1、非過(guò)渡非過(guò)渡金屬元素金屬元素第九章第九章第九章第九章 非過(guò)渡金屬元素非過(guò)渡金屬元素9.1 堿金屬和堿土金屬堿金屬和堿土金屬 9.2 鋁分族金屬鋁分族金屬9.3 鍺分族金屬鍺分族金屬 9.4 銻分族金屬銻分族金屬 9.5 銅族金屬銅族金屬 9.6 鋅族金屬鋅族金屬 9.1 堿金屬和堿土金屬堿金屬和堿土金屬 9.1.1 堿金屬和堿土金屬元素的基本性質(zhì)堿金屬和堿土金屬元素的基本性質(zhì) 9.1.2 堿金屬和堿土金屬的單質(zhì)堿金屬和堿土金屬的單質(zhì) 9.1.3 堿金屬和堿土金屬化合物堿金屬和堿土金屬化合物 9.1.1 堿金屬和堿土金屬元素的基本性質(zhì)堿金屬和堿土金屬元素的基本性質(zhì)9.1.1.1 堿金屬堿金屬 9

2、.1.1.2 堿土金屬堿土金屬 堿金屬堿金屬堿土金屬堿土金屬 價(jià)電子構(gòu)型價(jià)電子構(gòu)型 主要氧化態(tài)主要氧化態(tài) 原子半徑原子半徑 第一電離勢(shì)第一電離勢(shì) 金屬活潑性金屬活潑性 AA與與AA比較比較 ns1ns2+1+2從上到下從上到下依次增大依次增大從上到下依從上到下依次增大次增大從上到下依從上到下依次減弱次減弱從上到下依從上到下依次減弱次減弱從上到下依從上到下依次增大次增大從上到下依從上到下依次增大次增大同周期同周期A的金屬的金屬活潑性高于活潑性高于A9.1.1.3 堿金屬和堿土金屬的活潑性堿金屬和堿土金屬的活潑性9-1:定性解釋堿金屬和堿土金屬?gòu)纳系较潞蛷亩ㄐ越忉寜A金屬和堿土金屬?gòu)纳系较潞蛷淖蟮接?/p>

3、的金屬活潑性變化規(guī)律左到右的金屬活潑性變化規(guī)律解解:同族從上到下金屬活潑性增強(qiáng)的原因是從同族從上到下金屬活潑性增強(qiáng)的原因是從上到下金屬的原子半徑依次增大上到下金屬的原子半徑依次增大,有效核電荷有效核電荷依次減小依次減小,對(duì)最外層電子的吸引力依次減小對(duì)最外層電子的吸引力依次減小,所所以更易失去電子以更易失去電子,金屬活潑性依次增強(qiáng)金屬活潑性依次增強(qiáng),第一電第一電離勢(shì)從上到下依次減小離勢(shì)從上到下依次減小.同理從左到右金屬活同理從左到右金屬活潑性減弱也是因?yàn)樵影霃綔p小潑性減弱也是因?yàn)樵影霃綔p小,有效核電荷有效核電荷增大增大,對(duì)最外層電子的吸引力增大對(duì)最外層電子的吸引力增大,電子難失去電子難失去,

4、金屬活潑性減弱金屬活潑性減弱. 問(wèn)問(wèn)題題9.1.1.4 其他其他-Li和和Be的特殊性的特殊性(1)(1)鋰的特性鋰的特性: :單質(zhì)熔沸點(diǎn)高單質(zhì)熔沸點(diǎn)高, ,硬度大硬度大; ;與氧只與氧只生成生成LiLi2 2O;O;電極電勢(shì)反常的低電極電勢(shì)反常的低;Li;Li+ +水合能大水合能大, ,易形成含水化合物易形成含水化合物; ;其化合物的共價(jià)傾向比其化合物的共價(jià)傾向比較顯著較顯著, ,溶解度小溶解度小, ,且熱穩(wěn)定性差且熱穩(wěn)定性差. .(2)(2)鈹?shù)奶匦遭數(shù)奶匦? :電離勢(shì)高電離勢(shì)高; ;形成共價(jià)鍵的傾向形成共價(jià)鍵的傾向比較顯著比較顯著, ,化合物熔點(diǎn)都較低化合物熔點(diǎn)都較低; ;與與AA其他元

5、其他元素不同素不同, ,鈹能生成許多配合物鈹能生成許多配合物, ,如如M M2 2BeFBeF4 4;鈹鈹鹽最易溶于水鹽最易溶于水, ,且極易水解且極易水解; ;毒性極高毒性極高; ;為兩為兩性金屬性金屬. .9.1.2.1 存在與冶煉存在與冶煉9.1.2 堿金屬和堿土金屬的單質(zhì)堿金屬和堿土金屬的單質(zhì)方解石方解石石膏石膏天青石天青石碳酸鍶礦碳酸鍶礦碳酸鋇礦碳酸鋇礦 由于堿金屬和堿土金屬的化學(xué)活潑性很強(qiáng)，由于堿金屬和堿土金屬的化學(xué)活潑性很強(qiáng)，因此在自然界均以化合態(tài)形式存在。因此在自然界均以化合態(tài)形式存在。 冶煉方法有：冶煉方法有：（1）熔鹽電解法）熔鹽電解法 如用電解熔融如用電解熔融NaCl鹽的

6、方法制取金屬鹽的方法制取金屬Na. 2NaCl 2Na + Cl2（2）熱還原法）熱還原法 鉀、銣、銫的沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，在高溫下用焦鉀、銣、銫的沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，在高溫下用焦炭、碳化物及活潑金屬做還原劑還原其化合物，炭、碳化物及活潑金屬做還原劑還原其化合物，利用它們的揮發(fā)性分離。利用它們的揮發(fā)性分離。 K2CO3 + 2C 2K + 3CO（3）金屬置換法）金屬置換法 常用強(qiáng)還原性的金屬如常用強(qiáng)還原性的金屬如Na、Ca、Mg、Ba等等在高溫和低壓下還原鉀、銣和銫氯化物的方法在高溫和低壓下還原鉀、銣和銫氯化物的方法制取鉀、銣和銫單質(zhì)制取鉀、銣和銫單質(zhì) 2CsAlO2 + Mg MgAl2O4 +

7、2Cs（4）熱分解法熱分解法 堿金屬化合物，如亞鐵氰化物、氰化物堿金屬化合物，如亞鐵氰化物、氰化物和疊氮化物，加熱能被分解成堿金屬。和疊氮化物，加熱能被分解成堿金屬。 2CsN3 2Cs + 3N29-2: K,Rb,Cs一般采用什么方法合成一般采用什么方法合成?其原因其原因是什么是什么?9-3: 鈉的第一電離能鈉的第一電離能(496kJmol-1)大于鉀大于鉀(419kJmol-1),即即K比比Na活潑活潑,為什么工業(yè)上能為什么工業(yè)上能用反應(yīng)：用反應(yīng)：KCl(熔熔)+Na=NaCl(熔熔)+K 來(lái)制備來(lái)制備金屬金屬K?問(wèn)問(wèn)題題解：解：K,Rb,Cs一般采用熱還原法來(lái)制備一般采用熱還原法來(lái)制備

8、.常用的常用的還原劑有焦碳還原劑有焦碳,碳化物及活潑金屬碳化物及活潑金屬.如：如： K2CO3+2C=2K+3CO KCl+Na=NaCl+K之所以不采用電解熔融鹽的方法制備它們是因之所以不采用電解熔融鹽的方法制備它們是因?yàn)闉镵,Rb,Cs熔點(diǎn)低熔點(diǎn)低,極易熔于鹽中難分離極易熔于鹽中難分離,且金屬且金屬易揮發(fā)導(dǎo)致爆炸易揮發(fā)導(dǎo)致爆炸.而采用熱還原法是由于而采用熱還原法是由于K,Rb,Cs沸點(diǎn)低沸點(diǎn)低,易揮發(fā)而從體系中分離出來(lái)易揮發(fā)而從體系中分離出來(lái).解：活潑金屬能置換出不活潑金屬的規(guī)解：活潑金屬能置換出不活潑金屬的規(guī)律只適用于溶液中的反應(yīng)，在高溫下此律只適用于溶液中的反應(yīng)，在高溫下此規(guī)律不一定正

9、確。金屬規(guī)律不一定正確。金屬Na能還原熔融的能還原熔融的KCl而得到而得到K是因?yàn)殁c的沸點(diǎn)是因?yàn)殁c的沸點(diǎn)(881)高于高于鉀鉀(756)，生成的金屬鉀可在一定溫度，生成的金屬鉀可在一定溫度下?lián)]發(fā)從而脫離反應(yīng)體系，導(dǎo)致生成物下?lián)]發(fā)從而脫離反應(yīng)體系，導(dǎo)致生成物濃度減小，反應(yīng)向右進(jìn)行。濃度減小，反應(yīng)向右進(jìn)行。 堿金屬堿金屬堿土金屬堿土金屬物理性質(zhì)物理性質(zhì) 密度小密度小,硬度小硬度小,熔熔沸點(diǎn)低沸點(diǎn)低,是典型的是典型的輕輕,軟金屬軟金屬 熔沸點(diǎn)較堿金屬高熔沸點(diǎn)較堿金屬高,密密度和硬度也較大度和硬度也較大化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)周期表中最活潑的一周期表中最活潑的一族金屬族金屬金屬活潑性較相應(yīng)周期金屬活潑性較相應(yīng)

10、周期的堿金屬弱的堿金屬弱在生物體在生物體中的作中的作用用 鈉鈉,鉀是生物體的鉀是生物體的必須元素必須元素,是體液是體液的重要成分的重要成分 鈣鈣,鎂也是生物體的必鎂也是生物體的必須元素須元素,鈣是骨骼的主鈣是骨骼的主要組成部分要組成部分,鎂是許多鎂是許多酶的活化劑酶的活化劑9.1.2.2 單質(zhì)的物理性質(zhì)單質(zhì)的物理性質(zhì)RbCsBeCaSrBa9.1.2.3 單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)（1 1）與空氣的反應(yīng)）與空氣的反應(yīng) 從從LiCs劇烈程度依次增強(qiáng)劇烈程度依次增強(qiáng). 4Li + O2 = 2Li2O 4Na + O2 = 2NaO 2M+O2=M2O2 M=Na,K,Rb,Cs M + O2=

11、MO2 M=K,Rb,Cs 堿土金屬活潑性略差堿土金屬活潑性略差,在空氣中加熱才顯在空氣中加熱才顯著反應(yīng)生成氧化物著反應(yīng)生成氧化物.（2）與水的反應(yīng)）與水的反應(yīng) 堿金屬與水劇烈反應(yīng)堿金屬與水劇烈反應(yīng),放出大量熱放出大量熱,并生成強(qiáng)并生成強(qiáng)堿，其劇烈程度從上到下依次增強(qiáng)。堿，其劇烈程度從上到下依次增強(qiáng)。 M+H2O=MOH+1/2H2 M=Li,Na,K,Rb,Cs 堿土金屬中，堿土金屬中，Be和和Mg因表面致密氧化膜的因表面致密氧化膜的保護(hù)，對(duì)水穩(wěn)定。保護(hù)，對(duì)水穩(wěn)定。Ca，Sr，Ba容易與水作用容易與水作用,產(chǎn)物為產(chǎn)物為M(OH)2和和H2.9-4:由標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)可知由標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)可知,Li的

12、的比比Cs的的更更負(fù)負(fù),說(shuō)明鋰的活潑性應(yīng)高于銫說(shuō)明鋰的活潑性應(yīng)高于銫,但實(shí)際與水反應(yīng)但實(shí)際與水反應(yīng)的劇烈程度的劇烈程度,Li甚至不如甚至不如Na劇烈劇烈,請(qǐng)說(shuō)明原因請(qǐng)說(shuō)明原因.解解:(1)鋰的熔點(diǎn)高，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量不足以鋰的熔點(diǎn)高，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量不足以使其熔化，因而固體鋰與水接觸面較小使其熔化，因而固體鋰與水接觸面較小;(2)產(chǎn)物產(chǎn)物L(fēng)iOH溶解度小，覆蓋在鋰的表面，溶解度小，覆蓋在鋰的表面，阻礙了反應(yīng)的繼續(xù)。阻礙了反應(yīng)的繼續(xù)。 問(wèn)問(wèn)題題（3）堿金屬和堿土金屬的液氨溶液）堿金屬和堿土金屬的液氨溶液 在堿金屬的液氨溶液中存在平衡：在堿金屬的液氨溶液中存在平衡： M(s)+(x+y)NH3(l)=

13、M(NH3)x+e(NH3)y- 溶劑合電子溶劑合電子e(NH3)y-是一種很強(qiáng)的還原劑是一種很強(qiáng)的還原劑,廣泛廣泛用于無(wú)機(jī)和有機(jī)合成中用于無(wú)機(jī)和有機(jī)合成中. 在特殊情況下在特殊情況下,堿金屬還可形成負(fù)離子堿金屬還可形成負(fù)離子,如氣態(tài)如氣態(tài)鈉中存在鈉中存在Na-離子離子;下列反應(yīng)中也有下列反應(yīng)中也有Na-存在存在Na+Cryp(穴醚穴醚)+xNH3(l)=Na(Cryp)+Na(NH3)x-(s)9.1.3.1 氧化物、氫氧化物氧化物、氫氧化物 氧化物氧化物L(fēng)i2ONa2OK2ORb2OCs2O顏顏 色色白色白色白色白色淡黃色淡黃色 亮黃色亮黃色 橙黃色橙黃色熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性從左到右逐漸降低從

14、左到右逐漸降低熔熔 點(diǎn)點(diǎn)從左到右逐漸降低從左到右逐漸降低與水作用與水作用劇烈程度從左到右依次增強(qiáng)劇烈程度從左到右依次增強(qiáng)堿金屬氧化物的性質(zhì)見(jiàn)下表堿金屬氧化物的性質(zhì)見(jiàn)下表 一：氧化物一：氧化物9.1.3 堿金屬和堿土金屬化合物堿金屬和堿土金屬化合物堿土金屬氧化物的物理性質(zhì)見(jiàn)下表所示堿土金屬氧化物的物理性質(zhì)見(jiàn)下表所示 氧氧 化化 物物BeOMgOCaOSrOBaO顏顏 色色白白白白白白白白白白熔熔 點(diǎn)點(diǎn)(K)28033125288726932191硬度硬度(金剛金剛石石=10)96.54.53.83.3熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性從左到右逐漸降低從左到右逐漸降低(BeO例外例外)與水作用與水作用劇烈程度從劇烈

15、程度從CaO到到BaO依次增大依次增大(BeO,MgO難難溶于水溶于水)9-5:為什么為什么BeO的熔點(diǎn)低于的熔點(diǎn)低于MgO?9-6:“鈣基固硫鈣基固硫”法可降低燃燒燃料時(shí)排出的法可降低燃燒燃料時(shí)排出的SO2量量.實(shí)際操作是把實(shí)際操作是把CaO或或CaCO3和含硫的煤和含硫的煤混合后再燃燒?；旌虾笤偃紵?1)寫(xiě)出鈣基固硫法的反應(yīng)方程式寫(xiě)出鈣基固硫法的反應(yīng)方程式;(2)從熱量角度看從熱量角度看,用用CaO和和CaCO3的區(qū)別何在的區(qū)別何在? 問(wèn)問(wèn)題題解：因?yàn)榻猓阂驗(yàn)锽e2+離子半徑小于離子半徑小于Mg2+,離子勢(shì)離子勢(shì)Z/r大大, 則離子極化能力比則離子極化能力比Mg2+強(qiáng)強(qiáng), 導(dǎo)致導(dǎo)致BeO

16、中中共價(jià)鍵成分增加共價(jià)鍵成分增加, 則則BeO的熔點(diǎn)就比的熔點(diǎn)就比MgO的的低低.解解:(1)鈣基固硫法的反應(yīng)方程式：鈣基固硫法的反應(yīng)方程式： S(煤煤)+O2=SO2 (1) CaO+SO2=CaSO3 (2)或或CaCO3+SO2=CaSO3+CO2 (3) CaSO3 +1/2O2=CaSO4 (4) (2)用用CaO更好更好. 因在高溫下因在高溫下CaCO3熱分解需熱分解需消耗一部分熱量消耗一部分熱量, 且反應(yīng)且反應(yīng)(2)放出的熱量大于放出的熱量大于反應(yīng)反應(yīng)(3). 二二: 過(guò)氧化物過(guò)氧化物 1. 過(guò)氧離子的結(jié)構(gòu)過(guò)氧離子的結(jié)構(gòu) 過(guò)氧化物中含有過(guò)氧離子過(guò)氧化物中含有過(guò)氧離子O22-或或-

17、O-O-2-.其其分子軌道排布式為分子軌道排布式為:KK(2s)2(*2s)2(2p)2(2p)4(*2p)4 其鍵級(jí)為其鍵級(jí)為1,即形成一個(gè)即形成一個(gè)鍵鍵.2. 過(guò)氧化鈉的性質(zhì)和用途過(guò)氧化鈉的性質(zhì)和用途 Na2O2易吸潮易吸潮, 它與水或稀酸在室溫下反應(yīng)生它與水或稀酸在室溫下反應(yīng)生成成H2O2,與與CO2反應(yīng)放出反應(yīng)放出O2: Na2O2 + 2H2=2NaOH + H2O2 2Na2O2 + 2CO2=2Na2CO3 + O2 Na2O2是強(qiáng)氧化劑是強(qiáng)氧化劑,在熔融態(tài)下可把在熔融態(tài)下可把Fe2O3,Cr2O3,MnO2等不溶于酸的礦石氧化為等不溶于酸的礦石氧化為FeO42-,CrO42-,

18、MnO42-.Fe2O3(s)+3Na2O2(s) 2Na2FeO4(l)+Na2O(l) MnO2(s)+Na2O2(s) 2Na2MnO4(l) Na2O2可用作氧化劑使難熔礦石分解；工可用作氧化劑使難熔礦石分解；工業(yè)上用作漂白劑；高空飛行或潛水時(shí)作供業(yè)上用作漂白劑；高空飛行或潛水時(shí)作供氧劑和氧劑和CO2吸收劑。吸收劑。3.過(guò)氧化鋇的制備過(guò)氧化鋇的制備,性質(zhì)和用途性質(zhì)和用途 BaO2是在是在773K793K時(shí)將氧氣通過(guò)時(shí)將氧氣通過(guò)BaO而而制得制得 2BaO+O2 2BaO2 BaO2與稀與稀H2SO4反應(yīng)生成反應(yīng)生成H2O2，這是實(shí)驗(yàn)，這是實(shí)驗(yàn)室制室制H2O2的方法。的方法。 BaO2+

19、H2SO4(稀稀)=BaSO4+H2O2 BaO2用途與用途與Na2O2相同。相同。三三: 超氧化物超氧化物 1. 超氧離子的結(jié)構(gòu)超氧離子的結(jié)構(gòu) 超氧離子的結(jié)構(gòu)是超氧離子的結(jié)構(gòu)是 其分子軌道排布式為其分子軌道排布式為: KK(2s)2(*2s)2(2p)2(2p)4(*2p)3 其鍵級(jí)為其鍵級(jí)為1.5,即成鍵的即成鍵的(2p)2構(gòu)成一個(gè)構(gòu)成一個(gè)鍵鍵,成成鍵的鍵的(2p)2和反鍵的和反鍵的(*2p)1構(gòu)成一個(gè)三電子構(gòu)成一個(gè)三電子鍵鍵.因因O2-的鍵級(jí)小于的鍵級(jí)小于O2，所以穩(wěn)定性比，所以穩(wěn)定性比O2差。差。 2. 超氧化物的性質(zhì)超氧化物的性質(zhì) K,Rb,Cs在過(guò)量氧氣中燃燒均生成超氧化物在過(guò)量氧

20、氣中燃燒均生成超氧化物.超超氧化物氧化物MO2是強(qiáng)氧化劑是強(qiáng)氧化劑,與與H2O劇烈反應(yīng)：劇烈反應(yīng)： 2MO2+2H2O=2MOH+H2O2+O2 M=K,Rb,Cs MO2與與CO2反應(yīng)放出反應(yīng)放出O2： 4KO2+2CO2=2M2CO3+3O2 M=K,Rb,Cs 所以所以MO2是很好的供養(yǎng)劑。是很好的供養(yǎng)劑。 除除Be,Mg外外,堿土金屬其余元素均可生成超氧化堿土金屬其余元素均可生成超氧化物物.其熱穩(wěn)定性依其熱穩(wěn)定性依CaO4-SrO4-BaO4順序而下降順序而下降.四：臭氧化物四：臭氧化物 1. 臭氧離子的結(jié)構(gòu)臭氧離子的結(jié)構(gòu) K,Rb,Cs均可生成臭氧化均可生成臭氧化物物MO3.臭氧離子

21、的結(jié)構(gòu)是臭氧離子的結(jié)構(gòu)是: 2. 臭氧化物的制備臭氧化物的制備 K,Rb,Cs的氫氧化物與臭氧作用的氫氧化物與臭氧作用,可得它們的臭可得它們的臭氧化物氧化物MO3: 3KOH+2O3=2KO3+KOHH2O+1/2O2 用液氨重結(jié)晶用液氨重結(jié)晶,得到桔紅色得到桔紅色KO3晶體晶體.3. 臭氧化物的性質(zhì)臭氧化物的性質(zhì) 臭氧化物不穩(wěn)定臭氧化物不穩(wěn)定,室溫下緩慢分解室溫下緩慢分解,為強(qiáng)氧化劑為強(qiáng)氧化劑. 2KO3 = 2KO2 + O2 （1）性質(zhì)）性質(zhì) LiOH NaOH KOH RbOH CsOHBe(OH)2 Mg(OH)2 Ca(OH)2 Sr(OH)2 Ba(OH)2堿性增強(qiáng)堿性增強(qiáng),溶解

22、度增大溶解度增大 MOH N(OH)2堿性減小堿性減小,溶解度減小溶解度減小 五：氫氧化物五：氫氧化物9-7: 定性解釋定性解釋A和和A金屬金屬氫氧化物的堿性和氫氧化物的堿性和溶解度的變化規(guī)律。溶解度的變化規(guī)律。解解:對(duì)于對(duì)于A和和A金屬金屬,從上到下離子半徑依次從上到下離子半徑依次增大增大,離子勢(shì)依次減小離子勢(shì)依次減小,值逐漸減小值逐漸減小,則堿性依則堿性依次增強(qiáng)次增強(qiáng).因?yàn)橐驗(yàn)橹翟叫≈翟叫?即中心離子吸引成鍵電即中心離子吸引成鍵電子對(duì)的能力就小子對(duì)的能力就小,則氧原子的電子云將偏離則氧原子的電子云將偏離Rn+,則則R-O鍵易于打斷鍵易于打斷,易發(fā)生堿式解離易發(fā)生堿式解離,即即ROH堿堿性越

23、強(qiáng)性越強(qiáng).同理同理,因從上到下離子半徑依次增大因從上到下離子半徑依次增大,離離子鍵依次減弱子鍵依次減弱,溶解時(shí)更易打斷溶解時(shí)更易打斷,則溶解度依次則溶解度依次增大增大. 問(wèn)問(wèn)題題9.1.3.2 鹵化物鹵化物 氯化鈉氯化鈉:重要的化工原料重要的化工原料.可用于制備多種化可用于制備多種化工產(chǎn)品如工產(chǎn)品如NaOH、Cl2、HCl等等.KCl可作鉀肥可作鉀肥. 無(wú)水無(wú)水CaCl2:是一種重要干燥劑。是一種重要干燥劑。 氟化鈣氟化鈣(又稱(chēng)螢石又稱(chēng)螢石):是制取是制取HF和和F2的重要原的重要原料。料。 天然螢石天然螢石無(wú)水無(wú)水CaCl29-9:能否由能否由MgCl26H2O直接加熱來(lái)制備無(wú)水直接加熱來(lái)制

24、備無(wú)水MgCl2,為什么為什么?如何制備無(wú)水如何制備無(wú)水MgCl2?問(wèn)問(wèn)題題9-8:能否用能否用CaCl2來(lái)干燥來(lái)干燥NH3或乙醇或乙醇?為什么為什么?解：不能。因?yàn)榻猓翰荒堋Ｒ驗(yàn)镃aCl2與與NH3和乙醇容易形和乙醇容易形成加合物，如成加合物，如CaCl24NH3、CaCl28NH3或或CaCl24C2H5OH等而導(dǎo)致樣品損失等而導(dǎo)致樣品損失.解：不能。因解：不能。因MgCl26H2O加熱得到不是無(wú)水加熱得到不是無(wú)水MgCl2而是而是MgOHCl和和HCl： MgCl26H2O Mg(OH)Cl+HCl+5H2O而由而由MgCl26H2O制取無(wú)水制取無(wú)水MgCl2的方法是的方法是:將將MgC

25、l26H2O在干燥的在干燥的HCl氣流中加熱脫水即可氣流中加熱脫水即可或直接由或直接由Mg在在Cl2中燃燒也可得到。中燃燒也可得到。 MgCl26H2O MgCl2+6H2O Mg+Cl2 MgCl2 （1）碳酸鹽）碳酸鹽 碳酸鈉：俗稱(chēng)蘇打或純堿。大量用于玻璃，碳酸鈉：俗稱(chēng)蘇打或純堿。大量用于玻璃，搪瓷，肥皂，造紙，紡織，洗滌劑的生產(chǎn)和搪瓷，肥皂，造紙，紡織，洗滌劑的生產(chǎn)和有色金屬的冶煉等有色金屬的冶煉等. 碳酸氫鈉：俗稱(chēng)小蘇打。是制作泡沫滅火器碳酸氫鈉：俗稱(chēng)小蘇打。是制作泡沫滅火器的主要原料，醫(yī)藥上可用來(lái)中和過(guò)多的胃酸的主要原料，醫(yī)藥上可用來(lái)中和過(guò)多的胃酸9.1.3.3 含氧酸鹽含氧酸鹽（2

26、）硫酸鹽硫酸鹽 無(wú)水無(wú)水Na2SO4:俗稱(chēng)元明粉俗稱(chēng)元明粉,大量用于玻璃大量用于玻璃,造紙?jiān)旒?陶瓷等工業(yè)中陶瓷等工業(yè)中.Na2SO410H2O:稱(chēng)為芒硝稱(chēng)為芒硝,在空氣中會(huì)失水而風(fēng)在空氣中會(huì)失水而風(fēng)化化.醫(yī)藥上用作瀉鹽醫(yī)藥上用作瀉鹽.CaSO42H2O俗稱(chēng)生石膏俗稱(chēng)生石膏,CaSO41/2H2O稱(chēng)熟石稱(chēng)熟石膏膏,它們相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)如下它們相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)如下: 硫酸鋇是唯一無(wú)毒的鋇鹽硫酸鋇是唯一無(wú)毒的鋇鹽,因有強(qiáng)烈吸收因有強(qiáng)烈吸收X射射線(xiàn)的能力線(xiàn)的能力,在醫(yī)學(xué)上用它和糖漿制成的混合物在醫(yī)學(xué)上用它和糖漿制成的混合物稱(chēng)作鋇餐稱(chēng)作鋇餐.主要用途可作白色涂料主要用途可作白色涂料(鋇白鋇白),在橡膠在橡

27、膠,造紙工業(yè)中作白色填料造紙工業(yè)中作白色填料.2CaSO42H2O 2CaSO41/2H2O+3H2O（3）草酸鹽）草酸鹽 9-10:正常人血鈣含量為正常人血鈣含量為10mg%(mg%為毫克百為毫克百分濃度分濃度,即每即每100cm3溶液中所含溶質(zhì)的毫克數(shù)溶液中所含溶質(zhì)的毫克數(shù)).今檢驗(yàn)?zāi)巢∪搜褐醒}濃度，取今檢驗(yàn)?zāi)巢∪搜褐醒}濃度，取10.00cm3血血液液,稀釋后加入稀釋后加入(NH4)2C2O4溶液溶液,使血鈣生成使血鈣生成CaC2O4沉淀沉淀,過(guò)濾該沉淀過(guò)濾該沉淀,再將該沉淀溶解于再將該沉淀溶解于H2SO4溶液中溶液中,然后用然后用0.1000moldm-3KMnO4溶溶液滴定液滴

28、定,用去用去KMnO4溶液溶液5.00cm3.寫(xiě)出各步驟的寫(xiě)出各步驟的反應(yīng)式反應(yīng)式,此病人血鈣毫克百分濃度是多少此病人血鈣毫克百分濃度是多少?此病此病人血鈣是否正常人血鈣是否正常?(已知已知Ca的相對(duì)原子質(zhì)量為的相對(duì)原子質(zhì)量為40) 解解:各步化學(xué)反應(yīng)：各步化學(xué)反應(yīng)： (1) Ca2+C2O42-=CaC2O4 (2) CaC2O4+H2SO4=CaSO4+H2C2O4(3) 5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4 =K2SO4+2MnSO4+10CO2+8H2O 10.00cm3血液中含血鈣：血液中含血鈣： 0.10005.00(5/2)40=50(mg) 病人病人100cm3血液中含血

29、鈣血液中含血鈣:5010=500(mg) 病人血鈣毫克百分濃度病人血鈣毫克百分濃度:500mg% 500mg%10mg%比正常人血鈣高比正常人血鈣高50倍倍,不正不正常常. 堿金屬離子堿金屬離子因電荷少、半徑大以及沒(méi)有晶體因電荷少、半徑大以及沒(méi)有晶體場(chǎng)穩(wěn)定化效應(yīng)場(chǎng)穩(wěn)定化效應(yīng),一般難形成配合物一般難形成配合物,但能與配位能但能與配位能力較強(qiáng)的螯合劑作用力較強(qiáng)的螯合劑作用,生成螯合物生成螯合物. 堿土金屬離中鈹離子半徑最小堿土金屬離中鈹離子半徑最小,是較強(qiáng)的電子是較強(qiáng)的電子對(duì)接受體對(duì)接受體,能夠形成較多的配合物能夠形成較多的配合物,如如BeF3-,BeF42-等等.而鈣、鍶、鋇的離子半徑較大，生成

30、而鈣、鍶、鋇的離子半徑較大，生成配合物的能力較弱。配合物的能力較弱。但能與配位能力很強(qiáng)的螯但能與配位能力很強(qiáng)的螯合劑生成穩(wěn)定的螯合物合劑生成穩(wěn)定的螯合物,最重要的是與乙二胺四最重要的是與乙二胺四乙酸根生成的螯合物乙酸根生成的螯合物CaY2-.9.1.3.4 配合物配合物9.2 鋁分族金屬鋁分族金屬9.2.1 鋁分族金屬基本性質(zhì)鋁分族金屬基本性質(zhì) 9.2.2 鋁分族單質(zhì)鋁分族單質(zhì) 9.2.3 鋁分族化合物鋁分族化合物 9.2.1 鋁分族金屬基本性質(zhì)鋁分族金屬基本性質(zhì) Al、Ga、In、Tl均為銀白色，是質(zhì)軟、輕均為銀白色，是質(zhì)軟、輕而富有延展性的金屬。鋁分族金屬的晶體化而富有延展性的金屬。鋁分族

31、金屬的晶體化合物，只有少數(shù)為離子型的，大部分屬共價(jià)合物，只有少數(shù)為離子型的，大部分屬共價(jià)型。從鋁到鉈，其化合物的共價(jià)性逐漸減弱型。從鋁到鉈，其化合物的共價(jià)性逐漸減弱,離子性逐漸增強(qiáng)。從離子性逐漸增強(qiáng)。從Al到到Tl,它們它們+氧化態(tài)氧化態(tài)的穩(wěn)定性依次減弱的穩(wěn)定性依次減弱,而而+氧化態(tài)的穩(wěn)定性則氧化態(tài)的穩(wěn)定性則依次增強(qiáng)。依次增強(qiáng)。 GaInTlAl9.2.2.1 存在和冶煉存在和冶煉9.2.2 鋁分族單質(zhì)鋁分族單質(zhì)鋁礬土礦鋁礬土礦紅鉈礦紅鉈礦鋁的冶煉鋁的冶煉 從鋁礬土礦出發(fā)提取和冶煉鋁的步驟：從鋁礬土礦出發(fā)提取和冶煉鋁的步驟：用堿溶液處理鋁礬土礦或用碳酸鈉焙燒鋁用堿溶液處理鋁礬土礦或用碳酸鈉焙燒

32、鋁礬土礦得到鋁酸鹽：礬土礦得到鋁酸鹽：Al2O3+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4Al2O3+Na2CO3=2NaAlO2+CO2將鋁酸鹽溶液靜置澄清除去不溶雜質(zhì)后，將鋁酸鹽溶液靜置澄清除去不溶雜質(zhì)后，向堿溶液中通入向堿溶液中通入CO2促使鋁酸鹽水解：促使鋁酸鹽水解：2NaAl(OH)4+CO2=Al(OH)3+Na2CO3+H2O2NaAlO2+CO2+3H2O=2Al(OH)3+Na2CO3將將Al(OH)3過(guò)濾分離過(guò)濾分離,干燥后煅燒干燥后煅燒,得到符合得到符合電解需要的純凈氧化鋁。電解需要的純凈氧化鋁。將將Al2O3熔在冰晶石熔在冰晶石Na3AlF6(作助熔劑作助熔劑)中中進(jìn)

33、行電解。電解約在進(jìn)行電解。電解約在1300K進(jìn)行，陰極上得進(jìn)行，陰極上得到液態(tài)的金屬鋁，定時(shí)放出，鑄成鋁錠。電到液態(tài)的金屬鋁，定時(shí)放出，鑄成鋁錠。電解鋁的純度一般為解鋁的純度一般為98%99%，雜質(zhì)主要有，雜質(zhì)主要有Si、Fe和微量的鎵和微量的鎵Ga。 2Al2O3 4Al(陰極陰極) + 3O2(陽(yáng)極陽(yáng)極)電電解解鋁鋁廠(chǎng)廠(chǎng)9.2.2.2 單質(zhì)性質(zhì)單質(zhì)性質(zhì)性質(zhì)性質(zhì)用途用途密度小密度小,質(zhì)輕質(zhì)輕與其它金屬形成的各種輕質(zhì)堅(jiān)硬合金與其它金屬形成的各種輕質(zhì)堅(jiān)硬合金廣泛用于航空航天業(yè)廣泛用于航空航天業(yè)良好的導(dǎo)電性良好的導(dǎo)電性用于代替部分銅制造電線(xiàn)用于代替部分銅制造電線(xiàn),高壓電纜高壓電纜,發(fā)電機(jī)等電器設(shè)備

34、發(fā)電機(jī)等電器設(shè)備良好的延展性良好的延展性鋁箔大量用于電容器制造和商品包裝鋁箔大量用于電容器制造和商品包裝.鋁是親氧元素鋁是親氧元素廣泛用作炊具廣泛用作炊具,日用器具日用器具;在煉鋼中作在煉鋼中作為除氧劑為除氧劑鋁與氧反應(yīng)放出大量熱鋁與氧反應(yīng)放出大量熱在冶金工業(yè)中做還原劑制備其它金屬在冶金工業(yè)中做還原劑制備其它金屬如如Mn,Cr,V等等鋁是兩性金屬鋁是兩性金屬,但遇冷但遇冷,濃的濃的氧化性酸發(fā)生鈍化氧化性酸發(fā)生鈍化常用鋁罐裝運(yùn)濃硫酸常用鋁罐裝運(yùn)濃硫酸,濃硝酸等濃硝酸等（1）鋁單質(zhì)性質(zhì)）鋁單質(zhì)性質(zhì) 9-11: 請(qǐng)根據(jù)下列熱力學(xué)數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算說(shuō)請(qǐng)根據(jù)下列熱力學(xué)數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明能否在高溫下用金屬鈉明

35、能否在高溫下用金屬鈉(或鉀或鉀)做還原劑做還原劑從從Al2O3中置換出單質(zhì)中置換出單質(zhì)Al.物質(zhì)物質(zhì)Al2O3NaNa2OAlfH/kJmol-1-16760-4140S/JK-1mol-150.951.275.0628.3問(wèn)題問(wèn)題解：反應(yīng)解：反應(yīng):Al2O3+6Na=3Na2O+2Al 在在298K時(shí)時(shí) rH=3(-414)-(-1676)=434(kJmol-1) rS=375.06+228.3-50.9-651.2 =-76.32(JK-1mol-1) 因反應(yīng)吸熱因反應(yīng)吸熱(rH0)并熵減并熵減(rS0),則無(wú)則無(wú)論在何種溫度下論在何種溫度下,該反應(yīng)都是非自發(fā)向右進(jìn)行該反應(yīng)都是非自發(fā)向右

36、進(jìn)行的的,即高溫下用金屬鈉即高溫下用金屬鈉(或鉀或鉀)做還原劑不能從做還原劑不能從Al2O3中置換出單質(zhì)中置換出單質(zhì)Al. （2）鎵、銦、鉈單質(zhì)性質(zhì)）鎵、銦、鉈單質(zhì)性質(zhì) 鎵是柔軟的藍(lán)白色金屬鎵是柔軟的藍(lán)白色金屬,凝固點(diǎn)很低凝固點(diǎn)很低,它的它的沸點(diǎn)很高沸點(diǎn)很高,是凝固時(shí)體積膨脹的少數(shù)幾種金是凝固時(shí)體積膨脹的少數(shù)幾種金屬之一屬之一因固態(tài)的密度因固態(tài)的密度(5.91)比液態(tài)的密度比液態(tài)的密度(6.09)反而小反而小.常溫下干燥空氣中穩(wěn)定常溫下干燥空氣中穩(wěn)定,溶于溶于酸和堿中酸和堿中,微溶于汞。微溶于汞。 銦是銀白色銦是銀白色,柔軟的金屬。銦常溫下穩(wěn)定。柔軟的金屬。銦常溫下穩(wěn)定。與冷的稀酸作用緩慢，易

37、溶于濃熱的無(wú)機(jī)酸與冷的稀酸作用緩慢，易溶于濃熱的無(wú)機(jī)酸和乙酸、草酸，與堿和水不反應(yīng)。銦能與許和乙酸、草酸，與堿和水不反應(yīng)。銦能與許多金屬形成合金。多金屬形成合金。 鉈是白色，質(zhì)柔軟，無(wú)味無(wú)臭的金屬。鉈外鉈是白色，質(zhì)柔軟，無(wú)味無(wú)臭的金屬。鉈外表與錫相似表與錫相似, ,空氣中其表層容易形成氧化物。空氣中其表層容易形成氧化物。室溫下，鉈能與空氣中的氧作用，也能與鹵素室溫下，鉈能與空氣中的氧作用，也能與鹵素反應(yīng)。鉈不溶于堿，與鹽酸的作用緩慢，但迅反應(yīng)。鉈不溶于堿，與鹽酸的作用緩慢，但迅速溶于硝酸、稀硫酸中，生成可溶性鹽。高溫速溶于硝酸、稀硫酸中，生成可溶性鹽。高溫下，鉈能與硫、硒、碲、磷反應(yīng)。鉈及其化

38、合下，鉈能與硫、硒、碲、磷反應(yīng)。鉈及其化合物對(duì)生物和人體有毒。物對(duì)生物和人體有毒。9.2.3 鋁分族化合物鋁分族化合物9.2.2.1 氧化物氧化物-Al2O3-Al2O3-Al2O3 名剛玉名剛玉,熔點(diǎn)熔點(diǎn)高高,硬度大硬度大,不不溶于水溶于水,酸和酸和堿堿.可作高硬可作高硬度度,研磨及耐研磨及耐火材料火材料. 具有離子傳具有離子傳導(dǎo)能力導(dǎo)能力,用于用于制作蓄電池制作蓄電池. 穩(wěn)定性比穩(wěn)定性比-Al2O3稍差稍差,可溶于酸和可溶于酸和堿堿,具有良好具有良好的吸附能力的吸附能力和催化活性和催化活性.三種常見(jiàn)變體三種常見(jiàn)變體（1）鋁氧化物）鋁氧化物 紅寶石紅寶石(Cr3+) 藍(lán)寶石藍(lán)寶石(Fe3+,

39、Cr3+) 黃玉黃玉/黃晶黃晶(Fe3+) 有些氧化鋁晶體透明，因含有雜質(zhì)而有些氧化鋁晶體透明，因含有雜質(zhì)而呈現(xiàn)鮮明顏色。呈現(xiàn)鮮明顏色。（2）氫氧化鋁）氫氧化鋁兩性物質(zhì)兩性物質(zhì),其反應(yīng)如下其反應(yīng)如下: Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O Al(OH)3+ OH-=Al(OH)4-Al(OH)3不溶于不溶于NH3中中,與與NH3不生成配合物不生成配合物. (3) 鋁鹽和鋁酸鹽鋁鹽和鋁酸鹽 A.鋁鹽鋁鹽 鋁鹽的水溶液中均含有鋁鹽的水溶液中均含有Al(H2O)63+,它水解使它水解使溶液顯酸性溶液顯酸性.而弱酸弱堿鹽如而弱酸弱堿鹽如Al2S3,Al2(CO3)3在在水中完全水解水中完全水解.A

40、l(H2O)63+H2O=Al(H2O)5OH2+H3O+Al(H2O)5OH2+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.鋁酸鹽鋁酸鹽 用金屬鋁或氧化鋁或氫氧化鋁與堿反應(yīng)即用金屬鋁或氧化鋁或氫氧化鋁與堿反應(yīng)即生成鋁酸鹽生成鋁酸鹽. .鋁酸鹽水解使溶液顯堿性鋁酸鹽水解使溶液顯堿性, ,水解水解反應(yīng)式如下反應(yīng)式如下: :Al(OH)4- = Al(OH)3 + OH- 在這溶液中通入在這溶液中通入CO2,將促進(jìn)水

41、解進(jìn)行而得到將促進(jìn)水解進(jìn)行而得到真正的氫氧化鋁沉淀真正的氫氧化鋁沉淀,工業(yè)上利用此反應(yīng)從鋁工業(yè)上利用此反應(yīng)從鋁土礦制取純土礦制取純Al(OH)3和和Al2O3.(2) 鎵、銦、鉈的氧化物鎵、銦、鉈的氧化物 鎵的氧化物鎵的氧化物:氧化鎵氧化鎵Ga2O3有五種同分異構(gòu)有五種同分異構(gòu)體體.Ga2O3是鎵的氧化物中最穩(wěn)定的是鎵的氧化物中最穩(wěn)定的.可作為半可作為半導(dǎo)體材料導(dǎo)體材料,在光電子器件方面有廣闊的應(yīng)用前在光電子器件方面有廣闊的應(yīng)用前景景. 銦氧化物銦氧化物:銦的氧化物具有導(dǎo)電性，廣泛地用銦的氧化物具有導(dǎo)電性，廣泛地用于液晶顯示器于液晶顯示器(LCD)、太陽(yáng)能電池、微電子、太陽(yáng)能電池、微電子ITO

42、導(dǎo)電膜玻璃、光電子和各種光學(xué)領(lǐng)域。導(dǎo)電膜玻璃、光電子和各種光學(xué)領(lǐng)域。 鉈氧化物鉈氧化物:鉈的氧化物有氧化亞鉈鉈的氧化物有氧化亞鉈Tl2O和三和三氧化二鉈氧化二鉈Tl2O3。 Tl2O暴露于空氣中可逐漸氧化成暴露于空氣中可逐漸氧化成Tl2O3。Tl2O溶于水生成氫氧化亞鉈溶于水生成氫氧化亞鉈TlOH。Tl2O易溶易溶于醇和酸，但不溶于鹽酸，因?yàn)闀?huì)生成于醇和酸，但不溶于鹽酸，因?yàn)闀?huì)生成TlCl阻阻止反應(yīng)進(jìn)行。止反應(yīng)進(jìn)行。 Tl2O3有強(qiáng)氧化性，常用作催化劑、高純分有強(qiáng)氧化性，常用作催化劑、高純分析試劑等。三氧化二鉈有劇毒。析試劑等。三氧化二鉈有劇毒。 9.2.2.2 鹵化物鹵化物（1）鋁鹵化物）鋁

43、鹵化物 三氯化鋁通常以雙聚三氯化鋁通常以雙聚Al2Cl6形式存在形式存在. ClClAlClClClClAlAl2Cl6溶于水立即解離為溶于水立即解離為Al(H2O)63+和和Cl-(aq)離子離子.三氯化鋁也易溶于有機(jī)溶劑中三氯化鋁也易溶于有機(jī)溶劑中.解解:因因Al3+的離子勢(shì)大的離子勢(shì)大,對(duì)對(duì)X-陰離子的極化作用陰離子的極化作用強(qiáng)強(qiáng),使得使得Al3+離子與離子與X-之間的離子鍵向共價(jià)鍵之間的離子鍵向共價(jià)鍵轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化,最終導(dǎo)致最終導(dǎo)致AlX3成為共價(jià)化合物成為共價(jià)化合物.而而F-離子離子變形性小變形性小,Al3+與與F-之間極化作用小之間極化作用小,則則AlF3仍仍為離子型化合物為離子型化合物

44、.由于由于AlX3為缺電子分子為缺電子分子,最外最外層未滿(mǎn)足層未滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),如果形成雙聚分子如果形成雙聚分子,則可彌補(bǔ)其缺電子性則可彌補(bǔ)其缺電子性,使分子穩(wěn)定使分子穩(wěn)定. 9-12: 解釋為什么鋁的鹵化物中解釋為什么鋁的鹵化物中,僅僅AlF3為離子型為離子型化合物化合物,其余的均為共價(jià)化合物其余的均為共價(jià)化合物?為什么為什么AlX3(AlF3除外除外)在通常條件下是雙聚分子而非單分子在通常條件下是雙聚分子而非單分子? 問(wèn)問(wèn)題題堿式氯化鋁堿式氯化鋁,硫酸鋁和明礬硫酸鋁和明礬 堿式氯化鋁是一種高效凈水劑堿式氯化鋁是一種高效凈水劑.它的組成式為它的組成式為Al2(OH)nCl6-

45、nm,1n5,m10,是一種多羥基多核是一種多羥基多核配合物配合物,通過(guò)羥基架橋而聚合通過(guò)羥基架橋而聚合. 無(wú)水硫酸鋁無(wú)水硫酸鋁Al2(SO4)3為白色粉末為白色粉末.硫酸鋁易與硫酸鋁易與K+,Rb+,Cs+,NH4+和和Ag+等的硫酸鹽結(jié)合形成礬等的硫酸鹽結(jié)合形成礬,其其通式為通式為MAl(SO4)212H2O(M表示一價(jià)金屬離子表示一價(jià)金屬離子). 硫酸鋁鉀硫酸鋁鉀KAl(SO4)212H2O叫做鋁鉀礬叫做鋁鉀礬,俗稱(chēng)明俗稱(chēng)明礬礬,廣泛使用的凈水劑廣泛使用的凈水劑(絮凝劑絮凝劑),但是處理水的效果但是處理水的效果不及堿式氯化鋁好不及堿式氯化鋁好.Al2(SO4)3和明礬還用作媒染劑和明礬還

46、用作媒染劑.（2）鎵鹵化物）鎵鹵化物: 在三鹵化鎵中在三鹵化鎵中,除除GaF3是離子是離子型型,其他均為共價(jià)型化合物其他均為共價(jià)型化合物.它們?cè)跉鈶B(tài)時(shí)都是它們?cè)跉鈶B(tài)時(shí)都是二聚體二聚體,與與AlCl3很相似很相似.Ga2O3與氟氣反應(yīng)生成與氟氣反應(yīng)生成GaF3;溶于溶于50%的的HF中得到產(chǎn)物中得到產(chǎn)物GaF33H2O;與過(guò)量?jī)杀兜呐c過(guò)量?jī)杀兜腘H4Cl在在250熔融下也生成氯熔融下也生成氯化鎵化鎵. （3）銦鹵化物）銦鹵化物: 銦與鎵相同銦與鎵相同,三鹵化物除氟化三鹵化物除氟化物是離子型物是離子型,其他為共價(jià)性其他為共價(jià)性,在氣態(tài)時(shí)都是二聚在氣態(tài)時(shí)都是二聚體體.（4）鉈鹵化物）鉈鹵化物:因鉈離

47、子半徑與銀相似因鉈離子半徑與銀相似,所以所以它們的它們的1價(jià)鹵化物性質(zhì)很相似價(jià)鹵化物性質(zhì)很相似.TlCl為白色絮狀為白色絮狀沉淀沉淀,與與AgCl相同相同,曝光立即變黑曝光立即變黑.TlF易溶于水易溶于水,而而TlCl、TlBr、TlI都難溶于水都難溶于水.鉈的鉈的+3價(jià)鹵化價(jià)鹵化物只有三氟化物和三氯化物，這是因?yàn)槲镏挥腥锖腿然?，這是因?yàn)锽r-和和I-能夠?qū)⒛軌驅(qū)l3+還原為還原為T(mén)l+。 9.2.2.3 硫化物硫化物 鎵和銦的三價(jià)硫化物穩(wěn)定，鉈的三價(jià)硫化鎵和銦的三價(jià)硫化物穩(wěn)定，鉈的三價(jià)硫化物不穩(wěn)定。物不穩(wěn)定。 Ga2S3為黃色固體，可由單質(zhì)直接制得，為黃色固體，可由單質(zhì)直接制得，

48、它的性質(zhì)與它的性質(zhì)與Al2S3相似。相似。 In2S3不溶于水。三價(jià)銦鹽溶液通入硫化氫不溶于水。三價(jià)銦鹽溶液通入硫化氫氣體可得到黃色硫化銦沉淀物。氣體可得到黃色硫化銦沉淀物。In2S3溶于溶于堿金屬硫化或堿金屬氫氧化物溶液，生成堿金屬硫化或堿金屬氫氧化物溶液，生成硫銦酸鹽。硫銦酸鹽。解：不能。因解：不能。因Tl3+為強(qiáng)氧化劑，為強(qiáng)氧化劑，S2-為還原劑，為還原劑，二者相遇會(huì)立即發(fā)生下列反應(yīng)：二者相遇會(huì)立即發(fā)生下列反應(yīng)： 2Tl3+3S2-=Tl2S+2S9-13: 在水溶液中能否形成在水溶液中能否形成Tl2S3化合物化合物,為什為什么么? 問(wèn)問(wèn)題題9.3 鍺分族金屬鍺分族金屬 9.3.1 鍺分

49、族金屬基本性質(zhì)鍺分族金屬基本性質(zhì) 9.3.2 鍺分族金屬單質(zhì)鍺分族金屬單質(zhì) 9.3.3 鍺分族化合物鍺分族化合物 鍺分族金屬指鍺分族金屬指A族的族的Ge、Sn、Pb元素，元素，位于元素周期表的位于元素周期表的p區(qū)，價(jià)電子構(gòu)型是區(qū)，價(jià)電子構(gòu)型是ns2np2。鍺分族金屬活潑性屬中等偏弱，從鍺分族金屬活潑性屬中等偏弱，從Ge到到Pb逐逐漸增強(qiáng)。鍺、錫、鉛都能生成兩類(lèi)氧化物和漸增強(qiáng)。鍺、錫、鉛都能生成兩類(lèi)氧化物和氫氧化物。氫氧化物。 9.3.1 鍺分族金屬基本性質(zhì)鍺分族金屬基本性質(zhì)9.3.2.1 存在與冶煉存在與冶煉鍺石鍺石硫銀鍺礦硫銀鍺礦錫石錫石方鉛礦方鉛礦白鉛礦白鉛礦9.3.2 鍺分族金屬單質(zhì)鍺分

50、族金屬單質(zhì)一：?jiǎn)钨|(zhì)的物理性質(zhì)一：?jiǎn)钨|(zhì)的物理性質(zhì) 名名 稱(chēng)稱(chēng)GeSnPb熔點(diǎn)熔點(diǎn)/K1210505.0600.7沸點(diǎn)沸點(diǎn)/K310325332013硬度硬度(莫氏莫氏)6.251.5-1.81.5密度密度/gcm-35.38(a)7.28511.3437單質(zhì)的熔沸點(diǎn)和硬度單質(zhì)的熔沸點(diǎn)和硬度 9.3.2.2 單質(zhì)性質(zhì)單質(zhì)性質(zhì)SnPb二：?jiǎn)钨|(zhì)的化學(xué)性質(zhì)二：?jiǎn)钨|(zhì)的化學(xué)性質(zhì) GeSnPb空氣空氣不反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)表面產(chǎn)生一層氧化表面產(chǎn)生一層氧化鉛或堿式碳酸鉛膜鉛或堿式碳酸鉛膜水水不反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)有氧存在時(shí)緩慢生有氧存在時(shí)緩慢生成成Pb(OH)2HCl不反應(yīng)不反應(yīng)與稀酸反應(yīng)與稀酸反應(yīng)慢慢,與

51、濃酸與濃酸反應(yīng)生成反應(yīng)生成SnCl2有反應(yīng)有反應(yīng),但因生成微但因生成微溶的溶的PbCl2覆蓋在覆蓋在Pb表面表面,反應(yīng)中止反應(yīng)中止H2SO4與稀酸不與稀酸不反應(yīng)反應(yīng),與濃與濃酸反應(yīng)生酸反應(yīng)生成成Ge(SO4)2與稀酸難反應(yīng)與稀酸難反應(yīng),與熱的濃硫酸與熱的濃硫酸反應(yīng)得反應(yīng)得Sn(SO4)2與稀硫酸反應(yīng)與稀硫酸反應(yīng),因生成因生成難溶的難溶的PbSO4覆蓋層覆蓋層,反應(yīng)中止反應(yīng)中止.但易溶于熱但易溶于熱的濃硫酸的濃硫酸,生成生成Pb(HSO4)2HNO3與濃酸反與濃酸反應(yīng)得白色應(yīng)得白色xGeO2.yH2O沉淀沉淀與濃酸生成白與濃酸生成白色色xSnO2.yH2O沉淀沉淀(錫酸錫酸)與與冷稀冷稀HNO3

52、反應(yīng)反應(yīng),生成生成Sn(NO3)2與稀與稀HNO3反應(yīng)得反應(yīng)得Pb(NO3)2.因因Pb(NO3)2不溶于濃不溶于濃HNO3,Pb不不與濃與濃HNO3反應(yīng)反應(yīng)NaOH生成生成Na2GeO3,放出放出H2反應(yīng)慢反應(yīng)慢,生成亞生成亞錫酸鹽錫酸鹽,放出放出H2反應(yīng)慢反應(yīng)慢,生成亞鉛酸鹽生成亞鉛酸鹽,放出放出H2GeSnPb2Pb+O2=2PbO2Pb+O2+2H2O=2Pb(OH)2Pb+4HCl(濃濃) H2PbCl4+H2Pb+3H2SO4(濃濃) Pb(HSO4)2+2SO2+2H2O3Pb+8HNO3(稀稀)=3Pb(NO3)2+2NO+4H2O 相關(guān)反應(yīng)如下相關(guān)反應(yīng)如下:9.3.3.1 氧

53、化物和氫氧化物氧化物和氫氧化物 一：氧化物一：氧化物9.3.3 鍺分族化合物鍺分族化合物（1）氧化亞錫、氧化錫）氧化亞錫、氧化錫 氧化亞錫氧化亞錫SnO是一種具有高度光澤的結(jié)晶是一種具有高度光澤的結(jié)晶物物 ,主要用作還原劑。主要用作還原劑。 氧化錫氧化錫SnO2，難溶于水、醇、稀酸和堿液，難溶于水、醇、稀酸和堿液，能溶于濃硫酸或濃鹽酸，與強(qiáng)堿共熔可生成能溶于濃硫酸或濃鹽酸，與強(qiáng)堿共熔可生成錫酸鹽錫酸鹽.SnO2的非整比化合物是的非整比化合物是n型半導(dǎo)體材型半導(dǎo)體材料，用于制造半導(dǎo)體氣敏元件。料，用于制造半導(dǎo)體氣敏元件。 （2）鉛的氧化物）鉛的氧化物 A.一氧化鉛一氧化鉛PbO俗稱(chēng)俗稱(chēng)“密陀僧密

54、陀僧”,它有兩種變體：它有兩種變體： 黃色黃色(正交晶體正交晶體)水中煮沸紅色水中煮沸紅色兩性偏堿兩性偏堿紅色紅色(四方晶體四方晶體,常溫下穩(wěn)定常溫下穩(wěn)定) 較難溶于堿較難溶于堿 B.二氧化鉛二氧化鉛 PbO2是兩性偏酸是兩性偏酸,是最強(qiáng)氧化劑是最強(qiáng)氧化劑,典型反應(yīng)有典型反應(yīng)有: 2Mn(NO3)2+5PbO2+6HNO3 =2HMnO4+5Pb(NO3)2+2H2O黃丹黃丹PbO(紅紅)PbO2 PbO2+4HCl PbCl2+Cl2+2H2O 2PbO2+2H2SO4 2PbSO4+O2+2H2O PbO2制備必須在堿性介質(zhì)中進(jìn)行制備必須在堿性介質(zhì)中進(jìn)行.可在堿性介可在堿性介質(zhì)中由質(zhì)中由P

55、b2+鹽與鹽與NaOCl反應(yīng)得到或用熔融的反應(yīng)得到或用熔融的KClO3氧化氧化PbO制得制得. Pb(OH)3-+ClO-=PbO2+Cl-+OH-+H2O 3PbO+ClO3-=3PbO2+Cl- 強(qiáng)氧化性強(qiáng)氧化性9-14:PbO2為最強(qiáng)氧化劑為最強(qiáng)氧化劑,請(qǐng)寫(xiě)出其與請(qǐng)寫(xiě)出其與Mn2+的反的反應(yīng)應(yīng).為什么該反應(yīng)必須在酸性介質(zhì)中進(jìn)行為什么該反應(yīng)必須在酸性介質(zhì)中進(jìn)行?而介而介質(zhì)質(zhì),是用是用HNO3好還是用好還是用HCl?說(shuō)明理由說(shuō)明理由.如果如果Mn2+過(guò)量過(guò)量,會(huì)有什么現(xiàn)象會(huì)有什么現(xiàn)象?為什么為什么?已知已知:E(PbO2/Pb2+)=1.45V;E(MnO4-/Mn2+)=1.51V;E(M

56、nO2/Mn2+)=1.23V;E(MnO4-/MnO2)=1.68V9-15:為什么為什么PbF4可穩(wěn)定存在可穩(wěn)定存在,而而PbBr4和和PbI4卻卻尚未制得？尚未制得？問(wèn)問(wèn)題題解解:(1) 2Mn(NO3)2+5PbO2+6HNO3 =2HMnO4+5Pb(NO3)2+2H2O(2)在標(biāo)態(tài)下在標(biāo)態(tài)下,E(PbO2/Pb2+)E(MnO4-/Mn2+),上述上述反應(yīng)是不能自發(fā)向右進(jìn)行反應(yīng)是不能自發(fā)向右進(jìn)行.但在酸性介質(zhì)中但在酸性介質(zhì)中,因因H+濃濃度增加度增加,根據(jù)能斯特方程求得這時(shí)的根據(jù)能斯特方程求得這時(shí)的EO,即反應(yīng)即反應(yīng)可自發(fā)向右進(jìn)行可自發(fā)向右進(jìn)行.(3)應(yīng)用應(yīng)用HNO3而不能用而不能

57、用HCl.因?yàn)橐驗(yàn)镃l-有還原性有還原性,且強(qiáng)于且強(qiáng)于Mn2+.當(dāng)當(dāng)Cl-存在時(shí)存在時(shí),PbO2首先與其反應(yīng)產(chǎn)生首先與其反應(yīng)產(chǎn)生Cl2而不而不與與Mn2+作用作用.只有當(dāng)只有當(dāng)Cl-消耗完時(shí)消耗完時(shí),才與才與Mn2+反應(yīng)反應(yīng).(4)如果如果Mn2+過(guò)量過(guò)量,會(huì)有褐色會(huì)有褐色MnO2沉淀析出沉淀析出.因?yàn)橐驗(yàn)镋(MnO4-/MnO2)E(MnO2/Mn2+),所以生成的產(chǎn)物所以生成的產(chǎn)物MnO4-會(huì)與過(guò)量會(huì)與過(guò)量Mn2+反應(yīng)反應(yīng),析出析出MnO2沉淀沉淀. 解解:Pb4+具有強(qiáng)氧化性具有強(qiáng)氧化性,而而X-具有具有還原性還原性,且且I-Br-F-,除除F-還原還原性弱不能與性弱不能與Pb4+反應(yīng)外

58、反應(yīng)外,其它的其它的X-均與均與Pb4+發(fā)生氧化還原反應(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng),所以所以PbF4可穩(wěn)定存在而可穩(wěn)定存在而PbBr4和和PbI4尚未制得尚未制得. C.四氧化三鉛四氧化三鉛 Pb3O4俗名俗名“鉛丹鉛丹”或或“紅丹紅丹”,其真實(shí)其真實(shí)結(jié)構(gòu)為結(jié)構(gòu)為Pb2PbO4而非而非2PbOPbO2,可用下列可用下列反應(yīng)證明之反應(yīng)證明之: Pb3O4+4HNO3=PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O二：氫氧化物二：氫氧化物 1）通性變化規(guī)律）通性變化規(guī)律 鍺、錫、鉛的氫氧化物是用鹽溶液加堿制鍺、錫、鉛的氫氧化物是用鹽溶液加堿制得的，其酸堿性變化規(guī)律如下得的，其酸堿性變化規(guī)律如下: 3） -錫酸和錫酸

59、和 -錫酸錫酸 SnO2的水合物稱(chēng)為錫酸，有的水合物稱(chēng)為錫酸，有 -錫酸和錫酸和 -錫酸錫酸兩種變體。它們的組成都不固定，常用兩種變體。它們的組成都不固定，常用H2SnO3表示。表示。 -錫酸為無(wú)定型粉末錫酸為無(wú)定型粉末,能溶于酸能溶于酸和堿，性質(zhì)活潑。和堿，性質(zhì)活潑。 -錫酸是白色粉末錫酸是白色粉末,不溶于不溶于酸，堿。在室溫將酸，堿。在室溫將 -錫酸放置可以轉(zhuǎn)化為錫酸放置可以轉(zhuǎn)化為 -錫酸。同樣，將錫酸。同樣，將 -錫酸放在濃鹽酸中，長(zhǎng)時(shí)錫酸放在濃鹽酸中，長(zhǎng)時(shí)間煮沸也可以變成間煮沸也可以變成 -錫酸。錫酸。 2）M(OH)2均顯兩性均顯兩性 Sn(OH)2 + 2OH- = Sn(OH)4

60、2-Pb(OH)2 + OH- = Pb(OH)3- （1）二氯化錫）二氯化錫a。水解性。水解性:因強(qiáng)烈水解因強(qiáng)烈水解,配制配制SnCl2溶液時(shí)溶液時(shí),先將先將其固體溶解在少量濃鹽酸中制得濃溶液其固體溶解在少量濃鹽酸中制得濃溶液,使用時(shí)使用時(shí)再加水稀釋至所需濃度再加水稀釋至所需濃度.為防止為防止Sn2+氧化氧化,常在新常在新配制的配制的SnCl2溶液中加少量金屬溶液中加少量金屬Sn。 SnCl2+H2O=Sn(OH)Cl(白色白色)+HClb。還原性。還原性:是生產(chǎn)上和化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的還原是生產(chǎn)上和化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的還原劑劑,典型反應(yīng)有典型反應(yīng)有: 2HgCl2+SnCl2=SnCl4+Hg2C