武汉大学版无机化学课后习题答案__18铜锌副族

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+2H2O(3)[CuCl4]2-+4H2O=[Cu(H2O)4]2++4Cl-[CuCl4]2-为黄色[Cu(H2O)4]2+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-=AgCNAgCN+CN-=[Ag(CN)2]-2[Ag(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=H[ZnCl2(OH)]H[ZnCl2(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+2H[ZnCl2(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S3HgS+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CuCl2CuCl22H2O════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-(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++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)2Zn(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↓+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[HI4]；（7）由ZnCO3提取Zn；（8）由Ag（S2O3）32-溶液中回收Ag。答(1)3CuS+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+3S↓+2NO↑+4H2O2CuSO4+4KI=2CuI↓+I2+2K2SO4(2)CuSO4+Cu+2KBr=2CuBr↓+K2SO4(3)2K[Ag(CN)2]+Zn=Ag↓+K2[Zn(CN)4]3Ag+4HNO3=3AgNO3+NO↑+2H2O2AgNO3+K2CrO4=Ag2CrO4↓+2KNO3(4)CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2↑Cu2S+22HNO3=6Cu(NO3)2+3H2SO4+10NO↑+8H2OCu(NO3)2+2NaOH=Cu(OH)2+2NaNO3Cu(OH)2+2HF=CuF2+2H2O(5)ZnS+2HCl+nH2O=ZnCl2nH2O+H2SZnCl2nH2O=ZnCl2+nH2O(6)3Hg+8HNO3=3Hg(NO3)2+2NO↑+4H2OHg(NO3)2+4KI=K2[HgI4]+2KNO3(7)ZnCO3+H2SO4=ZnSO4+CO2↑+H2O2ZnSO4+2H2O=2Zn+O2↑+H2SO4(8)Ag(S2O3)23-+8Cl2+10H2O=AgCl↓+15Cl-+4SO42-+2OH-AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]Cl[Ag(NH3)2]Cl+HCOOH=Ag↓+CO2↑+H2O+NH3↑+HCl2[Ag(NH3)2]++Zn=2Ag↓+[Zn(NH3)4]2-2[Ag(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22，Cu2+，Zn2+，Cd2+，Hg2+和Al3+答混合溶液HCl║AgCl,Hg2Cl2Cu2+,Zn2+,Cd2+,Hg2+,Al3+NH3•H2OKI（过量）HgNH2Cl+HgAg(NH3)2+CuIZn2+,Cd2+,HgI42-,Al3+NH3•H2OHgNH2I,HgNH2Cl,Al(OH)3Zn(NH3)42+,Cd(NH3)42+NaOH║ΔZn(OH)2,Cd(OH)2HgNH2I,HgNH2ClAl(OH)4-NaOHCd(OH)2Zn(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0.1052mol·dm-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+I2I2+2S2O32-=S4O62-+2I-2Cu2+与I2,2S2O32-相当即Cu2+与S2O32-的量相等为：0.1052×29.84×10-3Cu％=nCu·MCu/1.008×100％=0.1052×29.84×63.546×100％/1.008=19.8％8.计算下列各个半电池反应得电极电势：（1）Hg2SO4+2e-2Hg+SO24（已知HgHg/22=0.792V，K)(42SOHgSP=6.76×10-7）1（2）CuS2Cu2S3Cu（已知CuCu//2=0.15V，CuCu/=0.52V，K)(CuSsp=7.94×10-36，K)(2SCusp=1.0×10-48）（SCuCuS2/=—0.51V，CuSCu/2=—0.159V，CuCuS/=—0.332V）（1）解：Hg2SO4+2e-＝2Hg+SO42-Hg22++SO42-=Hg2SO4Kθsp(Hg2SO4)=[Hg22+]·[SO42-]令[SO42-]=1.0mol/dm3[Hg22+]=Kθsp(Hg2SO4)=6.76×10-7mol/dm3E(Hg22+/Hg)=Eθ(Hg2SO4/Hg)E(Hg22+/Hg)=Eθ(Hg22+/Hg)+0.059/2lg[Hg22+]=0.792+0.059/2lg(6.76×10-7)=0.61V即Eθ(Hg2SO4/Hg)=0.61V（2）解：2CuS+2e-=Cu2S+S2-EθCuS/Cu2S=EθCu2+/Cu++0.059/2lg([Cu2+]2/[Cu+])=EθCu2+/Cu++0.059/2lg(KθspCuS/KθspCu2S)=0.15+0.059/2lg[(7.94×10-36)2/1.0×10-48]=-0.50VCu2S+2e-=2Cu+S2-EθCu2S/Cu=EθCu+/Cu+0.059/2lg[Cu+]2=EθCu+/Cu+0.059/2lgKθspCu2S=0.52+0.059/2lg1.0×10-48=-0.90CuS+2e-=Cu+S2-EθCuS/Cu=EθCu2+/Cu+0.059/2lg[Cu2+]=EθCu2+/Cu+0.059/2lgKθspCuS=(EθCu2+/Cu+EθCu+/Cu)/2+0.059/2lgKθspCuS=(0.15+0.52)+0.059/2lg(7.94×10-36)=-0.70V9.将无水硫酸铜（Ⅱ）溶于水中，得到溶液A。用过量得NaCl溶液处理溶液A得到溶液B。当溶液B用过量得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，溶解于氨水得到无色溶液D，D在空气中静置时迅速变成篮紫色溶液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得化学式；（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时什么？（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:蓝色Cu(H2O)42+B:黄色CuCl42-（b）C:白色CuCl（c）E：Cu(NH3)42+（d）4Cu(NH3)2++O2+2H2O+8NH3=4Cu(NH3)42++4OH-（e）D和F相同均为含Cu(NH3)2+离子的溶液10.下面两个平衡：2Cu+Cu2++CuHg2++HgHg22(1)在形式上是相反的，为什么会出现这种情况？(2)在什么情况下平衡会向左移动？试各举两个实例。答（1）+0.17V+0.52V+0.920+0.789Cu2+Cu+CuHg2+Hg22+Hg+0.34V+0.854（2）2Cu+=Cu2++Cu可加入Cu+离子的沉淀剂使平衡向左移例：Cu2++Cu+2Cl-=2CuClHg2++Hg=Hg22+可加入Hg2+离子的沉淀剂使平衡向左移例：Hg22++H2S=HgS+Hg+2H+11.[Ag（CN）2]-的不稳定常数是1.0×10-20，若把1g银氧化并溶入含有1.0×10-1mol·dm-3CN-的1dm-3溶液中，试问平衡时Ag+的浓度是多少？解[Ag(CN)2]-=Ag++2CN-K不稳=[Ag+]·[CN-]2/[Ag(CN)2]-K不稳非常小故[Ag(CN)2]-=mAg/(M·V)=1/108=0.009mol/dm3[CN-]=CCN--2[Ag(CN)2]-=0.1-2×0.009=0.081mol/dm3[Ag+]=K不稳×[Ag(CN)2]-/[CN-]2=1.4×10-20