【高中化学奥林匹克竞赛辅导】 无机元素化学练习

第十七章 铜 锌 分 族

1. 完成并配平下列各反应方程式：

(1) Cu + NaCN + H2O ?? (4) AuCl3 + H2O2 + KOH ?? (2) Ag2S +HNO3(浓) ?? (5) CuS+HNO3(稀) ?? (3) Ag(S2O3)23? + H2S ?? (6) Cu + I－ + H+ ?? 2. 为什么Cu2+(aq)比Cu+(aq)稳定？而固态时Cu(I)比Cu(II)稳定？ 3. 往硫酸铜溶液中加入Na2CO3溶液能否得到碳酸铜沉淀？为什么？写出相应的反应方程式。

4. 试说明：AuCl在水中能自动分解成为Au和AuCl3，而Au3+和I? 作用则得到AuI。

5. 为把银线上的灰暗色Ag2S除去，可以把这灰暗色的银线放入盛有热的Na2CO3溶液的铝器皿中。试解释这是为什么？(已知E ?Ag2S/Ag = －0.70V，E ?Ag+/Ag = 0.80V)

6. CuSO4水溶液加入I? 或CN? 时，会得到Cu(I)化合物的沉淀，但是Cu2SO4一遇水就会变成CuSO4和Cu，这是为什么？

7. 为什么在水中CuF2存在而CuF不存在；CuI存在而CuI2不存在。 8. 解释下列各现象：

(1) CuCl2的稀溶液是兰色，加入浓HCl后呈绿色。 (2) CuCl不溶于水和稀HCl中，但溶于浓HCl中。

(3) 把KCN加入Cu2+离子溶液中，溶液的兰色显著减少，再向此溶液中通入H2S气体，不产生CuS沉淀。

(4) AgCl的盐酸中的溶解度一开始减少，然后随着盐酸浓度的增加而增加。

(5) 氯化银在氨溶液中溶解，但碘化银不溶于氨溶液。 9. 将CuCl2?2H2O加热，能否制得无水CuCl2？

10. 不用H2S或硫化物，如何分离Ag+、Cu2+、Ba2+、Al3+离子？ 11. 化合物A溶于水，加入NaOH后得兰色沉淀B。B溶于盐酸，也溶于氨水，生成兰色溶液C。C与稀NaOH无明显反应。通入H2S时，有黑色沉淀D生成。D难溶于盐酸，可溶于硝酸，得一兰绿色溶液。在另一份A溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀E生成，E与溶液分离后加入氨水，可溶解为溶液F，F用HNO3酸化又产生沉淀E。判断A?F各为何物？写出相应的化学方程式。 12. 根据SHAB原则说明：

(1) AgCl能溶于氨水，而AgBr微溶，AgI则不溶。 (2) Ag2O易溶于稀硝酸，而Ag2S则不溶。

13. 正1价的金化合物在水溶液中发生歧化反应，生成Au+3和Au： 3Au+ = 2Au + Au3+，

试计算此反应在25℃时的平衡常数。

已知：Au+ + e ?? Au φ ? = +1.68V Au3+ + 2e ?? Au+ φ ? = +1.29V

14. 把1.00g铜矿溶解后，Cu2+(aq)与过量的KI反应，放出的碘需要11.2cm3、0.1000mol?dm－3 Na2S2O3来滴定。问此矿含Cu的重量百分比是多少？

15. 已知Cu2S与CuS的混合物1.000g，用50.00cm3、1.5000mol?dm－3Ce4+离子在酸性溶液中处理，生成SO2、Cu2+与Ce3+。当SO2气体被赶出后，过量的铈(IV)离子用17.50cm3、1.000mol?dm－3Fe2+溶液处理。写出上述各反应的化学方程式。并求原来混合物中Cu2S的百分数？

16. 为了测定在298K时的溶解度，进行了如下的实验：重5.092gCuSO4饱和溶液用水稀释到100cm3，取10cm3该溶液用过量的KI溶液处理，得到的碘能氧化14.0cm3、9.126kg?m－3的Na2S2O3-5H2O的硫代硫酸钠溶液。根据这些实验结果，计算CuSO4在298K时的溶解度。

17. 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、稀醋酸与氢氧化钠溶液，而易溶于盐酸中，生成一种绿色的溶液B。如溶液B与铜丝一起煮沸，即逐渐变黑，成为溶液C。若用大量的水稀释溶液C，生成了白色沉淀D。D可溶于氨溶液中，生成无色溶液E。E若暴露于空气，则迅速变兰，生成溶液F。往溶液F中加入KCN时，兰色消失，生成溶液G。往G溶液中加入锌粉，则生成红棕色的沉淀H，H不溶于稀的酸和碱，可溶于热硝酸中，生成兰色的溶液I。往溶液I中慢慢加入NaOH溶液，生成兰色沉淀J。如将J过滤，取出沉淀物后，加强热，又生成原来的化合物A。用化学方程式表示上述每一种变化。

18. 完成并配平下列反应式

(1) HgCl2 + SnCl2 (过量) ?? (4) HgCl2 + NH3 ?? (2) HgS + 王水 ?? (5) ZnCl2 + NaOH (过量) ?? (3) Hg2(NO3)2 + KI ?? (6) HgCl2 (过量) + SnCl2 ??

19. 试解释下列现象：

(1) ZnS能溶于盐酸和硫酸，但不溶于HAc；CuS不溶于盐酸和硫酸，而溶于硝酸。

(2) H2S通入ZnSO4溶液中，ZnS的沉淀很不完全，但是如在ZnSO4溶液中先加若干NaAc，再通H2S气体，ZnS的沉淀就几乎完全了。 20. 将铜溶于乙酸乙酯的N2O4溶液中，可制得无水硝酸铜，写出这一变化的化学反应方程式。

21. Hg2+ 与I? 可形成两种络离子：[HgI4]2? 和[HgI3]? 试预言此两种络离子的结构式。

22. 草酸汞(II)不溶于水，但加入含有大量氯离子的溶液后即溶解。何故？

23. 分别用什么办法可使下列平衡向左移动？ (1) 2Cu+ = Cu2+ + Cu (2) Hg2+ = Hg2+ + Hg

24. 为什么焊接铁皮时，常用浓的ZnCl2溶液处理铁皮表面？ 25. Zn的熔点比周期表中它前面的所有过渡元素的熔点都低，试说明为什么？

26. 要使Ag2S和HgS溶解，各采用何种试剂？写出反应方程式。 27. 写出氯化汞(II)和氯化亚汞(I)的分子式及它们空间构型，并指出分子中各原子由什么轨道参加成键的。

28. 下列各种沉淀物，试选用配合剂分别将它们溶解，并写出化学反应式：

(1) Cu(OH)2 (2) AgBr (3) Zn(OH)2 (4) HgI2

29. 我们知道在所有金属硫化物中，HgS的溶解度最小，其Ksp = 3?10

－62

，但Bi2S3的Ksp竟为1?10－96。如何解释从表面上看存在的矛盾？

30. 鉴别：

(1) 用三种方法区别镁盐和锌盐。 (2) 用二种不同的方法区别锌盐和镉盐。 (3) 用一种方法区别锌盐和铝盐。

31. 试设计一个用H2S或硫化物，能使下述各组离子分离的方案： (1) Hg22+、Al3+、Cu2+ (2) Ag+、Cd2+、Hg2+、Zn2+

32. 白色晶体A溶于水得无色溶液。将溶液分成两份，一份加BaCl2溶液，有白色沉淀B生成，B不溶于酸及碱；A的另一份溶液加入Na2CO3溶液，有白色沉淀C生成，C溶于过量的NaOH溶液，也溶于稀盐酸中，并放出气体，剩下溶液D。D中加入(NH4)2S，有白色沉淀E生成，E溶于稀盐酸放出H2S。指出A?E各为何物？写出各步反应方程式。 33. 一固体样品可能含CuSO4、K2Cr2O7、ZnO、CaCl2、KCl、Na3PO4样品，用水处理后，得一白色剩余物。过滤后，滤液呈无色。在滤液中加入AgNO3溶液，得白色沉淀，此白色沉淀溶于氨水。问上述物质哪些存在？哪些不存在？哪些可能存在？说明相应的理由，写出有关的反应方程式。

34. 在pH = 7的0.1mol?dm－3[Cd(CN)4]2? 的缓冲溶液中，通入足量的H2S，能否产生CdS沉淀？

35. 三个电解池分别含有硫酸锌、硝酸银、硫酸铜溶液。将它们串联起来，通以稳定的1.5A电流。直到1.45g银在第二个电解池阴极上析出为止。问通电时间为多少？在另外两个电解池的阴极上，分别析出了多少

克铜和锌？

36. 在盐酸溶液中，25cm3、0.032mol?dm－3的K2Cr2O7与1g汞完全作用，所产生汞的化合物是一价还是二价？

37. 试解释：对于反应 1/2O2(g) + Hg(l) = HgO(s)，当温度升高到约400℃时，其自由能变化(?G)从负值变成了正值。

38. 若要在一铁表面镀铜锌合金，设镀液中[CN?]=1mol?dm－3, Cu(I)总浓度TCu+=1mol?dm－3，求算镀液中Zn(II)总浓度TZn2+为多少物质的量浓度时，铜与锌可同时析出。(已知φ ?Cu+/Cu = 0.522V，φ ?Zn2+/Zn = －0.763V，Kf，Cu(CN)43－ = 2.0?1030，Kf,Zn(CN)42－ = 5?1016,并假定Cu(I)、Zn(II)的配合物全部为[Cu(CN)4]3?、[Zn(CN)4]2－)

39. 中国古代出土文物青铜器编钟的表面布满铜锈。分析表明铜锈中有CuCl、Cu2O和Cu2(OH)3Cl。模拟实验指出，在空气中和含Cl－离子的水溶液的共同作用下，生锈过程中首先生成CuCl，然后经两种可能途径生成Cu2(OH)3Cl：

有关物种的标准摩尔生成吉布斯自由能如下：

物种 Cu2O(s) CuO(s) CuCl(s) Cu2(OH)3Cl(s) Cl－(aq) OH－(aq) H2O(l)

?fGm? (kJ?mol－1) －146 －130 －120 －1338 －131 －157 －237

回答下列问题：

(1) 写出反应(a)、(b)、(c)的配平的化学方程式。

(2) 计算反应(a)和(b)的标准摩尔吉布斯自由能变化?rGm? (298K) (3) 判断在标准状态下，反应(a)、(b)、(c)的反应方向。

40. 次磷酸H3PO2是一种强还原剂，将它加入CuSO4水溶液，加热到40～50℃，析出一种红棕色的难溶物A。经鉴定：反应后的溶液是磷酸和硫酸的混合物；X－射线衍射证实A是一种六方晶体，结构类似于纤维锌矿(ZnS)，组成稳定，A的主要化学性质为：

温度超过60℃，分解成金属铜和一种气体；在氯气中着火；与盐酸反应放出气体。

(1) 试写出A的分子式，

(2) 并完成A的生成反应方程式和与氯气、盐酸反应的化学方程式。 41. 假定分子式为C5H5AgNH3的化合物被分离出来了，环戊二烯基是如何与金属结合的？

42. 高碘酸根(IO65? )离子与Ag3+或Cu3+离子生成稳定的配离子。画出此配离子最可能的结构。磁化率测量能否说明此结构？试说明理由。 43. 化学式为CsAuCl3晶体是反磁性物质，不存在金属键。 (1) 此晶体中有Au(II)吗？ (2) 提出此晶体的结构式。

44. 当Hg(II)与二甲亚砜(dimethylsulfoxide)，(CH3)2SO，形成配合物时，Hg(II)是与(CH3)2SO中的氧原子还是硫原子配位？试解释你的结论。