铜族与锌族元素习题.doc

铜族与锌族元素 铜 分 族 1.在Ag+溶液中，先加入少量的Cr2O72－，再加入适量的Cl－，最后加入足够量的S2O32－，估计每一步会有什么现象出现，写出有关的离子反应方程式。 2.具有平面正方形结构的Cu2+配合物[CuCl]22－(黄色)、[Cu(NH3)4] 2+(蓝色)、[Cu(en)2]2＋(蓝紫色)的颜色变化是什么原因引起的？ 3.利用金属的电极电位，说明铜、银、金在碱性氰化物水溶液中被溶解的原因，空气中的氧对溶解过程有何影响？CN－离子在溶液中的作用是什么？ 4.将黑色CuO粉末加热到一定温度后，就转变为红色Cu2O。加热到更高温度时，Cu2O又转变为金属铜，试用热力学观点解释这种实验现象。并估计这些变化发生时的温度。 5.完成并配平下列反应式： （1）Cu2O＋HCl → （2）Cu2O＋H2SO4（稀）→ （3）CuSO4＋NaI → （4）Ag＋HI → （5）Ag＋＋CN－ → （6）Ag＋O2＋H2S → （7）Cu＋＋CN－ → （8）Cu2＋＋CN－ → （9）HAuCl4＋FeSO4 → （10）AuCl → （11）Ag3AsO4＋Zn＋H2SO4 → （12）[Ag(S2O3)2]3－＋H2S＋H＋ → （13）Au＋王水 → 6.为什么在高温、干态Cu＋化合物更为稳定？而在水溶液中Cu2＋化合物更为稳定。倘若在水溶液中形成难溶物或配离子时是Cu(Ⅰ)化合物还是Cu(Ⅱ)化合物稳定？在什么情况下可使Cu2＋转化为Cu＋？试举例说明，并解释之。 7.判断下列各字母所代表的物质：化合物A是一种黑色固体，它不溶于水、稀醋酸和氢氧化钠，而易溶于热盐酸中，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（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，则迅速变蓝（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慢慢加入NaOH溶液，生成蓝色胶冻沉淀J，将J过滤，取出，然后加热，又生成原来化合物A。 8.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了一层铜绿； （2）金溶于王水； （3）热分解CuCl2·2H2O得不到无水CuCl2。 9.解释下列现象： （1）CuCl2浓溶液逐渐加水稀释时，溶液颜色由黄棕色经绿色而变成蓝色。 （2）当SO2通入CuSO4与NaCl的浓溶液中析出白色沉淀。 （3）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溶液时并无沉淀生成，但加入少许Na2S溶液时，就析出黑色沉淀。 10.如何用最简便的方法分离Cu(NO3)2和AgNO3的混合物。 11.计算下列元素电势图中的E?值。 (已知E?Cu2＋/Cu＋＝0.15V,E?Cu＋/Cu＝0.52V, KSP.CuS＝7.94×10－36,KSP.Cu2S＝1.0×10－48) 12.已知下列反应Cu(OH)2（s）＋2OH－ ===== Cu(OH)42－的平衡常数K＝10－3，在1升NaOH溶液中，若欲使0.01摩尔Cu(OH)2溶解，问NaOH的浓度至少应为多少？ 13.计算400毫升0.50 mol·L－1 Na2S2O3溶液，可溶解多少克固体的AgBr？ 14.铁置换铜这一经典反应具有节能、无污染等优点，但通常只用于铜的回收，不用作铁件镀铜，因得到的镀层疏松、不牢固。能否把铁置换铜的反应开发成镀铜工艺呢？下面就这一问题进行讨论，找出解决的途径。 （1）先不考虑溶液的pH值范围，若向CuSO4溶液中投入表面光滑的纯铁件后，可能发生的所有反应。 （2）实验证实造成镀层疏松的原因之一是夹杂固体杂质（CuOH或Cu2O）。试通过电化学计算证实这一点。（设镀槽的pH=4，CuSO4的浓度为0.040mol·L－1）。 （3）通过计算说明在所指实验条件下，是否发生水解、放氢等反应。 （4）为了实现化学镀铜工业化，提出三种以上抑制副反应提高镀层质量的措施，不必考虑实施细节，说明理由。 （5）请提出铁置换铜反应的可能机理？ （6）混在铜镀层中的Cu2O与Cu颜色相近，如何鉴别？ 实验条件及有关数据列后： a. 实验条件：镀槽的pH=4，CuSO4溶液的浓度为0.040mol·L－1，温度298K。 b. 有关数据：E?Fe2+/Fe＝－0.440V；E?Fe3+/Fe2＋＝0.770V；E?Cu2+/Cu＝0.342V； E?Cu2+/Cu＋＝0.160V； 平衡常数：K?w＝1.0×10－14；K?sp (CuOH)＝1.0×10－14； K?sp (Cu(OH)2)＝1.0×10－20；K?sp