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第12章主族金屬元素(二)12.1鋁及其重要化合物12.2錫、鉛及其重要化合物12.3砷、銻、鉍及其化合物1.鋁的性質(zhì):鋁是銀白色的輕金屬,無(wú)毒?富有延展性,具有很高的導(dǎo)電、傳熱性和抗腐蝕性。還原性:
2Al+Fe2O3→Al2O3+Fe兩性:鋁是典型的二性元素。Al(III)化合物有共價(jià)型和離子型的。以共價(jià)型為主。缺電子性:化合物有很強(qiáng)的接受電子對(duì)的能力。易形成聚合分子或接受配體的孤對(duì)電子形成配合離子。12.1鋁及其重要化合物12.1.1單質(zhì)鋁氧化鋁:Al2O3
α-Al2O3
:剛玉,硬度大,不溶于水、酸、堿。
γ-Al2O3
:活性氧化鋁,可溶于酸、堿,可作為催化劑載體。12.1.2
氧化鋁和氫氧化鋁2.鋁的冶煉2Al2O34Al+3O2↑Na3AlF6電解(陰極)(陽(yáng)極)紅寶石(Cr3+)
藍(lán)寶石(Fe3+,Cr3+)
黃玉/黃晶(Fe3+)有些氧化鋁晶體透明,因含有雜質(zhì)而呈現(xiàn)鮮明顏色。在堿性溶液中存在[Al(OH)4]-或[Al(OH)6]3-
簡(jiǎn)便書(shū)寫(xiě)為
氫氧化鋁:Al(OH)3兩性:Al(OH)3+3H+Al3++3H2OAl(OH)3+OH-[Al(OH)4]-12.1.3鋁鹽1.硫酸鋁:Al3+易水解:=10-5.03[Al(H2O)6]3+[Al(OH)(H2O)5]2++H+鋁鉀礬(明礬):2.鋁的鹵化物離子晶體分子晶體分子晶體:熔點(diǎn)低,易揮發(fā),易溶于有機(jī)溶劑,易形成雙聚物。水解激烈:AlF3AlCl3AlBr3 AlI3離子鍵 共價(jià)鍵12.2
錫、鉛及其重要化合物12.2.1
錫、鉛的單質(zhì)白錫脆錫(斜方)
↓161℃以上2Pb+O2+CO2+H2O==Pb2(OH)2CO313.2℃以下
灰錫(無(wú)定形)錫疫SnO2+C==
Sn+CO21.單質(zhì)警惕,兒童鉛中毒!12.2.2錫、鉛的氧化物和氫氧化物HNO3或HAcH+放置H+-26][Sn(OH)32)(s,SnOH-白α4Sn+過(guò)量OH-適量OH--3][Pb(OH)2)(s,Pb(OH)
白2Pb+適量OH-過(guò)量OH--24][Sn(OH)
2)(s,Sn(OH)白2Sn+過(guò)量OH-適量OH-濃HNO3
)(s,SnOH-
Sn
32不溶于酸或堿白βOH4NOSnOH)(4HNOSn22323+++濃β-酸堿性Sn(II)的還原性Sn2+,Hg2+的相互鑒定鑒定Bi3+的反應(yīng)Sn0.136Sn
0.154
Sn/V24A-++E-Sn0.91][Sn(OH)0.93-][Sn(OH)/V24-26B-EPb(IV)的氧化性Pb0.58PbO0.25PbO
/VPb0.126Pb1.45PbO
/V2B22A--+EEOHNaClPbONaClOPb(OH)222+++22-422O2H5Pb2MnO4H2Mn5PbO+++++++2222O2HClPbCl)4HCl(PbO+++濃2224422O2HO)2Pb(HSOSO4H2PbO++++++224422O2HO2PbSOSO2H2PbO四氧化三鉛(Pb3O4)----鉛丹:鮮紅色可看作:4HNOPbOPb342+O2H)(PbO)2Pb(NO2223++褐色三氧化二鉛(Pb2O3):橙色可看作:PbO·PbO2氧化鉛:(PbO):橙黃色Pb的其他氧化物PbO2受熱分解:小結(jié):氧化性減弱,酸性增強(qiáng)堿性增強(qiáng),還原性減弱堿性增強(qiáng)酸性增強(qiáng)Sn(OH)4Pb(OH)4
PbO2Sn(OH)2Pb(OH)212.2.3錫、鉛的鹽類及其水解1.水解:(g)CO2+鉛白3.92210
H
Sn(OH)
OHSn-+++=++K7.12210
H
Pb(OH)
OHPb-+++=++KHCl),Sn(OH)Cl(sOHSnCl22++白4HCl][Sn(OH)H-O6HSnCl6224++α)(sCO[Pb(OH)]OH2CO2Pb322-232+++少數(shù)可溶:Pb(NO3)2,Pb(Ac)2(弱電解質(zhì),有甜味,俗稱鉛糖),鉛的可溶性化合物都有毒。
多數(shù)難溶:2.溶解性:
PbCrO4溶于過(guò)量的堿,此點(diǎn)與黃色BaCrO4有別。Pb2+的鑒定:黃色4242)s,(PbCrOCrOPb+-+
Pb2+Pb(OH)3-
PbCl2(白)PbSO4(白)PbI2(黃)PbCrO4(黃)
PbCl42-Pb(HSO4)2PbI42-Pb2++Cr2O72-濃HCl濃H2SO4I-HNO3OH-小結(jié)如下:SnS(棕)SnS2(黃)PbS(黑)SnS+4HCl→H2SnCl4+H2SPbS+4HCl→H2PbCl4+H2SSnS2+6HCl→H2SnCl6+2H2SPbS2均不溶于稀鹽酸配位溶解(濃HCl)3.硫化物:SnS32-不穩(wěn)定,遇酸分解。堿溶(SnS,PbS不溶)氧化堿溶(SnS2,PbS不溶)PbS與HNO3作用(硫代錫酸根)O4H3S2NO)3Pb(NO8HNO3PbS22
33++++雄黃As4S4
雌黃As2S3輝銻礦Sb2S3輝鉍礦Bi2S312.3.1砷、銻、鉍的單質(zhì)親硫元素,自然界以硫化物形式存在:
砷、銻、鉍的化學(xué)性質(zhì)不太活潑。氧化態(tài)通常是+3和+5,由于惰性電子對(duì)效應(yīng)加強(qiáng),鉍的+5氧化態(tài)化合物是強(qiáng)氧化劑。12.3
砷、銻、鉍及其化合物熔沸點(diǎn)低 高
AsH3 SbH3 BiH3堿性強(qiáng) 弱自燃:化學(xué)性質(zhì):穩(wěn)定性高 低月月胂 弟 必缺氧分解:12.3.2砷、銻、鉍的氫化物AsH3
的性質(zhì)應(yīng)用:馬氏試砷法: 試樣、鋅和鹽酸混合,產(chǎn)生氣體導(dǎo)入熱玻璃管。砷鏡古氏試砷法:M(III)的氧化物和氫氧化物12.3.3砷、銻、鉍的氧化物及其水合物兩性:M(V)的氧化物和氫氧化物對(duì)應(yīng)水合物極不穩(wěn)定三元中強(qiáng)酸一元弱酸小結(jié):(兩性偏酸)(兩性)(堿性)(酸性)(兩性偏酸)M(III)的還原性(由As到Bi還原性減弱)可用H2O2代替Cl2砷、銻、鉍的化合物的氧化還原性
M(V)的氧化性(由As到Bi氧化性增強(qiáng))(鑒定Mn2+)H3AsO4在強(qiáng)酸性的溶
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