【冶金精品文档】铜族元素.pptx

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1、22-1铜族元素制作人:缪志蛟田正周峰胡瑜雷22.1.1铜族元素通性性质铜银金元素符号CuAgAu原子序数294779相对原子质量63.546107.868196.9665价电子结构3d104s14d105s15d106s1常见氧化态+1，+2+1+1，+3第一电离能/KJ.mol-1745.3730.8889.9第二电离能/KJ.mol-11957.32072.61973.3第三电离能/KJ.mol-13577.63359.4(2895)电负性1.901.932.54铜副族的元素电势图EAӨ/V0.1582.0Cu2O3Cu2＋Cu＋0.

2、522Cu0.34190.79961.9801.8Ag3＋Ag2＋Ag＋AgAu2＋∼1.41>1.29∼1.681.8Au3＋Au＋Au1.49Cu－0.361－0.09Cu(OH)2CuO2－0.2220.3420.6070.739Ag2O3AgOAg2OAg1.45Au(OH)3Au从Cu到Au，原子半径虽增加但并不明显，而核电荷对最外层电子的吸引力增大了许多，故金属活泼性依次减弱。铜银金第一电离能/kJ·mol－1745.5731.0890.1银应比铜稍活泼。实际上如果在水溶液中反应，涉及到的能量还有：离子的水合热金属的升华热若考虑

3、整个过程的能量，从Cu到Au越来越大，铜银金化学活泼性越来越差。一铜副族元素的提取(1)铜的冶炼矿石粉碎(增大处理面积)，“浮选法”将Cu富集到15~20%。焙烧，除去部分的硫和挥发性杂质，如As2O3等，并将部分硫化物氧化成氧化物:2CuFeS2＋O2Cu2S＋2FeS＋SO2↑2FeS＋3O2FeO＋2SO2↑22-1-2铜、银、金的单质所谓浮选，是将矿粉浸入溶有“浮选剂(Na4SiO4)”的水中，并向体系中鼓入空气泡，从而利用含有硫化物的矿石颗粒与硅酸盐废石颗粒的表面性质的不同对二者加以分离的过程。浮选剂分子的亲硫端与黄铜矿石颗粒结合

4、，其另一端为烃基，属于憎水端，插入空气泡中。于是矿粒随空气泡上浮至体系表层，收集起来称为精矿。硅酸盐废石颗粒不为浮选剂分子捕获，沉于体系底部。将焙烧过的矿石与沙子混合，在反射炉中加热到1273K左右，FeS进一步氧化为FeO，大部分FeO与SiO2形成熔渣FeSiO3，因密度小而浮在上层。而Cu2S和剩余的FeS熔融在一起形成所谓“冰铜”，冰铜较重，沉于下层，将冰铜放入转炉熔炼，鼓入大量的空气，得到大约含铜98%的粗铜.FeO＋SiO2FeSiO3mCu2S＋nFeS冰铜以游离态和以化合态形式存在的银都可以用氰化钠浸取：4Ag＋8NaCN＋

5、2H2O＋O24Na[Ag(CN)2]＋4NaOHAg2S＋4NaCN2Na[Ag(CN)2]＋Na2S再用锌等较活泼的金属，还原[Ag(CN)2]－,即可得到单质银,最后用电解法精炼得到纯银.2[Ag(CN)2]－＋ZnZn(CN)42－＋2Ag(2)银的提取淘金是人类从自然界获取黄金的较为古老的方法。从矿石中炼金的方法有两种，即汞齐法和氰化法。(3)金的提取汞齐法是将矿粉与汞混合使金与汞生成汞齐，加热使汞挥发掉即得单质金。氰化法是用氰化钠(氰化物有剧毒!!)浸取矿粉，将金溶出：4Au＋8NaCN＋2H2O＋O24Na[Au(CN)2]＋

6、4NaOH再用金属锌还原Au(CN)2－得到单质金。一些黄金矿山多是先用汞齐法，再用氰化法，两种方法联合使用。金的精制是通过电解AuCl3的盐酸溶液完成的，纯度可达99.95%－99.98%。二性质和用途物理性质铜副族元素属于重金属，导电性和导热性在所有金属中是最好的，银占首位，铜次之。具有很好的延展性。如1g金能抽成长达3km的金丝，或压成厚约0.0001mm的金箔。容易形成合金，尤其以铜合金居多。常见的铜合金有黄铜(锌40%)，青铜(锡∼15%，锌5%)，白铜(镍13%∼15%)。化学性质铜副族元素的氧化态有＋1，＋2，＋3三种，这是铜

7、副族元素原子的(n－1)d和ns轨道能量相近造成的，不仅4s电子能参加反应，3d电子在一定条件下也可失去一个到两个，所以呈现变价。相比之下，碱金属3s与次外层2p轨道能量相差很大，在一般条件下很难失去次外层电子，通常只能为＋1价。铜副族元素的金属性远比碱金属的弱，且铜副族元素的金属性随着原子序数的增加而减弱，而碱金属恰恰相反。铜在干燥空气中比较稳定，在水中几乎看不出反应，与含有二氧化碳的潮湿空气接触，在铜的表面会慢慢生成一层铜绿，其反应为：2Cu＋O2＋H2O＋CO2Cu(OH)2CuCO3铜绿可防止金属进一步腐蚀。银和金的活性差，不会发生

8、上述反应。空气中若含有H2S气体，与银接触后，银的表面很快会生成一层Ag2S黑色薄膜而使银失去银白色光泽。这是由于Ag＋是软酸，它与软碱结合特别稳定，所以银对S和H2S很敏感。铜