pass副族元素及其化合物解析

1、高中化學奧林匹克競賽輔導講座第 12 講 副族元素及其化合物【競賽要求】鈦、釩、鉻、錳、鐵、鉆、鎳、銅、銀、金、鋅、汞、鉬、鎢。過渡元素氧化態(tài)。氧化物和氫氧化物 的酸堿性和兩性。水溶液中的常見離子的顏色、化學性質、定性檢出(不使用特殊試劑)和分離。制備單 質的一般方法?！局R梳理】一、通論d 區(qū)元素是指 HIBVHI 族元素，ds 區(qū)元素是指 IB、IIB 族元素。d 區(qū)元素的外圍電子構型是(n 1)d110ns12( Pd 例外),ds 區(qū)元素的外圍電子構型是(n 1)d10ns12。它們分布在第 4、5、6 周期之中，而我 們主要討論第 4 周期的 d 區(qū)和 ds 區(qū)元素。第 4 周期d區(qū)

2、、ds區(qū)元素某些性質Se1 23d4s2Ti3d24s2V33d34s?Cr3d54s1Mn3d54s2Fe3d64s2Co3d74s2Ni3d84s2Cu3d104s1ZncU23d 4s熔點廠C195316751890189012041535149514531083419沸點/C272732603380248220773000290027322595907原子半徑164147135129127126125125128137/PmM2+半徑一908884807674677274/Pm1hkJ mol631658650652.8717.4759.4758736.7745.5906.4室溫密度3

3、2.994.55.967.207.207.868.98.908.927.14/gem2-,0-,0,1-1,0,2-1,0,20,2,30,20,21,2(1)氧化態(tài)32,3,42,3,43,43,4,54,5,63,43,(4)一325,65,6,7作用。一 ()內為不穩(wěn)定氧化態(tài)。同一周期的 d 區(qū)或 ds 區(qū)元素有許多相似性， 如金屬性遞變不明顯、 原子半徑、 電離勢等隨原子序數增 加雖有變化，但不顯著，都反映出d 區(qū)或 ds 區(qū)元素從左至右的水平相似性。d 區(qū)或 ds 區(qū)元素有許多共同的性質：(1)它們都是金屬，因為它們最外層都只有12 個電子。它們的硬度大，熔、沸點較高。第 4 周期

4、d區(qū)元素都是比較活潑的金屬，題目能置換酸中的氫；而第5、6 周期的 d 區(qū)元素較不活潑，它們很難和酸(2)除少數例外，它們都存在多種氧化態(tài)，且相鄰兩個氧化態(tài)的差值為1 或 2,如 Mn,它有-,0,1, 2，3，4，5，6，7;而 p 區(qū)元素相鄰兩氧化態(tài)間的差值常是2，女口Cl，它有-，0，1，3，5，7 等氧化態(tài)。最高氧化態(tài)和族號相等， 但 VHI 族除外。第 4 周期 d 區(qū)元素最高氧化態(tài)的化合物一般不穩(wěn)定； 而第 5、 6 周期 d區(qū)元素最高氧化態(tài)的化合物則比較穩(wěn)定，且最高氧化態(tài)化合物主要以氧化物、含氧酸或氟化物的形式存在，如 W03、WF6、MnO、FeO；-、CrO；-等，最低氧化態(tài)

5、的化合物主要以配合物形式存在，如2-Cr(CO)5(3)它們的水合離子和酸根離子常呈現(xiàn)一定的顏色。這些離子的顏色同它們的離子存在未成對的d電子發(fā)生躍遷有關。某些d去元素水合離子的顏色電子構型未成對電子數陽離子水合離子顏色00c 3+Sc無色3d04+Ti無色3d113+Ti紫色1V4+藍色3d22V3+綠色33V2+紫色3d3Cr3+紫色4Mn3+紫色3d4c 2+Cr藍色552+Mn肉色3d5i-3+Fe淺紫色3d64Fe2+綠色3d73Co2+粉紅色3d822+Ni綠色3d91c 2+Cu藍色3d100Zn2+無色常見酸根離子的顏色有:CrO；一(黃色)、C2O7一(橙色)、MnO2一(綠

6、色)、MnO -(紫紅色)(4 )它們的原子或離子形成配合物的傾向都較大。因為它們的電子構型具有接受配體孤電子對的條 件。以上這些性質都和它們的電子層結構有關。、d 區(qū)元素（一）鈦副族1、鈦副族元素的基本性質鈦副族元素原子的價電子層結構為（n 1）d2ns2,所以鈦、鋯和鉿的最穩(wěn)定氧化態(tài)是 +4，其次是+3, +2氧化態(tài)則比較少見。在個別配位化合物中，鈦還可以呈低氧化態(tài)0 和-I。鋯、鉿生成低氧化態(tài)的趨勢比鈦小。它們的 M（ IV）化合物主要以共價鍵結合。在水溶液中主要以 M02+形式存在，并且容易水解。由于鑭 系收縮，鉿的離子半徑與鋯接近，因此它們的化學性質極相似，造成鋯和鉿分離上的困難。2

7、、鈦及其化合物（1 ）鈦鈦是活潑的金屬，在高溫下能直接與絕大多數非金屬元素反應。在室溫下，鈦不與無機酸反應，但能溶于濃、熱的鹽酸和硫酸中：2Ti + 6HCI（濃） - 2TiCl3+ 3H2?2Ti + 3H2SO4（濃） 2Ti2（SO4）3+ 3H2T鈦易溶于氫氟酸或含有氟離子的酸中：J2+Ti + 6HF TiF6 +2H + 2H?f（2 ）二氧化鈦二氧化鈦在自然界以金紅石為最重要，不溶于水，也不溶于稀酸，但能溶于氫氟酸和熱的濃硫酸中：TiO2+ 6HF = H2TiF6+ 2H2OTiO2+ 2H2SO4= 2Ti （SO4）2+ 2H2OTiO2+ H2SO4= 2Ti OSO4

8、+ H2O（3 ）四氯化鈦四氯化鈦是鈦的一種重要鹵化物，以它為原料，可以制備一系列鈦化合物和金屬鈦。它在水中或潮濕空氣中都極易水解將它暴露在空氣中會發(fā)煙：TiCl4+ 2H2O = TiO2+ 4HCI（4）鈦（V）的配位化合物鈦（V）能夠與許多配合劑形成配合物，如 TiF62、TiCl62、TiO（H2。2）2+等，其中與 H2O2的配合物 較重要。利用這個反應可進行鈦的比色分析， 加入氨水則生成黃色的過氧鈦酸 H4TiO6沉淀，這是定性檢出 鈦的靈敏方法。（二）釩副族1、釩副族元素基本性質釩副族包括釩、鈮、鉭三個元素，它們的價電子層結構為（n-1）d3ns2, 5 個價電子都可以參加成鍵，

9、因此最高氧化態(tài)為 +5,相當于 d0的結構，為釩族元素最穩(wěn)定的一種氧化態(tài)。按V、Nb、Ta 順序穩(wěn)定性依次增強，而低氧化態(tài)的穩(wěn)定性依次減弱。鈮鉭由于半徑相近，性質非常相似。2、釩及其化合物（1 ）釩金屬釩容易呈鈍態(tài)，因此在常溫下活潑性較低。塊狀釩在常溫下不與空氣、水、苛性堿作用，也不與鉻(III)的配合物配位數都是6 (少數例外)，其單核配合物的空間構型為八面體，Cr3+離子提供 6 個空非氧化性的酸作用，但溶于氫氟酸，也溶于強氧化性的酸(如硝酸和王水)中。在高溫下，釩與大多數非 金屬元素反應，并可與熔融苛性堿發(fā)生反應。(2) 五氧化二釩V205可通過加熱分解偏釩酸銨或三氯氧化釩的水解而制得：

10、2NH4VO3V2O5+ 2NH3+ H2O2V0CI3+ 3H2O = V2O5+ 6HCI在工業(yè)上用氯化焙燒法處理釩鉛礦，提取五氧化二釩。V2O5比 TiO2具有較強的酸性和較強的氧化性，它主要顯酸性，易溶于堿：V2O5+ 6NaOH = 2Na3VO4+ 3H2O也能溶解在強酸中(pHV1)生成 VO2+離子。V2O5是較強的氧化劑：V2O5+ 6HCI = 2VOCI2+ CI2+ 3H2O(3) 釩酸鹽和多釩酸鹽釩酸鹽有偏釩酸鹽 MVO3、正釩酸鹽 M3VO4和多釩酸鹽(M4V2O7、M3V3O9)等。只有當溶液中釩的 總濃度非常稀(低于 104moI L一1)且溶液呈強堿性(pH

11、13)時，單體的釩酸根才能在溶液中穩(wěn)定存 在；當 pH 下降，溶液中釩的總濃度小于104moI 4“時，溶液中以酸式釩酸根離子形式存在，如 HVO2一、H2VO 廠；當溶液中釩的總濃度大于104moI 1時，溶液中存在一系列聚合物種(多釩酸鹽)如 V2O；、V3O3 VdO、V1oO；8等。(三)鉻副族1、鉻副族的基本性質周期系第 VIB 族包括鉻、鉬、鎢三個元素。鉻和鉬的價電子層結構為(n-1)d5ns1,鎢為(n-1)d4ns2。它們的最高氧化態(tài)為 +6，都具有 d 區(qū)元素多種氧化態(tài)的特征。它們的最高氧化態(tài)按Cr、Mo、W 的順序穩(wěn)定性增強，而低氧化態(tài)的穩(wěn)定性則相反。2、鉻及其化合物(1

12、)鉻鉻比較活潑，能溶于稀 HCI、H2SO4，起初生成藍色 Cr2+溶液，而后為空氣所氧化成綠色的C 產溶液:Cr + 2HCI = CrCI2+ H2T4CrCI2+ 4HCI + O2= 4CrCI3+ 2H2。鉻在冷、濃HNO3中鈍化。(2)鉻(III)的化合物向 Cr3+溶液中逐滴加入 2 moI dm3NaOH，則生成灰綠色 Cr(OH)3沉淀。Cr(OH)3具有兩性：+3+Cr(OH)3+ 3H = Cr + 3H2OCr(OH)3+0H一= Cr(OH)廠(亮綠色)軌道，形成六個 d2sp3雜化軌道。(2) 鉻酸、鉻酸鹽和重鉻酸鹽若向黃色 CrO4-溶液中加酸，溶液變?yōu)槌壬獵20

13、 亍一(重鉻酸根)液；反之，向橙色C2。2一溶液中加堿，又變?yōu)?CrO4-黃色液：2 CrO2(黃色)+ 2H+- Cr2O2(橙色)+出0K = 1.2X1014H2CrO4是一個較強酸(Ka1= 2.1 ,Ka2= 3.2X107),只存在于水溶液中。氯化鉻酰 CrO2Cl2是血紅色液體，遇水易分解：CrO2Cl2+ 2H2O = H2CrO2+ 2HC1常見的難溶鉻酸鹽有 Ag2CrO2(磚紅色)、PbCrO2(黃色)、BaCrOq(黃色)和 SrCrOq(黃色)等，它 們均溶于強酸生成 M2+和 Cr2O2一。K262O7是常用的強氧化劑(WC/TCF#1.33 V)飽和 K262O7

14、溶液和濃 H2SO4混合液用作實驗室的 洗液。在堿性溶液中將 Cr(OH)-氧化為 CrO2 -，要比在酸性溶液將 Cr3+氧化為 Cr2O7 -容易得多。而將 Cr(VI)轉化為 Cr(lll)，則常在酸性溶液中進行。3、鉬和鎢的重要化合物(1 )鉬、鎢的氧化物MOO3、WO3和 CrO3不同，它們不溶于水，僅能溶于氨水和強堿溶液生成相應的合氧酸鹽。(2 )鉬、鎢的含氧酸及其鹽鉬酸、鎢酸與鉻酸不同，它們是難溶酸，酸性、氧化性都較弱，鉬和鎢的含氧酸鹽只有銨、鈉、鉀、 銣、鋰、鎂、銀和鉈(I)的鹽溶于水，其余的含氧酸鹽都難溶于水。氧化性很弱，在酸性溶液中只能用強還 原劑才能將它們還原到 +3氧化

15、態(tài)。(四)錳副族1、錳副族的基本性質WB 族包括錳、锝和錸三個元素。其中只有錳及其化合物有很大實用價值。同其它副族元素性質的遞 變規(guī)律一樣，從 Mn 到 Re 高氧化態(tài)趨向穩(wěn)定。低氧化態(tài)則相反，以Mn2+為最穩(wěn)定。2、錳及其化合物(1 )錳錳是活潑金屬，在空氣中表面生成一層氧化物保護膜。錳在水中，因表面生成氫氧化錳沉淀而阻止反 應繼續(xù)進行。錳和強酸反應生成Mn(II)鹽和氫氣。但和冷濃 H2SO4反應很慢(鈍化)。(2)錳(II)的化合物在酸性介質中 Mn2+很穩(wěn)定。但在堿性介質中Mn(II)極易氧化成 Mn(IV)化合物。Mn(OH)2為白色難溶物，Ksp = 2.0X1012，極易被空氣氧

16、化，甚至溶于水中的少量氧氣也能將其氧化成褐色 MnO(OH)2沉淀。2Mn(OH)2+ 02= 2 MnO(OH)2J抽門2+在酸性介質中只有遇強氧化劑(NH4)2S2O8、NaBiOs、PbO?、H5IO6時才被氧化。2Mn2+ 5S2O2_+ 8H2O = 2MnO廠+ 10SO4-+ 16H2+3+2Mn + 5NaBiO3+ 14H = 2MnO+5Bi + 5Na + 7H2O(3 )錳(IV)的化合物最重要的 Mn(IV)化合物是 MnO2,二氧化錳在中性介質中很穩(wěn)定，在堿性介質中傾向于轉化成錳(W)酸鹽；在酸性介質中是一個強氧化劑，傾向于轉化成Mn2+。2MnO2+ 2H2SO4

17、(濃)=2MnSO4+ O2t+ 2H?OMnO2+ 4HCI(濃)=MnCI2+ Clzf+ 2H?O簡單的 Mn(IV)鹽在水溶液中極不穩(wěn)定，或水解生成水合二氧化錳 MnO(OH)2，或在濃強酸中的和水反 應生成氧氣和 Mn(II)。(4) 錳(VI)的化合物最重要的 Mn(VI)化合物是錳酸鉀 K2Mn04。在熔融堿中 MnO?被空氣氧化生成 K2Mn04。2MnO2+ O2+ 4KOH = 2K2MnO4(深綠色)+ 2H2O在酸性、中性及弱堿性介質中，K2M n04發(fā)生歧化反應：3K2MnO4+ 2H2O = 2KMnO4+ MnO2+ 4KOH錳酸鉀是制備高錳酸鉀(KMnO4)的中

18、間體。2一2Mn。4一+ 2H2O 電解 2MnO+ 2OH + HzfKMnO4是深紫色晶體，是強氧化劑。和還原劑反應所得產物因溶液酸度不同而異。例如和 SO2-反應:酸性2MnO f+ 5 SO3一+ 6H = 2Mn + 5SO 4+ 3H2O近中性2MnOf+3 SO3 +H2O = 2MnO2+ 3 SO4+2OH一堿性：2MnO+ SO!+ 2OH一= 2MnO4_+SO4_+H2OMnO在堿性介質中不穩(wěn)定:_.2 4 Mn0廠+ 40H = 4 Mn04一+ 02+ 2H2OKMnO4晶體和冷濃 H2SO4作用，生成綠褐色油狀 Mn2O7,它遇有機物即燃燒，受熱爆炸分解:2KMn

19、O4+ H2SO4（濃）=Mn2O7+ K2SO4+ H2O2Mn2O7= 3O2+ 4MnO2(五)鐵系元素1、鐵系元素基本性質位于第 4 周期、第一過渡系列的三個VHI 族元素鐵、鈷、鎳，性質很相似，稱為鐵系元素。鐵、鈷、鎳三個元素原子的價電子層結構分別是3d64s2、3d74s2、3d84s2，它們的原子半徑十分相近，最外層都有兩個電子，只是次外層的3d 電子數不同，所以它們的性質很相似。鐵的最高氧化態(tài)為+6,在一般條件下，鐵的常見氧化態(tài)是+2、+3,只有與很強的氧化劑作用時才生成不穩(wěn)定的+6 氧化態(tài)的化合物。鈷和鎳的最高氧化態(tài)為 +4，在一般條件下，鈷和鎳的常見氧化態(tài)都是+2。鈷的+3

20、 氧化態(tài)在一般化合物中是不穩(wěn)定的，而鎳的+3 氧化態(tài)則更少見。2、鐵的化合物(1 )鐵的氧化物和氫氧化物鐵的氧化物顏色不同，F(xiàn)eO、F3O4為黑色，F(xiàn)e2O3為磚紅色。向 Fe2+溶液中加堿生成白色 Fe(OH)2,立即被空氣中。2氧化為棕紅色的 Fe(OH)3。Fe(OH)3顯兩性， 以堿性為主。新制備的Fe(OH)3能溶于強堿。(2) 鐵鹽Fe(II)鹽有兩個顯著的特性，即還原性和形成較穩(wěn)定的配離子。Fe(ll)化合物中以 (NH4)2SO4 FeSO4 6H2O (摩爾鹽)比較穩(wěn)定，用以配制Fe(ll)溶液。向 Fe(ll)溶液中緩慢加入過量CN,生成淺黃色的 Fe(CN)6-，其鉀鹽

21、K4Fe(CN)6 3H2O 是黃色晶體，俗稱黃血鹽。若向Fe3+溶液中加入少量 Fe(CN)6溶液，生成難溶的藍色沉淀KFeFe(CN)6，俗稱普魯士藍。Fe3+ K+ Fe(CN)4_= KFeFe(CN)6JFe(lll)鹽有三個顯著性質：氧化性、配合性和水解性。Fe3+能氧化 Cu 為 Cu2+,用以制印刷電路板。FeSCN2+具有特征的血紅色。 Fe(CN)63一的鉀鹽 aFe(CN)6是紅色晶體， 俗稱赤血鹽。 向 Fe2+溶液中加 入Fe(CN)63，生成藍色難溶的 KFeFe(CN)司，俗稱滕布爾藍。Fe + K + Fe(CN)6= KFeFe(CN)6J經結構分析，滕布爾藍

22、和普魯士藍是同一化合物，它們有多種化學式，本章介紹的KFeFe(CN)6只是其中的一種。Fe(lll)對 F-離子的親和力很強，F(xiàn)eF3(無色)的穩(wěn)定常數較大，在定性和定量分析中用以掩蔽Fe3+。Fe3+離子在水溶液中有明顯的水解作用，在水解過程中，同時發(fā)生多種縮合反應，隨著酸度的降低，縮合度可能增大而產生凝膠沉淀。利用加熱水解使 Fe3+生成 Fe(OH)3除鐵，是制備各類無機試劑的重要中間步驟。3、鈷、鎳及其化合物(1 )鈷、鎳鈷和鎳在常溫下對水和空氣都較穩(wěn)定，它們都溶于稀酸中，與鐵不同的是，鐵在濃硝酸中發(fā)生“鈍化”， 但鈷和鎳與濃硝酸發(fā)生激烈反應，與稀硝酸反應較慢。鈷和鎳與強堿不發(fā)生作用

23、，故實驗室中可以用鎳制 坩堝熔融堿性物質。(2 )鈷、鎳的氧化物和氫氧化物鈷、鎳的氧化物顏色各異，CoO 灰綠色，CO2O3黑色；NiO 暗綠色，Ni2O3黑色。向 Co2+溶液中加堿，生成玫瑰紅色(或藍色)的Co(OH)2，放置，逐漸被空氣中。2氧化為棕色的CO(OH)3。向 Ni2+溶液中加堿生成比較穩(wěn)定的綠色的Ni(OH)2。CO(OH)3為堿性，溶于酸得到 Co2+(因為 Co3+在酸性介質中是強氧化劑)：4Co3+ 2H2O = 4Co2+ 4H+ O2f(3 )鈷、鎳的鹽常見的 Co(ll)鹽是 CoCl2 6H2O，由于所含結晶水的數目不同而呈現(xiàn)多種不同的顏色：CoCl2 6H2

24、O(粉紅)52.3 CCoCl2 2 出 0(紫紅)90 CC0CI2出 0 (藍紫)120 CCoCl2(藍)這個性質用以制造變色硅膠，以指示干燥劑吸水情況。Co(ll)鹽不易被氧化，在水溶液中能穩(wěn)定存在。而在堿性介質中，Co (OH)2能被空氣中O2氧化為棕色的 Co (OH)3沉淀。Co (Ill)是強氧化劑(笙o3力co2尸 1.8 V ),在水溶液中極不穩(wěn)定，易轉化為Co2+。Co (Ill)只存在于固態(tài)和配合物中，如C0F3、CO2O3、C02(SO4)3I8H2O;Co (NH3)6Cl3、Co (NH)6、Na3Co (NO2)6。常見的 Ni(ll)鹽有黃綠色的 NiSO4

25、7出0， 綠色的 NiCl2 6H2O和綠色的 Ni(NO3)2 6H2O。 常見的配 離子有Ni(NH亦廣、Ni(CN)42、Ni(C2。4)34等。Ni2+在氨性溶液中同丁二酮肟(鎳試劑)作用，生成 鮮紅色的螯合物沉淀，用以鑒定Ni2+。三、ds 區(qū)元素(一)銅族元素1、銅族元素的基本性質銅族元素包括銅、銀、金，屬于I B 族元素，位于周期表中的ds 區(qū)。銅族元素結構特征為(n- 1)d10ns1,從最外層電子說，銅族和IA 族的堿金屬元素都只有 1 個電子，失去 s 電子后都呈現(xiàn)+1 氧化態(tài)；因此在氧化態(tài)和某些化合物的性質方面I B 與 I A 元素有一些相似之處，但由于I B 族元素的

26、次外層比 I A 族元素多出 10 個 d 電子，它們又有一些顯著的差異。如：(1 )與同周期的堿金屬相比，銅族元素的原子半徑較小，第一電離勢較大，表現(xiàn)在物理性質上：I A族單質金屬的熔點、沸點、硬度均低；而 I B 族金屬具有較高的熔點和沸點，有良好的延展性、導熱性和 導電性。(2)化學活潑性： 銅族元素的標準電極電勢比堿金屬為正。IA 族是極活潑的輕金屬，在空氣中極易被氧化，能與水劇烈反應，同族內的活潑性自上而下增大；IB 族都是不活潑的重金屬，在空氣中比較穩(wěn)定，與水幾乎不起反應，同族內的活潑性自上而下減小。（3） 銅族兀素有+1、+2、+3 等三種氧化態(tài)，而堿金屬只有 +1 種。堿金屬離

27、子一般是無色的，銅族 水合離子大多數顯顏色。（4） IIA 族所形成的化合物多數是離子型化合物，I B 族的化合物有相當程度的共價性。IA 族的氫氧化物都是極強的堿，并且非常穩(wěn)定；IB 族的氫氧化物堿性較弱，且不穩(wěn)定，易脫水形成氧化物。（5） IA 族的離子一般很難成為配合物的形成體，IB 族的離子有很強的配合能力。2、銅、銀、金及其化合物（1 ）銅、銀和金銅族元素的化學活性從 Cu 至 Au 降低，主要表現(xiàn)在與空氣中氧的反應和與酸的反應上。室溫時，在純凈干燥的空氣中，銅、銀、金都很穩(wěn)定。在加熱時，銅形成黑色氧化銅，但銀和金不與 空氣中的氧化合。在含有 CO?的潮濕空氣中放久后，銅表面會慢慢生

28、成一層綠色的銅銹：2Cu + O2+ H2O + CO2=CU（OH）2CUCO3銀和金不發(fā)生上述反應。銅、銀可以被硫腐蝕，特別是銀對硫及硫化物（H2S ）極為敏感，這是銀器暴露在含有這些物質的空氣中生成一層 Ag2S 的黑色薄膜而使銀失去白色光澤的主要原因。金不與硫直接反應。銅族元素均能與鹵素反應。銅在常溫下就能與鹵素反應，銀反應很慢，金必須加熱才能與干燥的鹵素 起反應。銅、銀、金都不能與稀鹽酸或稀硫酸作用放出氫氣，但在有空氣存在時，銅可以緩慢溶解于稀酸中， 銅還可溶于熱的濃鹽酸中：2CU+ 4HCI + O2=2CUCI2+ 2H?O2CU+ 2H2SO4+ O2=2CUSO4+ 2H?O

29、AA2CU+ 8HCI （濃） -2H3CUCI4 + H2f銅和銀溶于硝酸或熱的濃硫酸，而金只能溶于王水（這時HNO3做氧化劑，HCI 做配位劑）AU+ 4HCI + HNO3=HAUCI4+ NOf+ 2H?O（2）銅的化合物1CU（I）的化合物在酸性溶液中CU+離子易于歧化而不能在酸性溶液中穩(wěn)定存在。2CU+ CU+CU2+K = 1.2X106（293K）但必須指出，CU+在高溫及干態(tài)時比CU2+離子穩(wěn)定。CU2O 和 Ag2O 都是共價型化合物， 不溶于水。Ag2O 在 573K 分解為銀和氧; 和AgOH 均很不穩(wěn)定，很快分解為 M2O。如:而 CU2O 對熱穩(wěn)定。CUOH用適量的

30、還原）在相應的鹵素離子存在下還原CU2+離子，可制得CUX。2+-也| 亠CU+ 2CI +CU- 2CUCIJ（白）2+2Cu + 41 = 2CulJ(白)+ I2Cu+為 d10型離子，具有空的外層s、p 軌道，能和 X(L 除外)、NH3、生 03一、CN等配體形成穩(wěn)定程度不同的配離子。無色的Cu(NH3)2+在空氣中易于氧化成深藍色的Cu(NH3)42+離子。2Cu(l)的化合物+2 氧化態(tài)是銅的特征氧化態(tài)。在Cu2+溶液中加入強堿，即有藍色Cu(OH)2絮狀沉淀析出，它微顯兩性，既溶于酸也能溶于濃NaOH 溶液，形成藍紫色CU(OH)42離子：Cu(OH)2+ 20H一= Cu(O

31、H)4Cu(OH)2加熱脫水變?yōu)楹谏?CuO。在堿性介質中，Cu2+可被含醛基的葡萄糖還原成紅色的CU2O，用以檢驗糖尿病。最常見銅鹽是CuSO4 5H2O (膽磯)，它是制備其他銅化合物的原料。Cu2+為 d9構型，絕大多數配離子為四短兩長鍵的細長八面體，有時干脆成為平面正方形結構。如Cu(H2O)42+(藍色)、Cu(NH3)42+(深藍色)、Cu(en)22+(深藍紫)、(NH4)2CuCl4(淡黃色)中的 CuCl2 -離子等均為平面正方形。由于Cu2+有一定的氧化性，所以與還原性陰離子，如、CN一等反應，生成較穩(wěn)定的 CuI 及Cu (CN)2，而不是 CuI2和Cu (CN)42。

32、(3) 銀的化合物氧化態(tài)為+I 的銀鹽的一個重要特點是只有AgNO3 AgF 和 AgClO4等少數幾種鹽溶于水，其它則難溶于水。非常引人注目的是，AgClO4和 AgF 的溶解度高得驚人(298K 時分別為 5570 g L1和 1800 g L-1)Cu(I)不存在硝酸鹽，而 AgNO3卻是一個最重要的試劑。固體AgNO3極其溶液都是氧化劑(護Ag47Ag=0.799 V),可被氨、聯(lián)氨、亞磷酸等還原成Ag。2NH2OH + 2AgNO3= N2f+ 2AgJ+ 2HNO3+ 2H2ON2H4+ 4AgNO3= N2f+ 4AgJ+ 4HNO3H3PO3+ 2AgNO3+ H2O = H3

33、PO4+ 2AgJ+ 2HNO3Ag+和 Cu2+離子相似，形成配合物的傾向很大，把難溶銀鹽轉化成配合物是溶解難溶銀鹽的重要方法。(4) 金的化合物Au(III)化合物最穩(wěn)定，Au+像 Cu+離子一樣容易發(fā)生歧化反應，298K 時反應的平衡常數為 1013。3Au+-Au3+ 2Au可見 Au+(aq)離子在水溶液中不能存在。Au+像 Ag+一樣，容易形成二配位的配合物，例如Au(CN)2。在最穩(wěn)定的+III 氧化態(tài)的化合物中有氧化物、硫化物、鹵化物及配合物。HCUCI2堿與 Au3+水溶液作用產生一種沉淀物，這種沉淀脫水后變成棕色的AU2O3。AU2O3溶于濃堿形成含Au（OH）4離子的鹽。

34、將 H2S 通入 AuCl3的無水乙醚冷溶液中，可得到Au2S3,它遇水后很快被還原成Au（l）或 Au。金在 473K 時同氯氣作用，可得到褐紅色晶體 AuCl3。在固態(tài)和氣態(tài)時，該化合物均為二聚體（類似于 Al2CI6）。AuCI3易溶于水，并水解形成一羥三氯合金（Ill）酸：AuCl3+ H2O = HAuCl3OH將金溶于王水或將 AU2CI6溶解在濃鹽酸中，然后蒸發(fā)得到黃色的氯代金酸HAuCI4 4H2O。由此可以制得許多含有平面正方形離子AUX4的鹽（X = F , Cl, Br, I, CN , SCN , NO3）。（二）鋅族元素1、 鋅族元素的基本性質鋅族元素包括鋅、鎘、汞，

35、是 IIB 族元素，與銅族元素同處于周期表中的ds 區(qū)。鋅族元素結構特征為（n-1）d1ns2，鋅族和 II A 族的堿土金屬元素都有兩個s 電子，失去 s 電子后都能呈+2 氧化態(tài)。故 II B 與 II A族元素有一些相似之處，但鋅族元素由于次外層有 18 個電子，對原子核的屏蔽較小，有效核電荷較大， 對外層 S 電子的引力較大，其原子半徑、 M2+離子半徑都比同周期的堿土金屬為小，而其第一、第二電離 勢之和以及電負性都比堿金屬為大。由于是 18 電子層結構，所以本族元素的離子具有很強的極化力和明 顯的變形性。因此鋅族元素在性質上與堿土金屬有許多不同。如：（ 1）主要物理性質： IIB 族

36、金屬的熔、沸點都比 II A 族低，汞在常溫下是液體。 II A 族和 II B 族金屬 的導電性、導熱性、延展性都較差（只有鎘有延展性） 。（2）化學活潑性： 鋅族元素活潑性較堿土金屬差。 II A 族元素在空氣中易被氧化， 不但能從稀酸中置 換出氫氣，而且也能從水中置換出氫氣。 II B 族在干燥空氣中常溫下不起反應，不能從水中置換出氫氣， 在稀的鹽酸或硫酸中，鋅易溶解，鎘較難，汞則完全不溶解。（3） 化合物的鍵型及形成配合物的傾向：由于IIB 族元素的離子具有 18 電子構型，因而它們的化合 物所表現(xiàn)的共價性，不管在程度上或范圍上都比 IIA 族元素的化合物所表現(xiàn)的共價性為大。 IIB

37、族金屬離 子形成配合物的傾向比 IIA 族金屬離子強得多。（ 4）氫氧化物的酸堿性： II B 族元素的氫氧化物是弱堿性的，且易脫水分解， IIA 的氫氧化物則是強堿性的，不易脫水分解。而Be（0H）2和 Zn（OH）2都是兩性的。（ 5）鹽的溶解度及水解情況：兩族元素的硝酸鹽都易溶于水；II B 族元素的硫酸鹽易溶，而鈣、鍶、鋇的硫酸鹽則是微溶；兩族元素的碳酸鹽又都難溶于水。IIB 族元素的鹽在溶液中都有一定程度的水解，而鈣、鍶和鋇的鹽則不水解。（ 6）某些性質的變比規(guī)律： II B 族元素的金屬活潑性自上而下減弱， 但它們的氫氧化物的堿性卻自上而下增強；而 IIA 族元素的金屬活潑性以及它

38、們的氫氧化物的堿性都自上而下增強。2、 鋅、汞及其化合物（ 1 ）鋅和汞鋅在含有 C02的潮濕空氣中很快變暗，生成一層堿式碳酸鋅，它是一層較緊密的保護膜：4Zn + 202+ 3H20 + CO2= ZnCO3 3Zn(0H)2620 K 時與氧明顯反應，但在約 670 K 以上 HgO 又分解為單質汞。鋅粉與硫磺共熱可形成硫化鋅。汞與硫磺粉研磨即能形成硫化汞。這種反常的活潑性是因為汞是液態(tài)，研磨時汞與硫磺接觸面增大，反應就容易進行。鋅既可以與非氧化性的酸反應又可以與氧化性的酸反應，而汞在通常情況下只能與氧化性的酸反應。汞與熱的濃硝酸反應，生成硝酸汞：3Hg + 8HNO3= 3Hg(NO3)

39、2+ 2NOf+ 4H2O用過量的汞與冷的稀硝酸反應，生成硝酸亞汞：6Hg+ 8HNO3= 3Hg2(NO3)2+ 2NOf+ 4出0和汞不同，鋅與鋁相似，都是兩性金屬，能溶于強堿溶液中：Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2Zn(OH)4 + H2f鋅和鋁又有區(qū)別，鋅溶于氨水形成氨配離子，而鋁不溶于氨水形成配離子：Zn + 4NH3+ 2H2O = Zn(NH3)4+ H?f+ 2OH鋅、汞都能與其它各種金屬形成合金。鋅與銅的合金稱為黃銅，汞的合金稱為汞齊。(2 )鋅、汞的化合物Zn2+和 Hg2+離子均為 18 電子構型，均無色，故一般化合物也無色。但Hg2+離子的極化力和變形性較

40、強，與易變形的 S2_、I_形成的化合物往往顯共價性，呈現(xiàn)很深的顏色和較低的溶解度。如ZnS (白色、難溶)、HgS (黑色或紅色，極難溶)；Znl2(無色、易溶)、Hgl2(紅色或黃色，微溶)。Zn2+和 Hg2+離子溶液中加適量堿，發(fā)生如下反應：Zn2+ 2OH_= Zn (OH)2J(白色)Hg + 2OH = HgO(黃色)+ H2OZn (OH)2為兩性，既可溶于酸又可溶于堿。受熱脫水變?yōu)?ZnO。Hg (OH)2在室溫不存在，只生成 HgO。而 HgO 也不夠穩(wěn)定，受熱分解成單質。ZnCI2是固體鹽中溶解度最大的(283K, 333g/100g H2O)它在濃溶液中形成配合酸：Zn

41、Cl2+ H2O = HZnCI2(OH)這種酸有顯著的酸性，能溶解金屬氧化物：FeO + 2 HZnCI2(OH) = Fe ZnCI2(OH)2+ H2O故 ZnCl2的濃溶液用作焊藥。HgCl2(熔點 549K)加熱能升華，常稱升汞，有劇毒！稍有水解，但易氨解：HgCl2+ 2H2O = Hg (OH)Cl + H3。+ Cl_HgCl2+ 2NH3= Hg (NH2)CIJ(白色)+ NH4+ Cl_鋅在加熱條件下，可以與絕大多數非金屬反應，在1273 K 時鋅在空氣中燃燒生成氧化鋅；而汞在約可被 SnCI2還原成 HgzCb (白色沉淀)2HgCl2+ SnCI2+ 2HCI = H

42、g2CI2J+ H2SnCb若 SnCI2過量，則進一步還原為Hg :Hg2CI2+ SnCI2+ 2HCI = 2Hg2CI2J（黑色）+ H2SnCI6紅色 Hg可溶于過量溶液中：Hg + 2I = HgdJ； Hg“ + 2I = HgI4（無色）K2Hgl4和 KOH 的混合液稱為奈斯勒試劑用以檢驗NH4或 NH3。NH4CI + 2 K2Hgl4 +4KOH = Hg2NI H2OJ（紅色）+ KCI + 7KI + 3H20Hg2在水溶液中能穩(wěn)定存在，且與Hg2+有下列平衡:Hg2CI2俗稱甘汞，微溶于水，無毒，無味，但見光易分解:在氨水中發(fā)生歧化反應：Hg2CI2+2NH3= H

43、gNH2CIJ(白色)+ HgJ(黑色) + NH4CI此反應可用以檢驗 Hg2離子?！镜湫屠}】例 1、市場上出現(xiàn)過一種一氧化碳檢測器，其外觀像一張塑料信用卡，正中由一個直徑不到2cm 的小窗口，露出橙紅色固態(tài)物質。若發(fā)現(xiàn)橙紅色轉為黑色而在短時間內不復原，表明室內一氧化碳濃度超標， 有中毒危險。一氧化碳不超標時，橙紅色雖也會變黑卻能很快復原。已知檢測器的化學成分：親水性硅膠、氯化鈣、固體酸H8Si(Mo207)6 28H2O、CuCI22H2O 和 PdCl2H2O (注橙紅色為復合色，不必細究)。(1)_ CO與PdCl2 H2O的反應方程式為 _ 。(2)_ (1)的產物之一與CuCI2

44、 2H2O 反應而復原，化學方程式為 _。(3)_ (2)的產物之一復原的反應方程式為 _ 。分析：CO 與 PdCl2 H2O 產物是 Pd、HCI 和 CO2，只有 Pd 與 CuCI2反應能復原。CuC與 Pd 反應生 成 Cu 還是 CuCI 呢？因為 Cu(I)比 Cu(0)更易被氧化，只能是 CuCI(CuCI 可被空氣中的。2氧化成 CuCR)。解：(1) CO + PdCl2 H2O = CO2+ Pd + 2HCI + H2O(2) Pd + CuCI2 2H2O = PdCl2 2H2O + 2CuCI + 2H2O(3) 4CuCI + 4HCI + 6H2。+ O2=

45、4CuCI2 2H2O例 2、鉻的化學性質豐富多彩實驗結果常出人意料。將過量 30%的 H2O2加入(NH4)2CrO4的氨水溶 液，加熱至50C后冷卻至 0C,析出暗棕紅色晶體 A。元素分析報告：A 含 Cr 31.1% , N 25.1% , H 5.4%。 在極性溶劑中 A 不導2+ 2 -Hg + Hg一- Hg2K = 166Hg2CI2光HgCI2+ Hg電。紅外圖譜證實 A 有 N H 鍵，且與游離氨分子鍵能相差不太大，還證實A 中的鉻原子周圍有 7 個配位原子提供孤對電子與鉻原子形成配位鍵，呈五角雙錐構型。(1)_ 以上信息表明 A 的化學式為，請畫出 A 的可能結構式。(2)

46、A 中鉻的氧化數是多少？(3)預期 A 最特征的化學性質是什么？(4)寫出生成晶體 A 的化學方程式_分析：元素分析報告表明 A 中 Cr : N : H : O =31:易:54%:能4%=： 3： 9 : 4,5214116A 的最簡化學式為 6N3H9O4。2A 在極性溶劑中不導電，說明A 中無外界。3紅外圖譜證實 A 中與 NH3參與配位。4A 中有 7 個配位原子，五角雙錐構型，故A 中三氮四氧全配位。解：(1) A 的化學式為 Cr(NH3)304或 CrN3H9O4, A 的可能結構式如下圖:(注：還可畫出其他結構式，但本題強調的是結構中有2 個過氧鍵，并不要求判斷它們在結構中的

47、正確位置。)(2) A 中鉻的氧化數為+4。(3)氧化還原性(或易分解或不穩(wěn)定等類似表述均可)。(4) CrO4-+ 3NH3+ 3H2O2= Cr(NH3)3(02)2+ 02+ 2出0 + 20H例 3、次磷酸H3PO2是一種強還原劑，將它加入 CuSO4水溶液，加熱到 40 50C,析出一種紅棕色難 溶物 A。經鑒定：反應后的溶液是磷酸和硫酸的混合物；X 射線衍射證實 A 是一種六方晶體，結構類同于纖維鋅礦(ZnS),組成穩(wěn)定；A 的主要化學性質如下：(1)溫度超過 60C，分解成金屬銅和一種氣體；(2) 在氯氣中著火；(3)遇鹽酸放出氣體。(1) 寫出 A 的化學式。(2) 寫出 A

48、的生成反應方程式。(3) 寫出 A 與氯氣反應的化學方程式。(4) 寫出 A 與鹽酸反應的化學方程式。分析：MX 具有 ZnS 的結構，是 M : X = 1 : 1 的組成，A 只可能是 CuS、CuP、CuO 和 CuH 等，顯 然，只有CuH 才與其他信息對應。解決了 A 是什么，其余問題就迎刃而解。解：(1) CuH(2) 4CuSO4+ 3H3PO2+ 6H2O = 4CuH + 3H3PO4+ 4H2SO4(3) 2CuH + 3CL = 2CuCl2+ 2HCl(4) CuH + HCl = CuCl + H2或 CuH + 2HCl = HCuCl2+ H2或 CuH + 2H

49、Cl = H2CuCl3+ H2例 4、用黃銅礦煉銅按反應物和生成物可將總反應寫成：CuFeS2+ SiO2+ O2宀 Cu + FeSiO3+ SO2事實上冶煉反應是分步進行的。黃銅礦在氧氣作用下生成硫化亞銅和硫化亞鐵；硫化亞鐵在氧氣 作用下生成氧化亞鐵，并與二氧化硅反應生成礦渣；硫化亞銅與氧氣反應生成氧化亞銅；硫化亞銅與 氧化亞銅反應生成銅。（1）寫出上述分步反應的化學方程式。（2）配平總反應方程式的系數。（3）據最新報道，有一種叫 Thibacillus ferroxida ns 的細菌在氧氣存在下可以將黃銅礦氧化成硫酸鹽。 反應是在酸性溶液中發(fā)生的。試寫出配平的化學方程式。（4） 最近

50、我國學者發(fā)現(xiàn)， 以精 CuFeS2礦為原料在沸騰爐中和。2（空氣）反應，生成物冷卻后經溶解、 除鐵、結晶，得到 CUSO4 5H2O,成本降低了許多。實驗結果如下：沸騰爐溫度/c560580600620640660生成物水溶性 Cu/%90.1291.2493.5092.3889.9684.23酸溶性 Cu/%92.0093.6097.0897.8298.1698.19酸溶性 Fe/%8.566.723.462.782.372.28回答如下問題：1CuFeS2和 O2主要反應的方程式為 _2實際生產過程中沸騰爐的溫度為600620C?？刂品磻獪囟鹊姆椒ㄊ?_3_溫度高于 600620C生成物中

51、水溶性 Cu （ %）下降的原因是 _分析：化學方程式配平的方法很多， 現(xiàn)以（2）為例。由于氧化還原的電子得失總數相等， 可假設 CuFeS2中 Cu、Fe、S 的氧化態(tài)分別為 +2、+2、2,這樣，鐵在反應中氧化態(tài)不變， 1 mol CuFeS21mol Cu + 2 mol SO2, 10 mol e-應由 5/2 mol O2獲得。（3） 中生成的硫酸鹽，因有氧氣參加反應，應為Cu2+、Fe3+鹽。（4） 中的反應類似煅燒黃鐵礦”的反應：4FeS2+ 1102= 2Fe2O3+ 8SO2。從題給信息看，生成物中 沒有水溶性鐵，可見黃銅礦在沸騰爐里的燃燒產物中鐵是以氧化物的形式存在的，而不

52、是硫酸鹽。解：（1） 2CuFeS2+ 02Cu2S + 2FeS + SO222FeS+3O2 -2FeO + 2SO2; FeO + SiO2-FeSiO3_ _比32Cu2S + 3O22Cu2O + 2SO24Cu2S + 2Cu2O6Cu + SO2。（2） 2CuFeS2+ 2SiO2+ 5O22Cu + 2FeSiO3+ 4SO2。（3）4CuFeS2+ 2H2SO4+17O2細菌4CuSO4+Fe2（SO4）3+ 2H2O._4_4CuFeS2+ 15O24CuSO4+ 2Fe2O3+ 4SO2控制加入 CuFeS2的速度（因 CuFeS2與 O?反應放熱）CUSO4= CuO

53、 + SO3(寫成 SO2+ 1/202也可)例 5、向硫酸四氨合銅的水溶液中通入 SO2至溶液呈微酸性，生成白色沉淀 A。元素分析表明 A 含 Cu、 N、S、H、O 五種元素，而且物質的量之比為 Cu : N : S = 1 ： 1 ： 1。激光拉曼光譜和紅外光譜顯示 A 的 晶體里有一種呈三角椎體和一種呈正四面體的離子(或分子)。磁性實驗指出 A 呈逆磁性。(1) 寫出 A 的化學式。(2) 寫出生成 A 的配平的化學方程式(3)將 A 和足量的 10 mol/L H2SO4混合微熱，生成沉淀 B、氣體 C 和溶液 D。B 是主要產品，盡管 它是常見物質，本法制得的呈超細粉末狀，有重要用

54、途。寫出這個反應式(配平)。(4 )按(3 )操作得到 B 的最大理論產率是多大？(5) 有人設計了在密閉容器里使 A 和硫酸反應，結果 B 的產率大大超過按(4)的估計。問：在這種 設計操作下，B 的最大理論產率多大？試對此作出解釋。分析：(4) A 與 H2SO4混合發(fā)生復分解反應生成 SO2氣體，同時 Cu+在酸性條件下歧化為 Cu2+和 Cu。+2+、.2Cu = Cu + Cu 故(3)的產率最大為 50%(5) 在密閉容器中反應生成的 SO2與 Cu2+反應，Cu2+被還原成 Cu+, Cu+再歧化，循環(huán)往復。故理 論產率會接近 100%。解：(1) A 為 CuNH4SO3(2)

55、 2Cu(NH3)4SO4+ 3SO2+ 4H?O = 2CuNH4SO3J+ 3(NH4)2SO4(3) 28NH4SO3+ 2H2SO4= Cu + CuSO4+ 2SO2+ 2H2O + (NH4)2SO4(4) 50%(5)100%，因為 SO2循環(huán)使用，直至所有 CuSO4還原為 Cu,故理論產率可達 100%。例 6、在 MnCl2溶液中加入適量的 HNO3,再加入 NaBiO?,溶液中出現(xiàn)紫色后又消失。試說明其原因，并寫出有關反應的化學方程式。分析：NaBiOs固體是極強的氧化劑， 在酸性介質中能將 Mn2+離子氧化為 MnO4(紫色)，但 MnO4離 子也具有強氧化性， 如溶液

56、中存在還原劑， 氧化還原反應能繼續(xù)發(fā)生。 C離子具有還原性，故 MnO4離 子與 C離子發(fā)生氧化還原反應， MnO -的紫色立即消失。當 Mn2+過多時，Mn2+也可作還原劑與 MnO4發(fā)生氧化還原反應， 生成中間價態(tài)的 Mn4+的化合物，MnO2的存在使溶液產生棕褐色的沉淀。 從上面的分 析可知，是還原性物質的存在與具有強氧化性的MnO 匸發(fā)生氧化還原反應而使紫色消失的。解：NaBiO3在適量的 HNO3溶液中，能把 Mn2+氧化為 MnO，使溶液呈紫色。即：2+一3+2 Mn + 5 NaBiO3+ 14H = 2 MnO4+ 5Bi + 5Na + 7H2。但是，當溶液中有 Cl存在時，

57、紫色出現(xiàn)后會立即腿去。這是由于MnO被 C還原的緣故。2 Mn0廠+ 10 Cl + 16H = 2 Mn + 5C12? + 8H2O當 Mn2+過多時，也會在紫色出現(xiàn)后立即消失。這是因為生成的MnOr又被過量 Mn2+的還原：2 MnO廠+ 3 Mn2+ 2H2O = 5MnO2J（棕褐色）+ 4H+例 7、在 ac2O7的飽和溶液中加入濃硫酸，并加熱到 200C時，發(fā)現(xiàn)溶液的顏色變?yōu)樗{綠色，經檢查反應開始時溶液中并無任何還原劑存在，試說明上述變化的原因。分析：反應開始時溶液中并無還原劑存在，為何溶液的顏色會變?yōu)樗{綠色？（有Cr3+存在）解答本題的關鍵要知道 CrO3的熔點為 196C,加

58、熱到 200C時則分解成62O3（綠色）。解：在 K262O7的飽和溶液中加入濃硫酸，即可析出暗紅色的CrO3晶體：K2Cr2O7+ H2SO4（濃）=2CrO3J+ K2SO4+ H2OCrO3的熔點為 196C,對熱不穩(wěn)定。加熱超過熔點則分解放出氧氣：CrO3 -2Cr2O3+ 3。2匸Cr2O3是溶解或熔融皆難的兩性氧化物，和濃硫酸反應生成C2（SO4）3和 H2O:Cr2O3+ 3H2SO4= Cr2（SO4）3+ 3H2OCr2O3是綠色物質，部分 Cr2O3與 H2SO4反應后生成藍綠色的 Cr2（SO4）3溶液，我們觀察到溶液的顏色 即為Cr3+離子的顯色（藍綠色）。例 8、金屬

59、 M 溶于稀鹽酸時生成 MCI2，其磁偶極矩為 5.0Wb m。在無氧操作條件下， MCI2溶液遇 NaOH溶液，生成一白色沉淀 A。A 接觸空氣就逐漸變成綠色，最后變成棕色沉淀B。灼燒時，B 生成了紅棕色粉末 C, C 經不徹底還原而生成了鐵磁性的黑色物 D。B 溶于稀鹽酸生成溶液 E,它使 KI 溶液氧化成 12，但在加入 KI 前先加入 NaF，貝 V KI 將不被 E 所氧 化。若向 B 的濃 NaOH 懸浮液中通入 Cl2可得紫紅色溶液 F，加入 BaC時就會沉淀出紅棕色固體 G, G 是一種強氧化劑。試確認各字母所代表的化合物，并寫出反應的化學方程式。分析：M2+磁偶極矩為 5.0

60、 Wb m,根據公式, n（n 2）估算出 M2+有 4 個成單的 d 電子，符合 此條件的金屬可能位于 VIB、VIIB 族，也可能是鐵，Cr2+、Mn2+和 Fe2+都有 4 個成單的電子。實驗操作中，C 經不徹底還原而生成了鐵磁性的黑色物D。D 所代表的化合物應是Fe3O4,這樣，就確定 M 所代表的金屬是鐵。 根據以上的兩個條件，確定 M 代表的金屬是鐵后， 將其代入實驗中進行檢驗，證明判斷是正確的。金屬元素有多種，但根據 M2+離子的 M2+磁偶極矩為 5.0 Wb m,就把金屬 M 劃定在一個很小的范 圍內，又通過生成鐵磁性的黑色物就能夠確定M 所代表的金屬是鐵，這是解答此題的重要