多数非金属元素反映。在室温下，钛不与无机酸反映,但能溶于浓、热的盐酸和硫酸中:2 + HCl(浓) 2iC3+ 3H22T +32SO4(浓） 2T2(SO4）+ 3H2钛易溶于氢氟酸或具有氟离子的酸中：i + 6HF TF H+ 2H2(2)二氧化钛二氧化钛在自然界以金红石为最重要,不溶于水,也不溶于稀酸，但能溶于氢氟酸和热的浓硫酸中：TiO2 +6H = H2Ti6H2i2 22SO4 = T (O4)2 +2H2OTO+ H24 2

7、i SO4 H（）四氯化钛四氯化钛是钛的一种重要卤化物,以它为原料，可以制备一系列钛化合物和金属钛。它在水中或潮湿空气中都极易水解将它暴露在空气中会发烟：Cl+2HO= TiO2 + 4l(4）钛（)的配位化合物钛()可以与许多配合剂形成配合物,如TiF6、i6、TiO(H2O2)2+ 等,其中与H2O的配合物较重要。运用这个反映可进行钛的比色分析,加入氨水则生成黄色的过氧钛酸4TiO6沉淀，这是定性检出钛的敏捷措施。 （二)钒副族 1、钒副族元素基本性质 钒副族涉及钒、铌、钽三个元素，它们的价电子层构造为(n-)d3n2，个价电子都可以参与成键,因此最高氧化态为 +5,相称于d0的构造,为钒

8、族元素最稳定的一种氧化态。按V、N、Ta顺序稳定性依次增强，而低氧化态的稳定性依次削弱。铌钽由于半径相近,性质非常相似。 、钒及其化合物(1)钒金属钒容易呈钝态,因此在常温下活泼性较低。块状钒在常温下不与空气、水、苛性碱作用,也不与非氧化性的酸作用,但溶于氢氟酸,也溶于强氧化性的酸(如硝酸和王水)中。在高温下,钒与大多数非金属元素反映,并可与熔融苛性碱发生反映。（)五氧化二钒V2O5可通过加热分解偏钒酸铵或三氯氧化钒的水解而制得:2NH4VO3 VO + NH3 H2O2OCl + 3H2O = V2O5+ 6Hl 在工业上用氯化焙烧法解决钒铅矿,提取五氧化二钒。V2O5比TO2具有较强的酸性

9、和较强的氧化性,它重要显酸性,易溶于碱:5+ NaOH= a3VO4 +32也能溶解在强酸中（pH13）时,单体的钒酸根才干在溶液中稳定存在;当pH下降,溶液中钒的总浓度不不小于1-4 mol-1时,溶液中以酸式钒酸根离子形式存在，如HVO、2VO;当溶液中钒的总浓度不小于14 ol-1时,溶液中存在一系列聚合物种（多钒酸盐）如V2、V3O、V4O、0O等。（三)铬副族 1、铬副族的基本性质周期系第VIB族涉及铬、钼、钨三个元素。铬和钼的价电子层构造为（n-1）d5ns1,钨为(-）d4s。它们的最高氧化态为 6,都具有区元素多种氧化态的特性。它们的最高氧化态按、Mo、W的顺序稳定性增强,而低

10、氧化态的稳定性则相反。 2、铬及其化合物 (1）铬铬比较活泼，能溶于稀HC、H2SO4,起初生成蓝色Cr+溶液,而后为空气所氧化成绿色的C+ 溶液:r + 2Hl = CrCl2H24Crl2+4Cl + O2= Cr + 2H2O铬在冷、浓HNO3中钝化。（2）铬(I)的化合物向r溶液中逐滴加入2modm3 NaH，则生成灰绿色C(O）沉淀。Cr（OH)3具有两性:Cr（OH)3+ 3+ Cr+ + 32OC(OH)3 +OH-=Cr（H) （亮绿色)铬(III)的配合物配位数都是6（少数例外),其单核配合物的空间构型为八面体，r3+离子提供6个空轨道，形成六个2sp杂化轨道。(2）铬酸、铬

11、酸盐和重铬酸盐若向黄色CrO溶液中加酸，溶液变为橙色r2O(重铬酸根）液；反之，向橙色C2O溶液中加碱,又变为CO黄色液： Cr(黄色) 2H+ Cr2O(橙色) H2O K = .204H2Cr4是一种较强酸（= 4.1,= 3.207）,只存在于水溶液中。氯化铬酰C2C2是血红色液体,遇水易分解:CrC2 +H2O = H2C +C常用的难溶铬酸盐有ACrO(砖红色）、bCrO4（黄色）、CrO4(黄色）和SrCr(黄色)等,它们均溶于强酸生成+和Cr2。K2Cr2O7是常用的强氧化剂(= 1.3 V）饱和K2Cr2O7溶液和浓H2SO4混合液用作实验室的洗液。在碱性溶液中将r(H) 氧化

12、为Cr，要比在酸性溶液将Cr3 氧化为C2O容易得多。而将Cr（VI)转化为Cr(III)，则常在酸性溶液中进行。 3、钼和钨的重要化合物（）钼、钨的氧化物MoO3、WO3和CrO3不同,它们不溶于水,仅能溶于氨水和强碱溶液生成相应的合氧酸盐。（2)钼、钨的含氧酸及其盐钼酸、钨酸与铬酸不同,它们是难溶酸,酸性、氧化性都较弱，钼和钨的含氧酸盐只有铵、钠、钾、铷、锂、镁、银和铊(I)的盐溶于水,其他的含氧酸盐都难溶于水。氧化性很弱,在酸性溶液中只能用强还原剂才干将它们还原到+3氧化态。（四)锰副族 1、锰副族的基本性质族涉及锰、锝和铼三个元素。其中只有锰及其化合物有很大实用价值。同其他副族元素性质

13、的递变规律同样，从M到R高氧化态趋向稳定。低氧化态则相反，以M+ 为最稳定。 2、锰及其化合物（1)锰锰是活泼金属,在空气中表面生成一层氧化物保护膜。锰在水中，因表面生成氢氧化锰沉淀而制止反映继续进行。锰和强酸反映生成Mn(）盐和氢气。但和冷浓H2O4反映很慢（钝化)。（）锰(I)的化合物在酸性介质中Mn+ 很稳定。但在碱性介质中n(I)极易氧化成Mn(V)化合物。n(OH)2为白色难溶物，Ksp 4.010-4,极易被空气氧化，甚至溶于水中的少量氧气也能将其氧化成褐色Mn（H)2沉淀。2Mn(OH)2 +O2 MnO(OH）2n2+在酸性介质中只有遇强氧化剂(NH4)S8、BiO3、PbO2

14、、H5IO时才被氧化。2Mn2+ + 52O+ H2 = 2 10SO+ 6H2Mn2+ NBiO3 + 14H+ 2MnO5i3 + 5N + 7H2O（3)锰（I)的化合物最重要的M(IV)化合物是MnO2,二氧化锰在中性介质中很稳定,在碱性介质中倾向于转化成锰()酸盐;在酸性介质中是一种强氧化剂，倾向于转化成Mn2+。MO2 + 2H2SO4 (浓) = 2MnSO+ O2+ 2H2MnO2 + 4Hl（浓)= nCl2 + Cl2+ 2H2O简朴的M(I)盐在水溶液中极不稳定,或水解生成水合二氧化锰Mn（OH）2，或在浓强酸中的和水反映生成氧气和Mn（I）。（4)锰(VI)的化合物最重

15、要的M(VI)化合物是锰酸钾2MnO4。在熔融碱中MnO2被空气氧化生成KMnO。2MnO2 + O2 +4KOH = 2K2MnO4 （深绿色) 2H2O在酸性、中性及弱碱性介质中,KMn4发生歧化反映:3K2MO4 + 2H2O = KnO4 MnO+ K锰酸钾是制备高锰酸钾（KMnO4）的中间体。2MnO+ 2H2O 2MnO + 2O-+ H2Kn是深紫色晶体,是强氧化剂。和还原剂反映所得产物因溶液酸度不同而异。例如和SO反映:酸性 2MO+ 5 SO+ 6H+ 2n2+ 5SO+ 3HO近中性 + 3 SO+ H2 = 2MO2 + 3 S+ 2O-碱性: 2MnO+O+ H-= 2

16、MnO+S+2OnO在碱性介质中不稳定：4 MnO+ 4OH-= MO+O2 2H2OKMn4晶体和冷浓H2S4作用，生成绿褐色油状MnO7,它遇有机物即燃烧,受热爆炸分解：2KMO + H2SO(浓) =2OKSO4 +H2On27 3O+4MO2(五）铁系元素 、铁系元素基本性质位于第4周期、第一过渡系列的三个II族元素铁、钴、镍，性质很相似，称为铁系元素。铁、钴、镍三个元素原子的价电子层构造分别是34s2、3d74s、3d84s2,它们的原子半径十分相近,最外层均有两个电子,只是次外层的3d电子数不同,因此它们的性质很相似。铁的最高氧化态为 ,在一般条件下，铁的常用氧化态是 2、+,只有

17、与很强的氧化剂作用时才生成不稳定的 6氧化态的化合物。钴和镍的最高氧化态为+4,在一般条件下，钴和镍的常用氧化态都是+2。钴的+3氧化态在一般化合物中是不稳定的,而镍的3氧化态则更少见。2、铁的化合物（1）铁的氧化物和氢氧化物铁的氧化物颜色不同,FeO、Fe3O4为黑色,F2O3为砖红色。向Fe2+ 溶液中加碱生成白色F（OH)2，立即被空气中O2氧化为棕红色的e(OH)3。Fe（OH）显两性,以碱性为主。新制备的Fe()3能溶于强碱。（2)铁盐Fe(I)盐有两个明显的特性，即还原性和形成较稳定的配离子。F(II)化合物中以(NH4)2SO4FeSO46H2(摩尔盐）比较稳定,用以配制Fe(I

18、I)溶液。向e(II）溶液中缓慢加入过量C，生成浅黄色的Fe(CN)，其钾盐KFe(C)HO是黄色晶体，俗称黄血盐。若向Fe3+溶液中加入少量(CN）溶液，生成难溶的蓝色沉淀KFeFe（CN)6 ，俗称普鲁士蓝。Fe3+ + e()=KFe(CN)6F(II)盐有三个明显性质：氧化性、配合性和水解性。e3+能氧化Cu为Cu，用以制印刷电路板。FeSCN2+具有特性的血红色。Fe(）6的钾盐K3Fe(CN) 是红色晶体，俗称赤血盐。向Fe2+ 溶液中加入e（CN)63，生成蓝色难溶的KFeFe（CN)6,俗称滕布尔蓝。Fe2+ + K+Fe()6- = Fe(CN)6经构造分析，滕布尔蓝和普鲁士

19、蓝是同一化合物，它们有多种化学式,本章简介的KFFe()6只是其中的一种。F（II)对F-离子的亲和力很强,FeF3(无色）的稳定常数较大，在定性和定量分析中用以掩蔽e3+。F+ 离子在水溶液中有明显的水解作用,在水解过程中,同步发生多种缩合反映,随着酸度的减少,缩合度也许增大而产生凝胶沉淀。运用加热水解使Fe3+ 生成F(H）3除铁,是制备各类无机试剂的重要中间环节。3、钴、镍及其化合物（1）钴、镍钴和镍在常温下对水和空气都较稳定,它们都溶于稀酸中，与铁不同的是，铁在浓硝酸中发生“钝化”,但钴和镍与浓硝酸发生剧烈反映,与稀硝酸反映较慢。钴和镍与强碱不发生作用，故实验室中可以用镍制坩埚熔融碱性

20、物质。(2）钴、镍的氧化物和氢氧化物钴、镍的氧化物颜色各异,C灰绿色,o23黑色;N暗绿色,Ni3黑色。向Co2+ 溶液中加碱，生成玫瑰红色（或蓝色)的Co(OH)2,放置，逐渐被空气中O2氧化为棕色的(H）3。向Ni+ 溶液中加碱生成比较稳定的绿色的i(H)2。(OH)3为碱性，溶于酸得到Co+（由于C3+ 在酸性介质中是强氧化剂）: 4o3+ 22O= 4C2+ + 4H+ + O2（3)钴、镍的盐常用的Co(I)盐是CoClH2O,由于所含结晶水的数目不同而呈现多种不同的颜色：Col2O(粉红)Co22H2O(紫红)ColHO(蓝紫)CoCl2(蓝)这个性质用以制造变色硅胶,以批示干燥剂

21、吸水状况。Co（II)盐不易被氧化,在水溶液中能稳定存在。而在碱性介质中， （OH)2能被空气中O2氧化为棕色的C （OH）3沉淀。Co (II)是强氧化剂(=18 ),在水溶液中极不稳定，易转化为C。Co（III)只存在于固态和配合物中,如F、o2O3、C2(SO4)318H2O；o （NH)6Cl3、K3 （N)、Na3o(N2)。常用的Ni(I）盐有黄绿色的NiSO47H2O，绿色的NCl26H2O和绿色的Ni(O3)26H2O。常用的配离子有(N)62+、Ni（CN）4-、N（C2O4)34-等。Ni2 在氨性溶液中同丁二酮肟(镍试剂)作用，生成鲜红色的螯合物沉淀，用以鉴定i2+。三、

22、ds区元素(一）铜族元素、铜族元素的基本性质铜族元素涉及铜、银、金，属于 B族元素,位于周期表中的ds区。铜族元素构造特性为(n1)d10，从最外层电子说,铜族和IA族的碱金属元素都只有个电子，失去s电子后都呈现+1氧化态;因此在氧化态和某些化合物的性质方面I B与I 元素有某些相似之处，但由于I 族元素的次外层比I 族元素多余10个d电子，它们又有某些明显的差别。如：(1）与同周期的碱金属相比，铜族元素的原子半径较小,第一电离势较大，表目前物理性质上：I 族单质金属的熔点、沸点、硬度均低；而I B族金属具有较高的熔点和沸点,有良好的延展性、导热性和导电性。 （2)化学活泼性：铜族元素的原则电

23、极电势比碱金属为正。I A族是极活泼的轻金属,在空气中极易被氧化,能与水剧烈反映，同族内的活泼性自上而下增大;IB族都是不活泼的重金属,在空气中比较稳定,与水几乎不起反映,同族内的活泼性自上而下减小。 (3)铜族元素有+1、+、3等三种氧化态，而碱金属只有1一种。碱金属离子一般是无色的，铜族水合离子大多数显颜色。 （4）IIA族所形成的化合物多数是离子型化合物, B族的化合物有相称限度的共价性。IA族的氢氧化物都是极强的碱，并且非常稳定;B族的氢氧化物碱性较弱,且不稳定，易脱水形成氧化物。(5)IA族的离子一般很难成为配合物的形成体,IB族的离子有很强的配合能力。2、铜、银、金及其化合物(1)

24、铜、银和金铜族元素的化学活性从Cu至Au减少,重要表目前与空气中氧的反映和与酸的反映上。室温时，在纯净干燥的空气中,铜、银、金都很稳定。在加热时,铜形成黑色氧化铜,但银和金不与空气中的氧化合。在具有C2的潮湿空气中放久后，铜表面会慢慢生成一层绿色的铜锈:u 2 + H2O + 2= C（)CuCO3银和金不发生上述反映。铜、银可以被硫腐蚀,特别是银对硫及硫化物(HS)极为敏感,这是银器暴露在具有这些物质的空气中生成一层Ag2S的黑色薄膜而使银失去白色光泽的重要因素。金不与硫直接反映。铜族元素均能与卤素反映。铜在常温下就能与卤素反映,银反映很慢，金必须加热才干与干燥的卤素起反映。铜、银、金都不能

25、与稀盐酸或稀硫酸作用放出氢气,但在有空气存在时，铜可以缓慢溶解于稀酸中，铜还可溶于热的浓盐酸中:Cu + 4HCl +O2 2Cul+ 22Ou + HSO O2=2CuSO4+ 2H2 2Cu + HCl(浓) 3Cu H2铜和银溶于硝酸或热的浓硫酸,而金只能溶于王水（这时HO3做氧化剂，HCl做配位剂)：Au 4HCl + HNO3 = AuCl4 N+ 2O(2)铜的化合物C（I)的化合物在酸性溶液中 离子易于歧化而不能在酸性溶液中稳定存在。2Cu Cu + Cu K =1.21（293K）但必须指出，u 在高温及干态时比u2+ 离子稳定。Cu2O和g2O都是共价型化合物，不溶于水。Ag

26、2O在573K分解为银和氧；而Cu2O对热稳定。CO和gO均很不稳定，不久分解为M2。用适量的还原剂(如SO、Sn2+、Cu )在相应的卤素离子存在下还原2+ 离子,可制得CuX。如:Cu+ 2Cl- u 2CuCl(白） HCl22Cu2 4 = 2uI（白) +I2Cu+ 为d10型离子,具有空的外层s、轨道,能和X-（-除外)、NH3、2O、C- 等配体形成稳定限度不同的配离子。无色的Cu(N3) 在空气中易于氧化成深蓝色的Cu(NH3)4+ 离子。Cu(I)的化合物2氧化态是铜的特性氧化态。在Cu2+ 溶液中加入强碱,即有蓝色(OH)絮状沉淀析出，它微显两性，既溶于酸也能溶于浓NaOH

27、溶液,形成蓝紫色Cu(O）2 离子:C(H) + 2OH=C(）4-u(H） 加热脱水变为黑色uO。在碱性介质中，u2+ 可被含醛基的葡萄糖还原成红色的u2O,用以检查糖尿病。最常用铜盐是CuSO5H2O（胆矾）,它是制备其她铜化合物的原料。Cu 为d9构型,绝大多数配离子为四短两长键的细长八面体,有时干脆成为平面正方形构造。如Cu(H2O)4（蓝色)、u(NH)42+(深蓝色）、C（en）22(深蓝紫）、(NH)2CuCl4(淡黄色)中的Cl离子等均为平面正方形。由于Cu2+ 有一定的氧化性，因此与还原性阴离子，如、N- 等反映,生成较稳定的CI及Cu （N)2- ，而不是CI和u (C)2

28、-。(）银的化合物氧化态为 +I的银盐的一种重要特点是只有AgO3、AgF和AgCO4等少数几种盐溶于水，其他则难溶于水。非常引人注目的是,AglO4和AgF的溶解度高得惊人（298时分别为50 L1和180gL-1）。Cu(I)不存在硝酸盐,而NO3却是一种最重要的试剂。固体AgNO3极其溶液都是氧化剂(=079V),可被氨、联氨、亚磷酸等还原成Ag。2NH2O + 2AgNO = N+ 2Ag HNO3 +2H24 4gNO3 =N2 4A+ HNO3H3PO3 + 2AgN3 H = H34 + Ag+ 2HNO3Ag+ 和Cu2+ 离子相似，形成配合物的倾向很大，把难溶银盐转化成配合物

29、是溶解难溶银盐的重要措施。()金的化合物u（III)化合物最稳定，Au+像C+ 离子同样容易发生歧化反映,29时反映的平衡常数为13。3A Au3+ + 2A可见Au（aq) 离子在水溶液中不能存在。u 像A+ 同样,容易形成二配位的配合物，例如u(CN)2。在最稳定的+II氧化态的化合物中有氧化物、硫化物、卤化物及配合物。碱与u3+ 水溶液作用产生一种沉淀物,这种沉淀脱水后变成棕色的Au2O。A2O3溶于浓碱形成含u(OH)- 离子的盐。将H2通入Aul3的无水乙醚冷溶液中,可得到A2S3，它遇水后不久被还原成A() 或。金在473K时同氯气作用，可得到褐红色晶体Au3。在固态和气态时，该化

30、合物均为二聚体(类似于ll）。AuCl3易溶于水，并水解形成一羟三氯合金（II）酸:AuCl + H2 = HAuC3H将金溶于王水或将Au2l6溶解在浓盐酸中，然后蒸发得到黄色的氯代金酸HAuC44H2。由此可以制得许多具有平面正方形离子A- 的盐（X = ,Cl，Br，I,CN，SN,NO3）。(二）锌族元素1、锌族元素的基本性质锌族元素涉及锌、镉、汞，是IB族元素，与铜族元素同处在周期表中的s区。锌族元素构造特性为（n-1)d1，锌族和I族的碱土金属元素均有两个s电子，失去s电子后都能呈+2氧化态。故II B与I A族元素有某些相似之处，但锌族元素由于次外层有8个电子，对原子核的屏蔽较小

31、,有效核电荷较大，对外层S电子的引力较大，其原子半径、M2+ 离子半径都比同周期的碱土金属为小,而其第一、第二电离势之和以及电负性都比碱金属为大。由于是8电子层构造,因此本族元素的离子具有很强的极化力和明显的变形性。因此锌族元素在性质上与碱土金属有许多不同。如： （1）重要物理性质:IIB族金属的熔、沸点都比I A族低,汞在常温下是液体。 族和I 族金属的导电性、导热性、延展性都较差(只有镉有延展性）。 (2)化学活泼性:锌族元素活泼性较碱土金属差。I A族元素在空气中易被氧化，不仅能从稀酸中置换出氢气，并且也能从水中置换出氢气。I 族在干燥空气中常温下不起反映,不能从水中置换出氢气,在稀的盐

32、酸或硫酸中,锌易溶解，镉较难，汞则完全不溶解。 （)化合物的键型及形成配合物的倾向：由于IIB族元素的离子具有8电子构型，因而它们的化合物所体现的共价性，不管在限度上或范畴上都比I族元素的化合物所体现的共价性为大。IB族金属离子形成配合物的倾向比IA族金属离子强得多。 （)氢氧化物的酸碱性：II 族元素的氢氧化物是弱碱性的,且易脱水分解，IIA的氢氧化物则是强碱性的,不易脱水分解。而Be(H）2和Zn(）2都是两性的。 （5）盐的溶解度及水解状况：两族元素的硝酸盐都易溶于水；II B族元素的硫酸盐易溶，而钙、锶、钡的硫酸盐则是微溶;两族元素的碳酸盐又都难溶于水。II族元素的盐在溶液中均有一定限

33、度的水解,而钙、锶和钡的盐则不水解。 (6）某些性质的变比规律:II族元素的金属活泼性自上而下削弱,但它们的氢氧化物的碱性却自上而下增强;而IIA族元素的金属活泼性以及它们的氢氧化物的碱性都自上而下增强。2、锌、汞及其化合物（1)锌和汞锌在具有CO2的潮湿空气中不久变暗,生成一层碱式碳酸锌，它是一层较紧密的保护膜:4Zn + 22 3H2 CO2 = Zn3Zn（OH)锌在加热条件下，可以与绝大多数非金属反映，在2 时锌在空气中燃烧生成氧化锌;而汞在约620K时与氧明显反映,但在约70 以上Hg又分解为单质汞。锌粉与硫磺共热可形成硫化锌。汞与硫磺粉研磨即能形成硫化汞。这种反常的活泼性是由于汞是

34、液态,研磨时汞与硫磺接触面增大，反映就容易进行。锌既可以与非氧化性的酸反映又可以与氧化性的酸反映，而汞在一般状况下只能与氧化性的酸反映。汞与热的浓硝酸反映，生成硝酸汞：g NO3 = Hg(NO)2 +O+ 42O用过量的汞与冷的稀硝酸反映，生成硝酸亚汞:6 HO3 = Hg2（N) + 2NO42和汞不同，锌与铝相似，都是两性金属，能溶于强碱溶液中：n + 2NaO + 2HO = N2Z(OH) H锌和铝又有区别,锌溶于氨水形成氨配离子,而铝不溶于氨水形成配离子：n+4NH3 + H2O Zn（NH3)42 H2+ -锌、汞都能与其他多种金属形成合金。锌与铜的合金称为黄铜，汞的合金称为汞齐

35、。（)锌、汞的化合物Zn+ 和g2+ 离子均为电子构型，均无色,故一般化合物也无色。但2离子的极化力和变形性较强,与易变形的2-、I-形成的化合物往往显共价性，呈现很深的颜色和较低的溶解度。如nS(白色、难溶）、gS（黑色或红色，很难溶);nI(无色、易溶)、HgI（红色或黄色，微溶）。Z2+ 和Hg2 离子溶液中加适量碱，发生如下反映：Zn2 +2O- = Z（OH)（白色)Hg2+ + 2O O（黄色) + H2OZn (OH)2为两性，既可溶于酸又可溶于碱。受热脱水变为ZnO。Hg （H）2在室温不存在，只生成HgO。而Hg也不够稳定，受热分解成单质。ZnC2是固体盐中溶解度最大的(2K

36、，333/100 )它在浓溶液中形成配合酸：ZC2 +H2O HnC2 （OH)这种酸有明显的酸性,能溶解金属氧化物：FO 2 HZnCl2 (O) =FenC2 （O)2 2故ZnCl的浓溶液用作焊药。HgCl2（熔点49K)加热能升华，常称升汞，有剧毒!稍有水解,但易氨解：HC2+22O = Hg ()C+ O+ + ClHgCl2 + 2H= g (NH)Cl(白色) + NH+可被SnCl还原成H2l2（白色沉淀）:2HgCl2 SnC2 + 2Cl = Hg2Cl + H2SnCl6若SnC过量,则进一步还原为Hg：Hg2Cl2 + SCl2 HCl 2Hg2Cl2（黑色） + H2

37、Snl红色HgI2可溶于过量I- 溶液中:Hg2+ 2I= gI2 ；g2 + I= 42(无色)K2HgI4和KOH的混合液称为奈斯勒试剂用以检查NH或NH3。NH4Cl +2K2g4 4KO = HgNIH2(红色) +Cl + I 3H2OH在水溶液中能稳定存在，且与Hg2+ 有下列平衡：Hg2+ + Hg g K = 166Hg2C2俗称甘汞，微溶于水，无毒,无味,但见光易分解：Hg2Cl gCl2 Hg在氨水中发生歧化反映：Hg2Cl +NH3= gH2Cl（白色) + (黑色） +NHC此反映可用以检查g离子。【典型例题】例、市场上浮现过一种一氧化碳检测器,其外观像一张塑料信用卡，

38、正中由一种直径不到2c的小窗口,露出橙红色固态物质。若发现橙红色转为黑色而在短时间内不复原，表白室内一氧化碳浓度超标,有中毒危险。一氧化碳不超标时,橙红色虽也会变黑却能不久复原。已知检测器的化学成分:亲水性硅胶、氯化钙、固体酸8Si(M2）68H2O、CuCl2HO和PdCl2H2O(注橙红色为复合色,不必细究）。（)C与PdCl2HO的反映方程式为 。（2)(1)的产物之一与CuC22H2O反映而复原，化学方程式为 。（3)（2)的产物之一复原的反映方程式为 。分析：CO与PCl2H2O产物是P、和C,只有Pd与uC反映能复原。CuCl2与Pd反映生成Cu还是CuCl呢?由于C（I)比u(）

39、 更易被氧化,只能是uC（C可被空气中的O2氧化成CuCl2)。解:(1）CO + PdC22O = CO2 +Pd + 2Hl O(2)Pd + CCl2O= Cl22H2 + 2CuCl 22O（3）4u HCl + 6H2O+ =4CuCl22H2O例、铬的化学性质丰富多彩实验成果常出人意料。将过量3的H2加入(NH)2Cr4的氨水溶液，加热至50后冷却至 0，析出暗棕红色晶体。元素分析报告：A含Cr 1.1，N 25%,H .4%。在极性溶剂中A不导电。红外图谱证明A有NH键,且与游离氨分子键能相差不太大，还证明A中的铬原子周边有个配位原子提供孤对电子与铬原子形成配位键,呈五角双锥构型

40、。（1）以上信息表白A的化学式为 ,请画出A的也许构造式。（2)A中铬的氧化数是多少?(）预期A最特性的化学性质是什么?()写出生成晶体A的化学方程式 。分析：元素分析报告表白中NO = 394,A的最简化学式为CN3H94。A在极性溶剂中不导电，阐明A中无外界。红外图谱证明A中与N3参与配位。A中有个配位原子，五角双锥构型，故A中三氮四氧全配位。OOOOGrNH3N H3NH3解:(1）A的化学式为r（NH3)3O4或CrN9O4，A的也许构造式如下图：OOOOGrNH3H3NNH3 或（注:还可画出其她构造式,但本题强调的是构造中有2个过氧键,并不规定判断它们在构造中的对的位置。）(）A中

41、铬的氧化数为 +4。(3）氧化还原性(或易分解或不稳定等类似表述均可）。(4)CrO 3NH3 + 3H2O2 Cr(NH3） (O2)2 + O2 + 2H2O + 2例3、次磷酸H3O是一种强还原剂,将它加入CuSO水溶液，加热到4 0，析出一种红棕色难溶物A。经鉴定：反映后的溶液是磷酸和硫酸的混合物;X射线衍射证明A是一种六方晶体,构造类同于纤维锌矿(ZnS)，构成稳定；A的重要化学性质如下:（1)温度超过0,分解成金属铜和一种气体；(2)在氯气中着火；（3)遇盐酸放出气体。（1）写出A的化学式。（2）写出A的生成反映方程式。(）写出与氯气反映的化学方程式。（4)写出A与盐酸反映的化学方

42、程式。分析：M具有ZnS的构造，是MX = 11的构成,A只也许是CS、uP、Cu和CuH等，显然，只有CuH才与其她信息相应。解决了是什么，其他问题就迎刃而解。解:（1)Cu（2)4C4+ 3H3P + 6H2O= 4u +3H3P + 4H2SO（3）2uH + 3Cl2CCl +2HC（4)Cu + Hl Cu 2 或CuH +2Cl = Cl2 + H或CH 2HCl H2CuCl3 + H例、用黄铜矿炼铜按反映物和生成物可将总反映写成:CuS2+ SO2 + O2 C FeSiO +SO 事实上冶炼反映是分步进行的。黄铜矿在氧气作用下生成硫化亚铜和硫化亚铁;硫化亚铁在氧气作用下生成氧

43、化亚铁，并与二氧化硅反映生成矿渣;硫化亚铜与氧气反映生成氧化亚铜；硫化亚铜与氧化亚铜反映生成铜。(1)写出上述分步反映的化学方程式。（)配平总反映方程式的系数。(3）据最新报道,有一种叫Thibacllusrroidan 的细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐。反映是在酸性溶液中发生的。试写出配平的化学方程式。(4)近来国内学者发现，以精CuFS2矿为原料在沸腾炉中和O2(空气）反映,生成物冷却后经溶解、除铁、结晶，得到CuO45HO，成本减少了许多。实验成果如下:沸腾炉温度/658662064060生成物水溶性Cu/%90.129123.59.8.68.3酸溶性/%92003.07087

44、.21698.19酸溶性Fe8.566.723.46782.372.28回答如下问题:Ce2和O2重要反映的方程式为 。实际生产过程中沸腾炉的温度为00620。控制反映温度的措施是 。温度高于020生成物中水溶性u（%）下降的因素是 。分析:化学方程式配平的措施诸多,现以(2)为例。由于氧化还原的电子得失总数相等,可假设CuFeS2中、Fe、S的氧化态分别为 +2、+、2，这样,铁在反映中氧化态不变,1 ml CuF2 1 mol u ml SO2,10mol 应由5/2 l O获得。(3)中生成的硫酸盐，因有氧气参与反映,应为Cu2+、Fe3+盐。（4）中的反映类似“煅烧黄铁矿”的反映:4F

45、eS21O2= 22O3 + 8O2。从题给信息看，生成物中没有水溶性铁，可见黄铜矿在沸腾炉里的燃烧产物中铁是以氧化物的形式存在的,而不是硫酸盐。解：(1)2CF2 + O2 S + 2eS + SO22FS+O2FeO SO2 ; FeO+SiO2FSO2C2S O2 2Cu2 + 22u2 + 2C2O 6+ SO2。(）CeS2 + iO2 + O2 2Cu +Fi3 4SO2。(3)4CuFS2 2H2S4 172 4CuO4+Fe2(SO4)3 H2O.（4)4CuS2 + 1O CuSO+ 2Fe2O4SO控制加入CS的速度(因CueS2与O2反映放热)CuO4 = CuO O3

46、（写成S2 /2O2也可)例、向硫酸四氨合铜的水溶液中通入S2至溶液呈微酸性,生成白色沉淀A。元素分析表白A含Cu、N、H、五种元素,并且物质的量之比为CuNS= 111。激光拉曼光谱和红外光谱显示A的晶体里有一种呈三角椎体和一种呈正四周体的离子(或分子)。磁性实验指出A呈逆磁性。（1)写出A的化学式。(2）写出生成A的配平的化学方程式（3)将A和足量的10 mol/LH2SO4混合微热,生成沉淀B、气体和溶液。B是重要产品,尽管它是常用物质,本法制得的呈超细粉末状,有重要用途。写出这个反映式（配平)。()按(3）操作得到B的最大理论产率是多大?(5)有人设计了在密闭容器里使A和硫酸反映,成果

47、B的产率大大超过按(4)的估计。问：在这种设计操作下，B的最大理论产率多大?试对此作出解释。分析:()A与H2S4混合发生复分解反映生成SO2气体,同步Cu+ 在酸性条件下歧化为u+ 和Cu。2C+ Cu2+ + Cu故(）的产率最大为50(5）在密闭容器中反映生成的SO与Cu2+ 反映,u+ 被还原成Cu,u 再歧化,循环往复。故理论产率会接近10。解:(1）A为uH4SO3(2）Cu(NH3)4SO4 + SO2 4H2O = 2CuNH4SO3+ 3（NH4）2S4(3)2NH4SO3 + H2SO = Cu+ CuSO4+ 2O+ 2H + (NH4)2SO4（4)0(5)00%，由于

48、2循环使用，直至所有CuSO还原为,故理论产率可达100%。例、在nCl溶液中加入适量的HNO，再加入Nai3，溶液中浮现紫色后又消失。试阐明其因素,并写出有关反映的化学方程式。分析：NBiO3固体是极强的氧化剂,在酸性介质中能将2+离子氧化为M(紫色）,但MnO离子也具有强氧化性,如溶液中存在还原剂，氧化还原反映能继续发生。l 离子具有还原性，故MnO 离子与l 离子发生氧化还原反映，MnO 的紫色立即消失。当Mn+ 过多时，Mn2+ 也可作还原剂与MnO发生氧化还原反映，生成中间价态的Mn4+ 的化合物，MnO2的存在使溶液产生棕褐色的沉淀。从上面的分析可知，是还原性物质的存在与具有强氧化

49、性的Mn发生氧化还原反映而使紫色消失的。解:aBi3在适量的NO溶液中,能把M+ 氧化为Mn，使溶液呈紫色。即： Mn2 5 NaBi3 H+ = 2 + i3+ 5N+ + 72但是，当溶液中有C 存在时,紫色浮现后会立即腿去。这是由于Mn被C还原的缘故。2 nO10 C-+ 6H+ = 2 Mn+ + 5Cl2+ 82O当Mn2+ 过多时,也会在紫色浮现后立即消失。这是由于生成的n又被过量Mn+ 的还原:2MnO+ 3 Mn2+ + H 5MO(棕褐色) +4H+例7、在Cr27的饱和溶液中加入浓硫酸，并加热到200时,发现溶液的颜色变为蓝绿色，经检查反映开始时溶液中并无任何还原剂存在，试

50、阐明上述变化的因素。分析：反映开始时溶液中并无还原剂存在,为什么溶液的颜色会变为蓝绿色?（有Cr+存在）解答本题的核心要懂得CrO3的熔点为16,加热到00时则分解成C2O(绿色）。解:在2CO7的饱和溶液中加入浓硫酸,即可析出暗红色的CO3晶体：K2CO + H2SO4(浓) = 2CrO3+ K2SO4 +2OCrO3的熔点为96，对热不稳定。加热超过熔点则分解放出氧气：Cr3 2CO3+ 3O2CrO是溶解或熔融皆难的两性氧化物，和浓硫酸反映生成C2(S)3和H2O:Cr23 + HS4 C2(SO4)3 + H2OCr2O3是绿色物质，部分r2O3与H2O4反映后生成蓝绿色的C2(4)

51、溶液,我们观测到溶液的颜色即为r3离子的显色（蓝绿色)。例8、金属溶于稀盐酸时生成MCl2,其磁偶极矩为5.0Wm。在无氧操作条件下，M2溶液遇NOH溶液，生成一白色沉淀A。A接触空气就逐渐变成绿色，最后变成棕色沉淀B。灼烧时，B生成了红棕色粉末C，C经不彻底还原而生成了铁磁性的黑色物D。B溶于稀盐酸生成溶液E，它使I溶液氧化成I2，但在加入前先加入NaF，则KI将不被E所氧化。若向B的浓N悬浮液中通入2可得紫红色溶液F,加入BaCl2时就会沉淀出红棕色固体G，G是一种强氧化剂。试确认各字母所代表的化合物，并写出反映的化学方程式。分析:M2+ 磁偶极矩为5.0 bm，根据公式 估算出2 有4个

52、成单的d电子，符合此条件的金属也许位于V、VIB族，也也许是铁,Cr2+、Mn2 和e2+ 均有4个成单的电子。实验操作中，经不彻底还原而生成了铁磁性的黑色物D。D所代表的化合物应是Fe3O，这样，就拟定M所代表的金属是铁。根据以上的两个条件,拟定M代表的金属是铁后，将其代入实验中进行检查,证明判断是对的的。金属元素有多种,但根据M2+ 离子的M2+ 磁偶极矩为.0Wbm，就把金属M划定在一种很小的范畴内,又通过生成铁磁性的黑色物就可以拟定M所代表的金属是铁，这是解答此题的重要条件。解：M为Fe，为Fe(OH)2，B为e(OH)3，C为FO3，D为Fe34,E为FCl3，F为O,G为BO4H2

53、O。【知能训练】1、阅读如下信息后回答问题：元素M，其地壳丰度居第12位,是第3种蕴藏最丰富的过渡元素，是海底多金属结核的重要成分，是黑色金属，重要用途：炼钢，也大量用来制作干电池，还是动植物必需的微量元素。(1）M的元素符号是 。（)M的最重要矿物的化学式是 。(）的三种常用化合物是 、 和 。2、在硫酸铬溶液中，逐滴加入氢氧化钠溶液，开始生成灰兰色沉淀,继续加碱，沉淀又溶解,再向所得溶液中加溴水，直到溶液的绿色转为黄色。写出各步的化学方程式。、写出下列实验的现象和反映的化学方程式。(1）向黄血盐溶液中滴加碘水。（）将3nL的CoCl2溶液加热,再滴入AgNO3溶液。（3)将Ni(NH）SO4溶液水浴加热一段时间后再加入氨水。4、橙红色晶体A受热剧烈分解得到绿色固体和无色、无味的气体C。C与KO4、I等均不发生反映。B不溶于aOH溶液和盐酸，将B与NaOH固体共熔后冷却得到绿色固体D。D溶于水后加入H2O2得到黄色溶液E。将溶于稀硫酸后加入Na2SO3得到绿色溶液F。向F中加入过量a溶液和溴又得到。请拟定各字母所代表的物质,并写出化合物分解反映的化学方程式。5、铁与多种钢有多种用途，在化学工业中可作储罐材料，铁易锈蚀。为在不同的特殊条件下应用它，有必要有铁（）和铁（)化合物的性质的知识。(1）众所周知，铁能跟氯气发生反映,但另一