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文档简介
非过渡
金属元素第九章12第九章非过渡金属元素9.1碱金属和碱土金属9.2铝分族金属9.3锗分族金属9.4锑分族金属9.5铜族金属9.6锌族金属39.1碱金属和碱土金属9.1.1碱金属和碱土金属元素的基本性质9.1.2碱金属和碱土金属的单质9.1.3碱金属和碱土金属化合物49.1.1碱金属和碱土金属元素的基本性质9.1.1.1碱金属59.1.1.2碱土金属6碱金属碱土金属价电子构型
主要氧化态
原子半径
第一电离势
金属活泼性
ⅠA与ⅡA比较
ns1ns2+1+2从上到下依次增大从上到下依次增大从上到下依次减弱从上到下依次减弱从上到下依次增大从上到下依次增大同周期ⅠA的金属活泼性高于ⅡA9.1.1.3碱金属和碱土金属的活泼性79-1:定性解释碱金属和碱土金属从上到下和从左到右的金属活泼性变化规律。解:同族从上到下金属活泼性增强的原因是从上到下金属的原子半径依次增大,有效核电荷依次减小,核对最外层电子的吸引力依次减小,所以更易失去电子,金属活泼性依次增强,第一电离势从上到下依次减小.同理从左到右金属活泼性减弱也是因为原子半径减小,有效核电荷增大,对最外层电子的吸引力增大,电子难失去,金属活泼性减弱.89.1.1.4Li和Be的特殊性(1)锂的特性:单质熔沸点高,硬度大;与氧只生成Li2O;电极电势反常的低;Li+水合能大,易形成含水化合物;其化合物的共价倾向比较显著,溶解度小,且热稳定性差.(2)铍的特性:电离势高;形成共价键的倾向比较显著,化合物熔点都较低;与ⅡA其他元素不同,铍能生成许多配合物,如M2[BeF4];铍盐最易溶于水,且极易水解;毒性极高;为两性金属.9解:对于锂:单质熔沸点高,硬度大是因为原子半径小,金属键强导致;电极电势反常的低是因为Li+半径特别小,水合能突出的大,虽然锂的升华热和电离势比较大,但整个电极反应过程所需的能量较小,所以电极电势负值较大;Li+水合能较大,易形成含水化合物是因为离子的Z/r值越大,则水合能就越大;其化合物的共价倾向比较显著,溶解度小,且热稳定性差是因为Li+的Z/r值大,离子极化能力强,导致化合物的共价倾向明显增大,溶解度减小,稳定性减弱.9-2:请从理论上解释锂和铍为什么出现以上的特殊性质?10对于铍:电离势高是因为其原子半径小,有效核电荷大导致;形成共价键的倾向比较显著,化合物熔点都较低是因为Be2+的Z/r值大,离子极化能力强,导致化合物的共价倾向显著增大,化合物熔点降低;铍盐最易溶于水,且极易水解是由于Be2+的离子Z/r值大,水合能大导致;毒性极高是因为有极高溶解度和容易生成配合物;铍为两性金属是因对角线规则,性质与金属Al相似.11解:对于分解反应:
Li2CO3==Li2O+CO2
MgCO3==MgO+CO2虽Li+和Mg2+半径接近,但+2价的Mg2+离子势(Z/r)大,对CO32-的极化作用大,盐的稳定性就会减小,所以MgCO3分解温度更低.9-3:Li,Mg为对角线元素,Li+,Mg2+半径十分接近,但它们的碳酸盐分解成氧化物的温度却相差悬殊.在没有热力学数据的条件下,你能作出谁高谁低的判断吗?129.1.2.1存在与冶炼9.1.2碱金属和碱土金属的单质方解石石膏天青石碳酸锶矿碳酸钡矿13
由于碱金属和碱土金属的化学活泼性很强,因此在自然界均以化合态形式存在。冶炼方法有:(1)熔盐电解法如用电解熔融NaCl盐的方法制取金属Na.2NaCl2Na+Cl2(2)热还原法
钾、铷、铯的沸点低,易挥发,在高温下用焦炭、碳化物及活泼金属做还原剂还原其化合物,利用它们的挥发性分离。K2CO3+2C2K+3CO14(3)金属置换法
常用强还原性的金属如Na、Ca、Mg、Ba等在高温和低压下还原钾、铷和铯氯化物的方法制取钾、铷和铯单质2CsAlO2+MgMgAl2O4+2Cs↑(4)热分解法
碱金属化合物,如亚铁氰化物、氰化物和叠氮化物,加热能被分解成碱金属。2CsN32Cs+3N215解:采用电解熔融的NaCl来制备金属Na
阳极:2Cl-==Cl2+2e-
阴极:2Na++2e-==2Na
总反应:2NaCl==2Na+Cl2
加入CaCl2的目的是降低NaCl的熔点,使电解时温度降低,可防止Na挥发,又可减小Na的分散性,因熔融混合物的密度比Na大,Na浮于液面上.9-4:指出工业上制备金属Na的方法原理,原料中为什么要加入CaCl2?16解:K,Rb,Cs一般采用热还原法来制备.常用的还原剂有焦碳,碳化物及活泼金属.如:
K2CO3+2C==2K↑+3CO
KCl+Na==NaCl+K↑之所以不采用电解熔融盐的方法制备它们是因为K,Rb,Cs熔点低,极易熔于盐中难分离,且金属易挥发导致爆炸.而采用热还原法是由于K,Rb,Cs沸点低,易挥发而从体系中分离出来.9-5:K,Rb,Cs一般采用什么方法合成?其原因是什么?17解:活泼金属能置换出不活泼金属的规律只适用于溶液中的反应,在高温下此规律不一定正确。金属Na能还原熔融的KCl而得到K是因为钠的沸点(881℃)高于钾(756℃),生成的金属钾可在一定温度下挥发从而脱离反应体系,导致生成物浓度减小,反应向右进行。9-6:钠的第一电离能(496kJ·mol-1)大于钾(419kJ·mol-1),即K比Na活泼,为什么工业上能用反应:KCl(熔)+Na==NaCl(熔)+K来制备金属K?18
碱金属碱土金属物理性质
密度小,硬度小,熔沸点低,是典型的轻,软金属
熔沸点较碱金属高,密度和硬度也较大化学性质周期表中最活泼的一族金属金属活泼性较相应周期的碱金属弱
在生物体中的作用
钠,钾是生物体的必需元素,是体液的重要成分
钙,镁也是生物体的必需元素,钙是骨骼的主要组成部分,镁是许多酶的活化剂9.1.2.2单质的物化性质19RbCsBeCaSrBa209.1.2.3单质的化学性质(1)与空气的反应
从Li—Cs剧烈程度依次增强.
4Li+O2==2Li2O
4Na+O2==2NaO
2M+O2==M2O2
M=Na,K,Rb,Cs
M+O2==MO2
M=K,Rb,Cs
碱土金属活泼性略差,在空气中加热才显著反应生成氧化物.21(2)与水的反应
碱金属与水剧烈反应,放出大量热,并生成强碱,其剧烈程度从上到下依次增强。
M+H2O==MOH+1/2H2
M=Li,Na,K,Rb,Cs
碱土金属中,Be和Mg因表面致密氧化膜的保护,对水稳定。Ca,Sr,Ba容易与水作用,产物为M(OH)2和H2.229-7:由标准电极电势可知,Li的Eθ比Cs的Eθ更负,说明锂的活泼性应高于铯,但实际与水反应的剧烈程度,Li甚至不如Na剧烈,请说明原因.解:(1)锂的熔点高,反应产生的热量不足以使其熔化,因而固体锂与水接触面较小;(2)产物LiOH溶解度小,覆盖在锂的表面,阻碍了反应的继续。23(3)碱金属和碱土金属的液氨溶液
在碱金属的液氨溶液中存在平衡:
M(s)+(x+y)NH3(l)==M(NH3)x++e(NH3)y-
溶剂合电子e(NH3)y-是一种很强的还原剂,广泛用于无机和有机合成中.
在特殊情况下,碱金属还可形成负离子,如气态钠中存在Na-离子;下列反应中也有Na-存在Na+Cryp(穴醚)+xNH3(l)==[Na(Cryp)]+[Na(NH3)x]-(s)24解:第一步:各取三种粉末少许,分别加入氨水,能产生气体H2,且无沉淀生成的是锌粉.
Zn+4NH3+2H2O==Zn(NH3)42++2OH-+H2↑第二步:各取剩下的两种粉末少许,分别加入过量的强碱NaOH溶液,产生H2,并无沉淀生成的是铝粉.
2Al+2OH-+6H2O==Al(OH)4-+3H2↑
剩下不易和NaOH反应的粉末即为镁粉.9-8:拟出鉴别标签不清的铝粉,镁粉和锌粉的简单步骤,并写出有关化学反应的方程式.25解:(1)金属活动性顺序表主要是基于实验总结出来的规律.该规律不仅与反应的可能性和趋势有关,而且还与反应速率有关.钠与水作用放出氢气比钙与水作用要快,加之钙与水反应生成的Ca(OH)2溶解度小覆盖在金属表面,使得钙反应速率减慢,因而得出钠比钙活泼的结论.
(2)标准电极电势是一种热力学数据,它表示反应的趋势和推动力的大小.因生成Ca2+产生的水合能比Na+的大,导致电极电势会更负一些,这就是两种顺序不同的原因.9-9:在金属活动性顺序表里,Na在Ca之前,但从它的标准电极电势看,Ca(-2.78V)应在Na(-2.71V)之前,你能指出这种次序颠倒的原因吗?269.1.3.1氧化物、氢氧化物
氧化物Li2ONa2OK2ORb2OCs2O颜色白色白色淡黄色亮黄色橙黄色热稳定性从左到右逐渐降低熔点从左到右逐渐降低与水作用剧烈程度从左到右依次增强碱金属氧化物的性质见下表一:氧化物9.1.3碱金属和碱土金属化合物27碱土金属氧化物的物理性质见下表所示氧化物BeOMgOCaOSrOBaO颜
色白白白白白熔点(K)28033125288726932191硬度(金刚石=10)96.54.53.83.3热稳定性从左到右逐渐降低(BeO例外)与水作用剧烈程度从CaO到BaO依次增大(BeO,MgO难溶于水)Be2+离子半径小于Mg2+,离子势Z/r大,则离子极化能力比Mg2+强,导致BeO中共价键成分增加28解:碱金属氧化物均是离子晶体,从Li+到Cs+,由于离子半径依次增大,则离子键键能依次减小,所以熔点依次降低.M2O的波恩-哈伯循环图如下:△H总=△H晶-2I1-A1-A2-△H升华-1/2△H解离由于上式中起决定作用的仍是△H晶,所以晶格能越小,分解反应所需能量越低,则稳定性越差,即Li2O→Cs2O稳定性依次减弱.9-10:为什么从Li2O到Cs2O稳定性和熔点均依次降低?29解:(1)钙基固硫法的反应方程式:
S(煤)+O2=SO2
(1)
CaO+SO2=CaSO3
(2)或CaCO3+SO2=CaSO3+CO2
(3)
CaSO3
+1/2O2==CaSO4
(4)
(2)用CaO更好.因在高温下CaCO3热分解需消耗一部分热量,且反应(2)放出的热量大于反应(3).9-11:“钙基固硫”法可降低燃烧燃料时排出的SO2量.实际操作是把CaO或CaCO3和含硫的煤混合后再燃烧。
(1)写出钙基固硫法的反应方程式;
(2)从热量角度看,用CaO和CaCO3的区别何在?30二:过氧化物1.过氧离子的结构
过氧化物中含有过氧离子O22-或[-O-O-]2-.其分子轨道排布式为:[KK(σ2s)2(σ*2s)2(σ2p)2(π2p)4(π*2p)4]
其键级为1,即形成一个σ键.2.过氧化钠的性质和用途Na2O2易吸潮,它与水或稀酸在室温下反应生成H2O2,与CO2反应放出O2:
Na2O2+2H2O==2NaOH+H2O2
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O231Na2O2是强氧化剂,在熔融态下可把Fe2O3,
Cr2O3,MnO2等不溶于酸的矿石氧化为FeO42-,
CrO42-,MnO42-.Fe2O3(s)+3Na2O2(s)2Na2FeO4(l)+Na2O(l)
MnO2(s)+Na2O2(s)2Na2MnO4(l)Na2O2可用作氧化剂使难熔矿石分解;工业上用作漂白剂;高空飞行或潜水时作供氧剂和CO2吸收剂。323.过氧化钡的制备,性质和用途BaO2是在773K~793K时将氧气通过BaO而制得
2BaO+O22BaO2
BaO2与稀H2SO4反应生成H2O2,这是实验室制H2O2的方法。
BaO2+H2SO4(稀)==BaSO4+H2O2
BaO2用途与Na2O2相同。33三:超氧化物1.超氧离子的结构超氧离子的结构是其分子轨道排布式为:[KK(σ2s)2(σ*2s)2(σ2p)2(π2p)4(π*2p)3]其键级为1.5,即成键的(σ2p)2构成一个σ键,成键的(π2p)2和反键的(π*2p)1构成一个三电子π键.因O2-的键级小于O2,所以稳定性比O2差。342.超氧化物的性质K,Rb,Cs在过量氧气中燃烧均生成超氧化物.超氧化物MO2是强氧化剂,与H2O剧烈反应:
2MO2+2H2O==2MOH+H2O2+O2
M=K,Rb,Cs
MO2与CO2反应放出O2:
4KO2+2CO2==2M2CO3+3O2
M=K,Rb,Cs
所以MO2是很好的供氧剂。
除Be,Mg外,碱土金属其余元素均可生成超氧化物.其热稳定性依CaO4-SrO4-BaO4顺序而下降.35四:臭氧化物1.臭氧离子的结构
K,Rb,Cs均可生成臭氧化物MO3.臭氧离子的结构是:2.臭氧化物的制备
K,Rb,Cs的氢氧化物与臭氧作用,可得它们的臭氧化物MO3:
3KOH+2O3==2KO3+KOH·H2O+1/2O2
用液氨重结晶,得到桔红色KO3晶体.3.臭氧化物的性质
臭氧化物不稳定,室温下缓慢分解,为强氧化剂.
2KO3==2KO2+O2
36(1)性质LiOHNaOHKOHRbOHCsOHBe(OH)2Mg(OH)2Ca(OH)2Sr(OH)2Ba(OH)2碱性增强,溶解度增大MⅠOHMⅡ(OH)2碱性减小,溶解度减小
五:氢氧化物379-12:定性解释ⅠA和ⅡA金属氢氧化物的碱性和溶解度的变化规律。解:对于ⅠA和ⅡA金属,从上到下离子半径依次增大,离子势依次减小,√φ值逐渐减小,则碱性依次增强.因为√φ值越小,即中心离子吸引成键电子对的能力就小,则氧原子的电子云将偏离Rn+,则R-O键易于打断,易发生碱式解离,即ROH碱性越强.同理,因从上到下离子半径依次增大,离子键依次减弱,溶解时更易打断,则溶解度依次增大.38六:盐类的通性1。盐类的颜色和离子的焰色
碱金属和碱土金属的离子均为无色的(因是饱和结构),如果阴离子无色,则盐一般都是无色或白色;阴离子是什么颜色,一般盐也显该颜色。39碱金属和碱土金属离子的焰色反应见下表离子Li+Na+K+Rb+焰色红黄紫紫红波长
/nm670.8
589.0-589.6
404.4-404.7
420.2-629.8
离子Cs+Ca2+Sr2+Ba2+焰色紫红橙红红黄绿波长
/nm455.5-459.8
612.2-616.2
687.8-707.0
553.6
402。盐类的溶解性(1)碱金属的盐类
碱金属的盐类大多数易溶于水,如卤化物,碳酸盐,硝酸盐,硫酸盐,磷酸盐,且在水中完全电离.它们的碳酸盐,硫酸盐的溶解度从Li-Cs依次增大.
只有少数锂盐难溶.如Li2CO3,Li3PO4,LiF.
难溶的钠盐有:六羟基锑酸钠Na[Sb(OH)6],醋酸双氧铀酰锌钠NaAc·Zn(Ac)2·3UO2(Ac)2·9H2O
难溶的钾盐有:高氯酸钾KClO4,四苯硼酸钾K[B(C6H5)4
],酒石酸氢钾KHC4H4O6,亚硝酸合钴钠钾K2Na[Co(NO2)6]等.41(2)碱土金属的盐类
碱土金属的盐的重要特征是其难溶性,它比相应的碱金属盐溶解度小.它的氯化物,硝酸盐易溶于水,碳酸盐,草酸盐,磷酸盐都是难溶盐.硫酸盐,铬酸盐溶解度差异较大.BeSO4,BeCrO4易溶,而BaSO4,BaCrO4极难溶,从Be~Ba的硫酸盐,铬酸盐溶解度依次降低.它们的氟化物的溶解度从MgF2~BaF2依次升高.429-13:请用热力学方法解释从BeSO4~BaSO4盐的溶解度依次降低的事实.解:碱土金属硫酸盐溶解过程的热力学循环如下:43
虽然从Be2+→Ba2+离子半径增大,但是因为SO42-离子的半径较大,起着主导作用,所以MSO4的晶格能近似相等.而△Hhθ(SO42-)相等,所以△Hsθ(MSO4)值主要决定于△Hhθ(M2+).已知从Be2+→Ba2+离子半径增大,△Hhθ(M2+)减小,所以从BeSO4~BaSO4的△Hsθ(MSO4)值减小,即溶解度依次降低.443。带结晶水的能力
一般来说,离子半径愈小,它所带的电荷愈多,则作用于水分子的电场愈强,它的水合热愈大,其带结晶水能力愈强.碱金属离子的水合能力从Li+到Cs+是降低的,则盐类形成结晶水合物的倾向依次减弱.
几乎所有锂盐都是水合的,钠盐约75%是水合的,钾盐有25%,铷盐和铯盐仅有少数水合盐.
碱土金属的盐比碱金属的盐更易带结晶水,因此碱土金属的无水盐有吸潮性,可做干燥剂,如无水CaCl2.454。形成复盐的能力
除锂以外,碱金属还能形成一系列复盐.复盐有以下几种类型:
光卤石类,通式为MⅠCl·MgCl2·6H2O,其中MⅠ=K+,Rb+,Cs+.
通式为M2ⅠSO4·MgSO4·6H2O的矾类,其中MⅠ=K+,Rb+,Cs+.
通式为MⅠMⅢ(SO4)2·12H2O的矾类,其中MⅠ=Na+,K+,Rb+,Cs+,MⅢ=Al3+,Cr3+,Fe3+,Co3+,Ga3+,V3+等离子.
复盐溶解度比相应简单碱金属盐小得多.465。热稳定性
一般碱金属盐具有较高的热稳定性.卤化物在高温时挥发而难分解.硫酸盐在高温下既难挥发,又难分解.碳酸盐除Li2CO3在1543K以上分解为Li2O和CO2外,其余更难分解.唯有硝酸盐热稳定性较低,加热到一定温度就可分解.
碱土金属的盐热稳定性较相应的碱金属盐类差,但在常温下均为热稳定性盐.476。钠盐和钾盐的差异
钠盐和钾盐性质很相似,但差别有三点:1.溶解度
钠,钾盐的溶解度都比较大,相对说来,钠盐更大些.2.吸湿性
钠盐的吸湿性比相应的钾盐强,因此,化学分析工作中常用的标准试剂许多是钾盐.3.结晶水
含结晶水的钠盐比钾盐多。
钠盐与相应钾盐性质上一般很相似,但钠盐价格要便宜一些,故一般多使用钠盐而不用钾盐.但要注意某些特殊情况,如钾肥必需用钾盐,制硬质玻璃必须用K2CO3,制黑火药一定要用KNO3等.489.1.3.2卤化物
氯化钠:重要的化工原料.可用于制备多种化工产品如NaOH、Cl2、HCl等.KCl可作钾肥.
无水CaCl2:是一种重要干燥剂。
氟化钙(又称萤石):是制取HF和F2的重要原料。天然萤石无水CaCl2499-14:能否用CaCl2来干燥NH3或乙醇?为什么?解:不能。因为CaCl2与NH3和乙醇容易形成加合物,如CaCl2·4NH3、CaCl2·8NH3或CaCl2·4C2H5OH等而导致样品损失.50解:不能。因MgCl2·6H2O加热得到不是无水MgCl2而是MgOHCl和HCl:
MgCl2·6H2OMg(OH)Cl+HCl↑+5H2O而由MgCl2·6H2O制取无水MgCl2的方法是:将MgCl2·6H2O在干燥的HCl气流中加热脱水即可或直接由Mg在Cl2中燃烧也可得到。
MgCl2·6H2OMgCl2+6H2O
Mg+Cl2MgCl2
9-15:能否由MgCl2·6H2O直接加热来制备无水MgCl2,为什么?如何制备无水MgCl2?5152期中考试情况分析成绩分布(统计人数97人):(18级91人)70-79分:4人(最高分77分)60-69分:23人60分以下:72人(最低分26分)30
平均分:53分53各题得分比:得分较低的题1.选择题7-20,平均得分约15分9,10,11,14,192.填空题9-19,平均得分约13分1,方程式3.简答题2-25,平均得分约12分4.应用题0-12,平均得分约9分5.计算题0-10,平均得分约5分5441解:已知[H+]=0.30mol/L;[Zn2+]=0.010mol/L;
[Cd2+]=0.020mol/L;[H2S]=0.1mol/L(1)设体系中的[S2-]=xmol/L.对于平衡:
H2S==2H+S2-0.1-x0.30x代入平衡常数表达式:x=[S2-]=1.59×10-20(mol/L)对于CdS,其Q=0.020×1.59×10-20=3.18×10-22>Ksp所以有CdS沉淀析出。对于ZnS,其Q=0.010×1.59×10-20=1.59×10-22<Ksp所以没有ZnS沉淀析出。55(2)达沉淀平衡时,因CdS析出后会产生2×0.02
=0.04mol/L的H+,而H2S解离出的H+可忽略,所以溶液
[H+]=0.30+0.04=0.34mol/L由H2S的解离平衡可获得:CdS的饱和溶液中有:[Cd2+][S2-]=Ksp(CdS)∴[Cd2+]=8.0×10-27/1.24×10-20=6.45×10-7(mol/L)解:因为Be2+离子半径小,离子势大,则离子极化能力强,而Cl-半径较大,变形性大,导致Be2+与Cl-之间的离子键最终转为共价键而成为共价化合物。而Ca2+离子势小,极化作用小,则CaCl2仍为离子化合物。9-16:为什么BeCl2为共价化合物而CaCl2为离子化合物?56解:由于LiF和AgF都是离子型化合物(此时的极化作用远小于离子键,故可忽略),但是LiF的晶格能因离子半径小而比AgF大,故LiF在水中的溶解度比AgF小。又由于Ag+为18电子构型,极化较强,I-离子的半径又大,变形性强,因此AgI离子间的相互极化作用大于LiI的,其共价性更显著,所以AgI在水中的溶解度比LiI小。9-17:为什么LiF在水中的溶解度比AgF小,而LiI在水中的溶解度比AgI大?57(1)碳酸盐
碳酸钠:俗称苏打或纯碱。大量用于玻璃,搪瓷,肥皂,造纸,纺织,洗涤剂的生产和有色金属的冶炼等.
碳酸氢钠:俗称小苏打。是制作泡沫灭火器的主要原料,医药上可用来中和过多的胃酸9.1.3.3含氧酸盐(2)硫酸盐
无水Na2SO4:俗称元明粉,大量用于玻璃,造纸,陶瓷等工业中.58Na2SO4·10H2O:称为芒硝,在空气中会失水而风化.医药上用作泻盐.CaSO4·2H2O俗称生石膏,CaSO4·1/2H2O称熟石膏,它们相互转化的反应如下:
硫酸钡是唯一无毒的钡盐,因有强烈吸收X射线的能力,在医学上用它和糖浆制成的混合物称作钡餐(造影剂),主要用途可作白色涂料(钡白),在橡胶,造纸工业中作白色填料.2CaSO4·2H2O2CaSO4·1/2H2O+3H2O599-18:在空白处填入正确的组成(用分子式)(1)萤石(
)
(2)元明粉(
)
(3)生石膏(
)
(4)熟石膏(
)
(5)芒硝(
)
(6)立德粉(
)
(7)重晶石(
)
(8)天青石(
)(1)萤石(CaF2)
(2)元明粉(Na2SO4)(3)生石膏(CaSO4·2H2O)(4)熟石膏(CaSO4·0.5H2O)(5)芒硝(Na2SO4·10H2O)(6)立德粉(ZnS+BaSO4)(7)重晶石(BaSO4)
(8)天青石(SrSO4)609-19:BaCl2溶液中所含少量的Fe3+,可籍加BaCO3或Ba(OH)2除去,为什么?你认为加哪一个物质更好?解:Fe3+与BaCO3或Ba(OH)2的反应如下:2Fe3++3BaCO3+3H2O==2Fe(OH)3+3Ba2++3CO2
2Fe3++3Ba(OH)2==2Fe(OH)3+3Ba2+
加BaCO3固体更好,因过量的BaCO3可吸附胶体状的Fe(OH)3沉淀析出,有利于过滤分离除去.61(3)草酸钙Ca2++C2O42-==CaC2O4
CaC2O4+H2SO4==CaSO4+H2C2O49-20:误吞食草酸及其草酸盐进入体内会导致死亡,通常的处理方法是:尽可能快地服用一杯石灰水(Ca(OH)2饱和溶液)或1%CaCl2溶液,随即使病人呕吐几次,然后再用15-30g的泻盐(MgSO4·7H2O)溶于水中让病人服用,而不必再让病人呕吐,试解释这种处理方法的原因.62解:因为加入的Ca2+将与C2O42-产生不溶性的CaC2O4(s),过量的Ca2+由于加入泻盐MgSO4(aq)而转化为难溶于胃酸的CaSO4.在加入石灰水或CaCl2后要让病人呕吐是必要的,因为生成的CaC2O4(s)在胃酸作用后会重新溶解,生成的H2C2O4同样会通过胃壁进入血液中而引起中毒,而CaSO4(s)不再溶解于胃酸中,因此不必令病人呕吐.(过量Ca2+对人体有害,因此过量Ca2+必须除去)63
碱金属离子因电荷少、半径大以及没有晶体场稳定化效应,一般难形成配合物,但能与配位能力较强的螯合剂作用,生成螯合物.
碱土金属离子中铍离子半径最小,是较强的电子对接受体,能够形成较多的配合物,如[BeF3]-,
[BeF4]2-等.而钙、锶、钡的离子半径较大,生成配合物的能力较弱。但能与配位能力很强的螯合剂生成稳定的螯合物,最重要的是与乙二胺四乙酸根生成的螯合物[CaY]2-.9.1.3.4配合物649.2铝分族金属
9.2.1铝分族金属基本性质9.2.2铝分族单质9.2.3铝分族化合物659.2.1铝分族金属基本性质Al、Ga、In、Tl均为银白色,是质软、轻而富有延展性的金属。铝分族金属的晶体化合物,只有少数为离子型的,大部分属共价型。从铝到铊,其化合物的共价性逐渐减弱,离子性逐渐增强。从Al到Tl,它们+Ⅲ氧化态的稳定性依次减弱,而+Ⅰ氧化态的稳定性则依次增强。GaInTlAl669.2.2.1存在和冶炼9.2.2铝分族单质铝矾土矿红铊矿铝的冶炼从铝矾土矿出发提取和冶炼铝的步骤:①用碱溶液处理铝矾土矿或用碳酸钠焙烧铝矾土矿得到铝酸盐:67Al2O3+2NaOH+3H2O==2Na[Al(OH)4]
Al2O3+Na2CO3==2NaAlO2+CO2↑②将铝酸盐溶液静置澄清除去不溶杂质后,向碱溶液中通入CO2促使铝酸盐水解:2Na[Al(OH)4]+CO2==Al(OH)3+Na2CO3+H2O2NaAlO2+CO2+3H2O==2Al(OH)3+Na2CO3
③将Al(OH)3过滤分离,干燥后煅烧,得到符合电解需要的纯净氧化铝。68④将Al2O3熔在冰晶石Na3AlF6(作助熔剂)中进行电解。电解约在1300K进行,阴极上得到液态的金属铝,定时放出,铸成铝锭。电解铝的纯度一般为98%~99%,杂质主要有Si、Fe和微量的镓Ga。
2Al2O34Al(阴极)+3O2↑(阳极)电
解
铝
厂699.2.2.2单质性质性质用途密度小,质轻与其它金属形成的各种轻质坚硬合金广泛用于航空航天业良好的导电性用于代替部分铜制造电线,高压电缆,发电机等电器设备良好的延展性铝箔大量用于电容器制造和商品包装.铝是亲氧元素广泛用作炊具,日用器具;在炼钢中作为除氧剂铝与氧反应放出大量热在冶金工业中做还原剂制备其它金属如Mn,Cr,V等铝是两性金属,但遇冷,浓的氧化性酸发生钝化常用铝罐装运浓硫酸,浓硝酸等(1)铝单质性质
709-21:请根据下列热力学数据,通过计算说明能否在高温下用金属钠(或钾)做还原剂从Al2O3中置换出单质Al.物质Al2O3NaNa2OAl△fHθ/kJ·mol-1-16760-4140Sθ/J·K-1·mol-150.951.275.0628.371解:反应:Al2O3+6Na==3Na2O+2Al在298K时
△rHθ=3×(-414)-(-1676)=434(kJ·mol-1)
△rSθ=3×75.06+2×28.3-50.9-6×51.2
=-76.32(J·K-1·mol-1)
因反应吸热(△rHθ>0)并熵减(△rSθ<0),则无论在何种温度下,该反应都是非自发向右进行的,即高温下用金属钠(或钾)做还原剂不能从Al2O3中置换出单质Al.72解:铝不溶于水是因为表面包覆了一层致密的Al2O3膜而阻止了Al与水的反应.如果将铝置于NH4Cl或Na2CO3的溶液中,由于Al2O3膜显两性,可溶于显酸性的NH4Cl或碱性的Na2CO3溶液中,导致保护膜被破坏,则铝可与水发生反应而最终溶于水.9-22:铝不溶于水,能否溶于NH4Cl或Na2CO3的溶液中,为什么?73(2)镓、铟、铊单质性质
镓是柔软的蓝白色金属,凝固点很低,它的沸点很高,是凝固时体积膨胀的少数几种金属之一[因固态的密度(5.91)比液态的密度(6.09)反而小].常温下干燥空气中稳定,溶于酸和碱中,微溶于汞。
铟是银白色,柔软的金属。铟常温下稳定。与冷的稀酸作用缓慢,易溶于浓热的无机酸和乙酸、草酸,与碱和水不反应。铟能与许多金属形成合金。74
铊是白色,质柔软,无味无臭的金属。铊外表与锡相似,空气中其表层容易形成氧化物。室温下,铊能与空气中的氧作用,也能与卤素反应。铊不溶于碱,与盐酸的作用缓慢,但迅速溶于硝酸、稀硫酸中,生成可溶性盐。高温下,铊能与硫、硒、碲、磷反应。铊及其化合物对生物和人体有毒。759-23:为什么镓的熔点很低而沸点很高?为什么镓成为违背金属"热胀冷缩"规律的几种之一?解:这与金属镓的结构有关.因金属镓中除正常的金属键外,还存在Ga2团,Ga-Ga之间为共价键,因Ga2团的存在,导致镓的熔点很低(在手中即可熔化).而成为蒸气时需破坏Ga-Ga共价键,消耗更多的能量,因此沸点很高.正由于金属镓原子间距离不同,固态的密度(5.91)比液态的密度(6.09)反而小,是凝固时体积膨胀的少数几种金属之一.769.2.3铝分族化合物9.2.2.1氧化物α-Al2O3β-Al2O3γ-Al2O3
名刚玉,熔点高,硬度大,不溶于水,酸和碱.可作高硬度,研磨及耐火材料.
具有离子传导能力,用于制作蓄电池.
稳定性比α-Al2O3稍差,可溶于酸和碱,具有良好的吸附能力和催化活性.三种常见变体(1)铝氧化物77红宝石(Cr3+)
蓝宝石(Fe3+,Cr3+)
黄玉/黄晶(Fe3+)
有些氧化铝晶体透明,因含有杂质而呈现鲜明颜色。78(2)氢氧化铝两性物质,其反应如下:
Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O
Al(OH)3+OH-==[Al(OH)4]-(水溶液中不能写成AlO2-)Al(OH)3不溶于NH3中,与NH3不生成配合物.(3)铝盐和铝酸盐A.铝盐
铝盐的水溶液中均含有[Al(H2O)6]3+,它水解使溶液显酸性.而弱酸弱碱盐如Al2S3,Al2(CO3)3在水中完全水解.79[Al(H2O)6]3++H2O==[Al(H2O)5OH]2++H3O+[Al(H2O)5OH]2++H2O==[Al(H2O)4(OH)2]++H3O+[Al(H2O)4(OH)2]++H2O==Al(H2O)3(OH)3+H3O+
Al2S3+6H2O==2Al(OH)3+3H2S
Al2(CO3)3+3H2O==2Al(OH)3+3CO2B.铝酸盐
用金属铝或氧化铝或氢氧化铝与碱反应即生成铝酸盐.铝酸盐水解使溶液显碱性,水解反应式如下:
Al(OH)4-==Al(OH)3+OH-80
在这溶液中通入CO2,将促进水解进行而得到真正的氢氧化铝沉淀,工业上利用此反应从铝土矿制取纯Al(OH)3和Al2O3.(2)镓、铟、铊的氧化物①镓的氧化物:氧化镓Ga2O3有五种同分异构体.Ga2O3是镓的氧化物中最稳定的.可作为半导体材料,在光电子器件方面有广阔的应用前景.②铟氧化物:铟的氧化物具有导电性,广泛地用于液晶显示器(LCD)、太阳能电池、微电子ITO导电膜玻璃、光电子和各种光学领域。81③铊氧化物:铊的氧化物有氧化亚铊Tl2O和三氧化二铊Tl2O3。
Tl2O暴露于空气中可逐渐氧化成Tl2O3。Tl2O溶于水生成氢氧化亚铊TlOH。Tl2O易溶于醇和酸,但不溶于盐酸,因为会生成TlCl阻止反应进行。
Tl2O3有强氧化性,常用作催化剂、高纯分析试剂等。三氧化二铊有剧毒。829-24:以下药品在医药上的用途是:
(1)NaCl(0.9%溶液)____________;
(2)KBr______________________;
(3)BaSO4___________________;
(4)ZnSO4___________________;
(5)Al(OH)3_________________。解:(1)用作生理盐水,临床作为补液;(2)用作镇静剂;(3)用作钡餐造影,诊断胃肠道疾病;(4)用作治疗缺锌症;(5)胃舒平主要成分,治疗胃酸过多症.839.2.2.2卤化物(1)铝卤化物三氯化铝通常以双聚Al2Cl6形式存在.Al2Cl6溶于水立即解离为Al(H2O)63+和Cl-(aq)离子.三氯化铝也易溶于有机溶剂中.84解:因Al3+的离子势大,对X-阴离子的极化作用强,使得Al3+离子与X-之间的离子键向共价键转化,最终导致AlX3成为共价化合物.而F-离子变形性小,Al3+与F-之间极化作用小,则AlF3仍为离子型化合物.由于AlX3为缺电子分子,最外层未满足8电子稳定结构,如果形成双聚分子,则可弥补其缺电子性,使分子稳定.9-25:解释为什么铝的卤化物中,仅AlF3为离子型化合物,其余的均为共价化合物?为什么AlX3(AlF3除外)在通常条件下是双聚分子而非单分子?85碱式氯化铝,硫酸铝和明矾
碱式氯化铝是一种高效净水剂.它的组成式为[Al2(OH)nCl6-n]m,1≤n≤5,m≤10,是一种多羟基多核配合物,通过羟基架桥而聚合.
无水硫酸铝Al2(SO4)3为白色粉末.硫酸铝易与K+,Rb+,Cs+,NH4+和Ag+等的硫酸盐结合形成矾,其通式为MAl(SO4)2·12H2O(M表示一价金属离子).
硫酸铝钾KAl(SO4)2·12H2O叫做铝钾矾,俗称明矾,广泛使用的净水剂(絮凝剂),但是处理水的效果不及碱式氯化铝好.Al2(SO4)3和明矾还用作媒染剂.869-26:比较Al2Cl6与B2H6在结构上的异同点.解:相同点:均为双聚分子,均有桥键存在;不同点:Al2Cl6中的氯桥键是由两个Al原子的2条sp3杂化轨道与Cl原子的2条3p轨道重叠而成的三中心四电子键,其键的张力较小,比B2H6更稳定.而B2H6中的硼氢桥键是由两个B原子的2条sp3杂化轨道与H原子的1条1s轨道重叠而成的三中心二电子键,其键的张力很大,容易断裂,所以不稳定.87解:不能.因不能得到AlCl3而是AlOCl.
AlCl3·6H2O==AlOCl+2HCl+5H2O
正确的方法是:(1)在通干燥HCl气体的气氛下加热AlCl3·6H2O晶体.(2)用熔融的Al与Cl2反应来制取无水AlCl3或用通Cl2于Al2O3和炭的混合物中的方法来制取.Al2O3+3C+3Cl22AlCl3+3CO9-27:能否用加热脱水的方法由AlCl3·6H2O制取无水AlCl3?为什么?如何制备无水AlCl3?88(2)镓卤化物:在三卤化镓中,除GaF3是离子型,其他均为共价型化合物.它们在气态时都是二聚体,与AlCl3很相似.Ga2O3与氟气反应生成GaF3;溶于50%的HF中得到产物GaF3·3H2O;与过量两倍的NH4Cl在250℃熔融下也生成氯化镓.(3)铟卤化物:铟与镓相同,三卤化物除氟化物是离子型,其他为共价性,在气态时都是二聚体.(4)铊卤化物:因铊离子半径与银相似,所以它们的1价卤化物性质很相似.TlCl为白色絮状沉淀,与AgCl相同,曝光立即变黑.TlF易溶于水,而TlCl、TlBr、TlI都难溶于水.铊的+3价卤化物只有三氟化物和三氯化物,这是因为Br-和I-能够将Tl3+还原为Tl+。899.2.2.3硫化物
镓和铟的三价硫化物稳定,铊的三价硫化物不稳定。
Ga2S3为黄色固体,可由单质直接制得,它的性质与Al2S3相似。
In2S3不溶于水。三价铟盐溶液通入硫化氢气体可得到黄色硫化铟沉淀物。In2S3溶于碱金属硫化物,生成硫铟金属复合物。90解:不能。因Tl3+为强氧化剂,S2-为还原剂,二者相遇会立即发生下列反应:
2Tl3++3S2-==Tl2S↓+2S9-28:在水溶液中能否形成Tl2S3化合物,为什么?919.3锗分族金属9.3.1锗分族金属基本性质9.3.2锗分族金属单质9.3.3锗分族化合物92
锗分族金属指ⅣA族的Ge、Sn、Pb元素,位于元素周期表的p区,价电子构型是ns2np2。锗分族金属活泼性属中等偏弱,从Ge到Pb逐渐增强。锗、锡、铅都能生成两类氧化物和氢氧化物。9.3.1锗分族金属基本性质939.3.2.1存在与冶炼锗石硫银锗矿锡石方铅矿白铅矿9.3.2锗分族金属单质94一:单质的物理性质名
称GeSnPb熔点/K1210505.0600.7沸点/K310325332013硬度(莫氏)6.251.5-1.81.5密度/g·cm-35.38(a)7.28511.3437单质的熔沸点和硬度9.3.2.2单质性质SnPb95二:单质的化学性质GeSnPb空气不反应不反应表面产生一层氧化铅或碱式碳酸铅膜水不反应不反应有氧存在时缓慢生成Pb(OH)2HCl不反应与稀酸反应慢,与浓酸反应生成SnCl2有反应,但因生成微溶的PbCl2覆盖在Pb表面,反应中止96H2SO4与稀酸不反应,与浓酸反应生成Ge(SO4)2与稀酸难反应,与热的浓硫酸反应得Sn(SO4)2与稀硫酸反应,因生成难溶的PbSO4覆盖层,反应中止.但易溶于热的浓硫酸,生成Pb(HSO4)2HNO3与浓酸反应得白色xGeO2.yH2O沉淀与浓酸生成白色xSnO2.yH2O沉淀(β锡酸)与冷稀HNO3反应,生成Sn(NO3)2与稀HNO3反应得Pb(NO3)2.因Pb(NO3)2不溶于浓HNO3,Pb不与浓HNO3反应NaOH生成Na2GeO3,放出H2反应慢,生成亚锡酸盐,放出H2反应慢,生成亚铅酸盐,放出H2GeSnPb972Pb+O2==2PbO2Pb+O2+2H2O==2Pb(OH)2Pb+4HCl(浓)H2[PbCl4]+H2↑Pb+3H2SO4(浓)Pb(HSO4)2+2SO2+2H2O3Pb+8HNO3(稀)==3Pb(NO3)2+2NO+4H2O相关反应如下:弱酸醋酸
2Pb+O2==2PbO
PbO+2CH3COOH==Pb(CH3COO)2+H2O989-29:为什么Sn与HCl作用生成SnCl2,而Sn和Cl2作用,即使Sn过量也生成SnCl4?
[已知:Eθ(Sn2+/Sn)=-0.14V,
Eθ(Sn4+/Sn)=0.0055V,Eθ(Cl2/Cl-)=1.36V,
Eθ(Sn4+/Sn2+)=0.151V]99解:因Eθ(H+/H2)>Eθ(Sn2+/Sn),而Eθ(H+/H2)<Eθ(Sn4+/Sn),所以Sn与HCl作用只能得到SnCl2.
因Eθ(Cl2/Cl-)值均大于Eθ(Sn4+/Sn)和Eθ(Sn2+/Sn),即均可反应,但一般是电动势越大,反应向右进行趋势越强,即生成SnCl2的趋势更强.而产物SnCl2又可继续与Cl2反应最终生成SnCl4.虽然反应:Sn4++Sn==2Sn2+理论上可自发向右进行,但因是非均相反应,速度很慢,所以即使Sn过量,其主要产物仍是Sn4+.1009.3.3.1氧化物和氢氧化物一:氧化物9.3.3锗分族化合物101(1)氧化亚锡、氧化锡
氧化亚锡SnO是一种具有高度光泽的结晶物,主要用作还原剂。
氧化锡SnO2,难溶于水、醇、稀酸和碱液,能溶于浓硫酸或浓盐酸,与强碱共熔可生成锡酸盐.SnO2的非整比化合物是n型半导体材料,用于制造半导体气敏元件。102(2)铅的氧化物A.一氧化铅PbO俗称“密陀僧”,它有两种变体:黄色(正交晶体)水中煮沸变为红色(四方晶体,常温下稳定)。为两性偏碱,较难溶于碱。B.二氧化铅PbO2是两性偏酸,是强氧化剂,典型反应有:
2Mn(NO3)2+5PbO2+6HNO3
==2HMnO4+5Pb(NO3)2+2H2OPbO2黄丹PbO(红)103
PbO2+4HClPbCl2+Cl2↑+2H2O
2PbO2+2H2SO42PbSO4+O2↑+2H2OPbO2制备必须在碱性介质中进行.可在碱性介质中由Pb2+盐与NaClO反应得到或用熔融的KClO3氧化PbO制得.
Pb(OH)3-+ClO-==PbO2+Cl-+OH-+H2O
3PbO+ClO3-==3PbO2+Cl-
强氧化性1049-30:PbO2为最强氧化剂,请写出其与Mn2+的反应.为什么该反应必须在酸性介质中进行?而介质,是用HNO3好还是用HCl?说明理由.如果Mn2+过量,会有什么现象?为什么?
[已知:Eθ(PbO2/Pb2+)=1.45V;Eθ(MnO4-/Mn2+)
=1.51V;Eθ(MnO2/Mn2+)=1.23V;
Eθ(MnO4-/MnO2)=1.68V]105解:(1)
2Mn(NO3)2+5PbO2+6HNO3
==2HMnO4+5Pb(NO3)2+2H2O(2)在标态下,Eθ(PbO2/Pb2+)<Eθ(MnO4-/Mn2+),上述反应是不能自发向右进行.但在酸性介质中,因[H+]浓度增加,根据能斯特方程求得这时的△E>O,即反应可自发向右进行.(3)应用HNO3而不能用HCl.因为Cl-有还原性,且强于Mn2+.当Cl-存在时,PbO2首先与其反应产生Cl2而不与Mn2+作用.只有当Cl-消耗完时,才与Mn2+反应.(4)如果Mn2+过量,会有褐色MnO2沉淀析出.因为Eθ(MnO4-/MnO2)>Eθ(MnO2/Mn2+),所以生成的产物MnO4-会与过量Mn2+反应,析出MnO2沉淀.106解:Pb4+具有强氧化性,而X-具有还原性,且I->Br->F-,除F-还原性弱不能与Pb4+反应外,其它的X-均与Pb4+发生氧化还原反应,所以PbF4可稳定存在而PbBr4和PbI4尚未制得.9-31:为什么PbF4可稳定存在,而PbBr4和PbI4却尚未制得?107C.四氧化三铅Pb3O4俗名“铅丹”或“红丹”,其真实结构为Pb2[PbO4]而非2PbO·PbO2,可用下列反应证明其中含有两种价态Pb:
二:氢氧化物1)通性变化规律
锗、锡、铅的氢氧化物是用盐溶液加碱制得的,其酸碱性变化规律如下:108Pb3O4+4HNO3==PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O1093)-锡酸和
-锡酸
SnO2的水合物称为锡酸,有
-锡酸和
-锡酸两种变体。它们的组成都不固定,常用H2SnO3表示。
-锡酸为无定型粉末,能溶于酸和碱,性质活泼。
-锡酸是白色粉末,不溶于酸,碱。在室温将
-锡酸放置可以转化为
-锡酸。同样,将
-锡酸放在浓盐酸中,长时间煮沸也可以变成
-锡酸。2)M(OH)2均显两性Sn(OH)2+2OH-==[Sn(OH)4]2-Pb(OH)2+OH-==[Pb(OH)3]-
110
(1)二氯化锡a。水解性:因强烈水解,配制SnCl2溶液时,先将其固体溶解在少量浓盐酸中制得浓溶液,使用时再加水稀释至所需浓度.为防止Sn2+氧化,常在新配制的SnCl2溶液中加少量金属Sn。
SnCl2+H2O==Sn(OH)Cl↓(白色)+HClb。还原性:是生产上和化学实验中常用的还原剂,典型反应有:
2HgCl2+SnCl2==SnCl4+Hg2Cl2↓(白色)9.3.3.2卤化物111当SnCl2过量时,亚汞进一步被还原为金属汞:
Hg2Cl2+SnCl2==SnCl4+2Hg↓(黑色)这个反应很灵敏,常用来检验Hg2+离子或Sn2+离子的存在.(2)二卤化铅PbCl2(白色)和PbI2(黄色)难溶于冷水,易溶于热水,也能溶解于盐酸中.
PbCl2+2HCl==H2[PbCl4]
PbI2+2KI==K2[PbI4]112解:加入单质Sn可去除少量Sn4+.因
Sn+Sn4+==2Sn2+
在含有少量Sn2+的SnCl4溶液中加入H2O2和H+,因
Sn2++H2O2+2H+==Sn4++2H2O过量的H2O2可通过加热煮沸去除.9-32:如何除去SnCl2溶液中含有的少量Sn4+?又如何除去SnCl4溶液中含有的少量Sn2+?113稳定性减弱,还原性增强
稳定性减弱,氧化性增强
总结锗分族元素不同氧化态的化合物的稳定性规律如下:Ge(IV)
Sn(IV)
Pb(IV)Ge(II)
Sn(II)
Pb(II)1149-33:把下列氯化物分别置于纯水中,
能生成盐酸和碱式盐沉淀的是
,
能生成盐酸和相应的含氧酸的是
,
能生成盐酸和氧化物的水合物的是
.NaCl,KCl,MgCl2,AlCl3,SnCl2,SbCl3,SnCl4,ZnCl2,SCl4,PCl5,BaCl2.写出相应的方程式115解:(1)SnCl2,SbCl3;(2)SCl4,PCl5;(3)SnCl4
SnCl2+H2O==Sn(OH)Cl↓+HCl
SbCl3+H2O==SbOCl↓+2HCl
SCl4+3H2O==H2SO3+4HCl
PCl5+4H2O==H3PO4+5HCl
SnCl4+3H2O==H2SnO3+4HCl1169.3.3.3硫化物1。锡的硫化物(1)SnS:棕褐色固体,具有碱性和还原性.稀酸中不溶,溶于浓盐酸,Na2S中不溶,但溶于Na2Sx.(2)SnS2:黄色固体,显酸性,可溶于碱(如Na2S)中.氧化性较弱.
SnS+2HCl(浓)H2SnCl4+H2S↑
SnS2+6HCl(浓)H2SnCl6+2H2S↑
相关反应如下:1172。铅的硫化物PbS为黑色固体,稀酸中不溶,溶于浓盐酸和硝酸.具有碱性,还原性弱,不溶于Na2S和Na2Sx.
PbS+4HCl(浓)==H2PbCl4+H2S
3PbS+8HNO3==3Pb(NO3)2+2NO+3S+4H2OSnS+Na2S2==Na2SnS3
SnS2+Na2S==Na2SnS3118解:此现象属不正常,正常情况下SnS是不溶于Na2S的.发生此现象是由于Na2S放置一段时间后会被空气中的氧氧化产生单质S,而S与Na2S结合生成Na2Sx,是Na2S中含有的Na2Sx使得SnS溶解.9-34:有同学在做SnS的溶解实验时,发现SnS可被Na2S所溶解(理论上是不溶的),请问此现象正常吗?请解释原因.119解:因Pb4+有强的氧化性,而S2-有还原性,两者相遇会发生氧化还原反应生成Pb2+和S,所以PbS2不存在.9-35:为什么没有PbS2存在?120解:鉴别:向HgCl2溶液中加入未知液,先出现白色沉淀(Hg2Cl2),过量后转为黑色沉淀(Hg)的是Sn2+溶液.如果过量下只出现白色沉淀(PbCl2)的为Pb2+溶液,或者加热白色沉淀能溶解的是Pb2+.(注意不能用Na2S,因SnS棕褐色与黑色PbS难以区分)分离:向混合液中加入过量的Na2S,过滤沉淀后向其中加入Na2S2,因SnS溶于Na2S2中生成Na2SnS3而溶解,而PbS沉淀不溶解,使两者得到分离.9-36:如何鉴别和分离Sn2+和Pb2+?121解:因有反应
Pb+H2S+1/2O2==PbS↓+H2O表面生成的PbS使文物表面变为灰黑色.处理方法是用稀的H2O2溶液轻轻擦拭表面,使PbS转化为PbSO4,再用干净的水去除残留的PbSO4和H2O2后,最后涂上一层保护膜,置于干燥环境中放置.
PbS+4H2O2==PbSO4+4H2O9-37:出土的铅制文物表面一般为灰黑色,请解释原因,并指出可使表面恢复原来面貌的处理方法.1229.3.3.4铅(Ⅱ)的含氧酸盐1.可溶盐:Pb(NO3)2,Pb(CH3COO)2
2.难溶盐:(1)PbSO4:白色固体,可溶于浓硫酸(生成可溶的Pb(HSO4)2)和饱和NH4Ac溶液.
PbSO4+3Ac-==Pb(Ac)3-+SO42-(2)PbCO3:白色固体,易溶于酸.(3)PbCrO4:黄色固体,既溶于硝酸也溶于碱.
PbCrO4+2H+==2Pb2++Cr2O72-(橙红)+H2O
PbCrO4+3OH-==
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