氧化物的硬度熔点讲课教案

1、氧化物的硬度熔点1）溶于水的硫化物）溶于水的硫化物 第第IA,IIA族元素的硫化物（除族元素的硫化物（除BeS难溶）及难溶）及(NH4)2S可可溶于水，并发生水解反应。溶于水，并发生水解反应。 Na2S + H2O = NaHS + NaOH (NH4)2S + 2H2O = 2NH3.H2O + H2S 金属硫化物大多数不溶于水，有的可溶于稀酸，有的不金属硫化物大多数不溶于水，有的可溶于稀酸，有的不溶于稀酸，但可溶于浓酸或氧化性的酸，有的只能溶于王水。溶于稀酸，但可溶于浓酸或氧化性的酸，有的只能溶于王水。故一般可按溶解性能将硫化物分为三类：故一般可按溶解性能将硫化物分为三类：2 2）不溶于水

2、而溶于稀酸的硫化物）不溶于水而溶于稀酸的硫化物 MnS(MnS(肉红色肉红色) )、ZnS(ZnS(白色白色) )、FeSFeS、CoSCoS、NiS(NiS(黑色黑色) )均属这一类。均属这一类。稀酸指用稀酸指用0.3 mol.dm0.3 mol.dm-3-3的稀盐酸，此类金属硫化物溶度积的稀盐酸，此类金属硫化物溶度积 K Kspsp一般大一般大于于1010-24-24，在溶液中存在着两种离子平衡：一种为硫化物的沉淀，在溶液中存在着两种离子平衡：一种为硫化物的沉淀- -溶溶解平衡解平衡 ，另一种为，另一种为H H2 2S S的酸碱电离平衡。的酸碱电离平衡。 若调节溶液中的酸度，可控制溶液中若

3、调节溶液中的酸度，可控制溶液中S S2-2-离子的浓度，来控制这离子的浓度，来控制这类硫化物沉淀或者溶解。例如要制备类硫化物沉淀或者溶解。例如要制备FeSFeS，不能单纯用，不能单纯用H H2 2S S通入通入FeClFeCl2 2溶液来制备，因为反应中有酸生成溶液来制备，因为反应中有酸生成: : FeCl FeCl2 2 + H+ H2 2S = FeS + 2HClS = FeS + 2HCl FeS FeS溶于稀酸而不会生成溶于稀酸而不会生成FeSFeS。 只有直接用沉淀剂只有直接用沉淀剂NaNa2 2S S或或(NH(NH4 4) )2 2S S（由于沉淀剂本身呈碱性）（由于沉淀剂本身

4、呈碱性）, ,才才能使金属离子沉淀下来：能使金属离子沉淀下来： FeClFeCl2 2 + Na+ Na2 2S = FeSS = FeS + 2NaCl + 2NaCl 3）既不溶于水又不溶于稀酸的硫化物）既不溶于水又不溶于稀酸的硫化物 此类金属硫化物的溶度积一般都很小，如此类金属硫化物的溶度积一般都很小，如CdS的的Ksp为为10-29, CuS的的Ksp为为10-36，而，而HgS的的Ksp更小更小(10-53)。 这类难溶金属硫化物可通过这类难溶金属硫化物可通过将将H2S气体通入金属盐溶液来制备。气体通入金属盐溶液来制备。 CuCl2 + H2S = CuS + 2HCl 要使此类型的

5、金属硫化物溶解，则必须使用更强烈的化学气氛，要使此类型的金属硫化物溶解，则必须使用更强烈的化学气氛，例如浓硝酸、王水（一份浓硝酸与三份浓盐酸的混合酸）等。例如浓硝酸、王水（一份浓硝酸与三份浓盐酸的混合酸）等。 例如例如CuSCuS可溶于浓硝酸：可溶于浓硝酸： 3CuS + 8HNO3CuS + 8HNO3 3 = 3Cu(NO = 3Cu(NO3 3) )2 2 + 3S + 3S + 2NO + 2NO + 4H + 4H2 2O O 在硝酸中、硝酸的氧化性使在硝酸中、硝酸的氧化性使S S2-2-被氧化成被氧化成S S单质，从而使单质，从而使S S2-2-浓度大大下浓度大大下降，结果使该金属

6、硫化物溶解。降，结果使该金属硫化物溶解。 再如再如HgS其其Ksp仅为仅为6.4410-53，仅仅利用浓硝酸的氧化作用使，仅仅利用浓硝酸的氧化作用使S2-浓浓度降低还不足以使其溶解，还必须借助浓盐酸中的大量度降低还不足以使其溶解，还必须借助浓盐酸中的大量Cl-与与Hg2+的配的配位作用，使位作用，使Hg2+离子的浓度也大大降低，才能使其溶解：离子的浓度也大大降低，才能使其溶解： 3HgS + 2HNO3 + 12HCl = 3H2HgCl4 + 3S + 2NO + H2O 1 1、热稳定性、热稳定性: : 碳酸盐碳酸盐 碳酸氢盐碳酸氢盐 碳酸。碳酸。 例如例如NaNa2 2COCO3 3分解

7、温度为分解温度为2073K2073K；而；而NaHCONaHCO3 3分解温度仅为分解温度仅为543K543K；但；但H H2 2COCO3 3常温常压即可分解。常温常压即可分解。2 2、除活泼金属外，其他金属的碳酸盐的热稳定性都较差，一般尚、除活泼金属外，其他金属的碳酸盐的热稳定性都较差，一般尚未加热到熔点就分解了。未加热到熔点就分解了。盐Li2CO3Na2CO3BeCO3MgCO3CaCO3SrCO3BaCO3FeCO3ZnCO3CdCO3PbCO3熔点618850-热分解/C1100180025540910128913602823503603003、一般来说，碳酸盐中金属离子的电荷越高，

8、半径越小，即金属、一般来说，碳酸盐中金属离子的电荷越高，半径越小，即金属离子的极化能力越强，该碳酸盐的热稳定性就越差。离子的极化能力越强，该碳酸盐的热稳定性就越差。4、碳酸盐的热分解是一种气固两相间的平衡。、碳酸盐的热分解是一种气固两相间的平衡。 CaCO3 = CaO + CO2 Kp = p CO2五、五、碳酸盐的热稳定性与离子极化碳酸盐的热稳定性与离子极化1、热稳定差、热稳定差 硝酸盐和亚硝酸盐的热稳定性很差，容易受热分解。在所有无机含氧酸盐硝酸盐和亚硝酸盐的热稳定性很差，容易受热分解。在所有无机含氧酸盐中，对同一金属的盐而言，其硝酸盐和亚硝酸盐的熔点通常是最低的。而且除中，对同一金属的

9、盐而言，其硝酸盐和亚硝酸盐的熔点通常是最低的。而且除钾钠等少数活泼金属外，其它金属的硝酸盐和亚硝酸盐在受热时，大多未到熔钾钠等少数活泼金属外，其它金属的硝酸盐和亚硝酸盐在受热时，大多未到熔点就发生了热分解反应。点就发生了热分解反应。2、热分解的特点、热分解的特点 硝酸盐和亚硝酸盐热分解反应与碳酸盐热分解反应不同，硝酸盐和亚硝酸硝酸盐和亚硝酸盐热分解反应与碳酸盐热分解反应不同，硝酸盐和亚硝酸盐热分解伴随有氮的氧化态的改变，属于氧化还原反应。例如：盐热分解伴随有氮的氧化态的改变，属于氧化还原反应。例如： 2KNO2KNO3 3(S) = 2KNO(S) = 2KNO2 2(S)+O(S)+O2 2

10、(g) (g) 4NaNO 4NaNO2 2(S) = 2Na(S) = 2Na2 2O(S) + 4NO(g) + O2(g)O(S) + 4NO(g) + O2(g) 反应中有反应中有N N的氧化态改变，有氧气放出（除的氧化态改变，有氧气放出（除NHNH4 4NONO3 3外），因而可认为硝酸盐外），因而可认为硝酸盐是一种供氧剂。硝酸盐和亚硝酸盐不稳定性也与其氧化还原性质有关。亚硝酸是一种供氧剂。硝酸盐和亚硝酸盐不稳定性也与其氧化还原性质有关。亚硝酸盐一般都溶于水（除盐一般都溶于水（除AgNO2AgNO2外），而且亚硝酸盐一般均有毒，并且是一种致癌外），而且亚硝酸盐一般均有毒，并且是一种致

11、癌物质，使用时务必小心。物质，使用时务必小心。3、硝酸盐、亚硝酸盐都具有氧化性，在酸性条件下，显示出较强的氧化硝酸盐、亚硝酸盐都具有氧化性，在酸性条件下，显示出较强的氧化能力能力。亚硝酸盐既有氧化性，也有还原性（当遇到强氧化剂如亚硝酸盐既有氧化性，也有还原性（当遇到强氧化剂如KMnOKMnO4 4) )六、六、硝酸盐、亚硝酸盐的热分解硝酸盐、亚硝酸盐的热分解通常通常,硝酸盐热分解的产物，随金属离子的活泼性不同而分为三种类型硝酸盐热分解的产物，随金属离子的活泼性不同而分为三种类型：1、金属活泼顺序在、金属活泼顺序在Mg以前的活泼金属的硝酸盐，受热分解成其亚硝酸盐和氧气。以前的活泼金属的硝酸盐，受

12、热分解成其亚硝酸盐和氧气。如如 2NaNO3(S) = 2NaNO2(S)+O2(g)2、金属活泼顺序介于、金属活泼顺序介于Mg与与Cu之间的金属（包括之间的金属（包括Mg和和Cu）的硝酸盐，受热分解）的硝酸盐，受热分解生成相应的金属氧化物及生成相应的金属氧化物及NO2(g)和和O2(g)。如：。如： 2Pb(NO3)2(S) = 2PbO(S) + 4NO(g) + O2(g)3、金属活泼顺序在、金属活泼顺序在Cu以后的不活泼金属的硝酸盐，受热分解生成相应的单以后的不活泼金属的硝酸盐，受热分解生成相应的单质及质及NO2(g)和和O2(g)。如：。如： 2AgNO3(S) = 2Ag(S) +

13、 2NO2(g) + O2(g) NH4NO3的热分解可是一种特例。这是因为的热分解可是一种特例。这是因为NH4NO3中有两种不同氧化态的中有两种不同氧化态的N，在热分解过程中它们之间发生氧化还原反应，最后得到的产物只有一种氧化态在热分解过程中它们之间发生氧化还原反应，最后得到的产物只有一种氧化态的的N，而且不像其它硝酸盐热分解时能放出氧气：，而且不像其它硝酸盐热分解时能放出氧气： NH4NO3(S) = N2O(g) + 2H2O 上面仅是硝酸盐热分解的一般规律和基本类型，实际上有些例外，何况同一上面仅是硝酸盐热分解的一般规律和基本类型，实际上有些例外，何况同一金属的硝酸盐的热分解也可能出现

14、不止一种的分解方式。金属的硝酸盐的热分解也可能出现不止一种的分解方式。 二氧化硅二氧化硅硅石硅石 无定型体：石英玻璃，硅藻土，燧石无定型体：石英玻璃，硅藻土，燧石 晶晶 体：天然为石英体：天然为石英(原子晶体原子晶体) 纯纯 石石 英：水晶英：水晶 含有杂质的石英：玛瑙含有杂质的石英：玛瑙缟玛瑙缟玛瑙紫晶紫晶石英盐石英盐水晶水晶黑曜石黑曜石玛瑙玛瑙七、七、硅酸盐的结构、水泥的主要成分硅酸盐的结构、水泥的主要成分 硅酸及硅酸盐硅酸及硅酸盐 (silicic acid & silicate)硅酸硅酸H4SiO4 原硅酸（正硅酸）原硅酸（正硅酸）H2SiO3 偏硅酸，二元弱酸xSiO2yH2O 多硅

15、酸多硅酸名名 称称 化学组成化学组成 x 值值 y 值值正硅酸正硅酸 H4SiO4 1 2偏硅酸偏硅酸 H2SiO3 1 1二偏硅酸二偏硅酸 H2Si2O5 2 1焦硅酸焦硅酸 H6Si2O7 2 3三硅酸三硅酸 H4Si3O8 3 2几种不同的多硅酸（几种不同的多硅酸（x SiO2y H2O ）硅酸盐的结构硅酸盐的结构-硅氧四面体硅氧四面体：Si 采用采用 sp3 杂化轨道与杂化轨道与 O 形成硅形成硅氧四面体氧四面体, 处于四面体顶处于四面体顶 端的端的 氧原子均为周围的四面体共用，这种氧原子均为周围的四面体共用，这种结构导致其化学性质很稳定结构导致其化学性质很稳定 .正硅酸根离子正硅酸根离子SiO44- -OSiOOO共用一个顶点的二硅酸根离子共用一个顶点的二硅酸根离子Si2O76- -OSiOOOSiOOO共用两个顶点的链状