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文檔簡介
1、 第七章第七章 單質(zhì)及無機化合物本節(jié)要點本節(jié)要點 金屬元素在周期表中的位置和金屬的分類金屬元素在周期表中的位置和金屬的分類 金屬的提煉金屬的提煉 過渡金屬的通性過渡金屬的通性 各類金屬的用途各類金屬的用途第一節(jié):金屬及其化合物一、金屬元素在周期表中的位置和金屬的分類一、金屬元素在周期表中的位置和金屬的分類輕金屬貴金屬低熔金屬黑色金屬稀有金屬1 1、熱還原法、熱還原法鐵、銅、錫、鈷等,可用碳、氫氣、活潑金鐵、銅、錫、鈷等,可用碳、氫氣、活潑金屬作還原劑,還原氧化物獲得。屬作還原劑,還原氧化物獲得。2 2、熱分解法、熱分解法鈦、鋯、鉿、釩、鉻等金屬,都可從它們的鈦、鋯、鉿、釩、鉻等金屬,都可從它們
2、的碘化物熱分解得到。碘化物熱分解得到。3 3、電解、電解最強的還原手段。鋁及活潑金屬常用此法。最強的還原手段。鋁及活潑金屬常用此法。二、金屬的提煉二、金屬的提煉 物理性質(zhì)和化學性質(zhì)物理性質(zhì)和化學性質(zhì) 它們都有金屬光澤,密度小,它們都有金屬光澤,密度小,硬度小,熔點低,導(dǎo)電、導(dǎo)熱性硬度小,熔點低,導(dǎo)電、導(dǎo)熱性好的特點好的特點. LiNa KRbCsBeMgCa SrBa 熔、沸點高,硬度、密度大的金屬大都集中在這一區(qū)熔、沸點高,硬度、密度大的金屬大都集中在這一區(qū) 不少元素形成有顏色的化合物不少元素形成有顏色的化合物 許多元素形成多種氧化態(tài)從而導(dǎo)致豐富的氧化還原行為許多元素形成多種氧化態(tài)從而導(dǎo)致豐
3、富的氧化還原行為 形成配合物的能力比較強,包括形成經(jīng)典的維爾納配合物形成配合物的能力比較強,包括形成經(jīng)典的維爾納配合物 和金屬有機配合物和金屬有機配合物 參與工業(yè)催化過程和酶催化過程的能力強參與工業(yè)催化過程和酶催化過程的能力強d 區(qū)元素顯示出許多區(qū)別于主族元素的性質(zhì):區(qū)元素顯示出許多區(qū)別于主族元素的性質(zhì):三、過渡金屬三、過渡金屬 通性通性 (General survey) d 區(qū)元素所有這些特征不同程度上與價層區(qū)元素所有這些特征不同程度上與價層 d 電子的電子的存在有關(guān),因而有人將存在有關(guān),因而有人將 d 區(qū)元素的化學歸結(jié)為區(qū)元素的化學歸結(jié)為 d 電子電子的化學的化學.金屬單質(zhì)的物理性質(zhì)金屬單
4、質(zhì)的物理性質(zhì)硬度大硬度大 硬度最大的金屬:鉻硬度最大的金屬:鉻(Cr) 摩氏摩氏 9.0導(dǎo)電性,導(dǎo)熱性,延展性好導(dǎo)電性,導(dǎo)熱性,延展性好熔點、沸點高熔點、沸點高熔點最高的單質(zhì):熔點最高的單質(zhì):鎢鎢(W) 368320密度大密度大密度最大的單質(zhì):密度最大的單質(zhì):鋨鋨(Os ) 22.48 gcm- -3 無機化合物生色機理無機化合物生色機理d-d 躍遷躍遷 顏色的互補顏色的互補青青紅紅黃黃橙橙綠綠紫紫青藍青藍藍藍白光白光 同周期元素族氧化態(tài)穩(wěn)定性變化趨勢同周期元素族氧化態(tài)穩(wěn)定性變化趨勢 多種氧化態(tài)多種氧化態(tài) 過渡金屬與工業(yè)催化過渡金屬與工業(yè)催化某些重要的無機和金屬有機工業(yè)過程中的某些重要的無機和
5、金屬有機工業(yè)過程中的 d d 區(qū)金屬催化劑區(qū)金屬催化劑多相催化多相催化生產(chǎn)硫酸生產(chǎn)硫酸合成氨合成氨制造硝酸制造硝酸氯堿工業(yè)氯堿工業(yè)合成氣制汽油合成氣制汽油均相催化均相催化氫甲酰化生產(chǎn)正構(gòu)醛氫甲?;a(chǎn)正構(gòu)醛乙烯氧化制乙醛乙烯氧化制乙醛甲醇羰基化制乙酸甲醇羰基化制乙酸合成氣制乙酐合成氣制乙酐2SO2 + O2 = 2SO3 N2 + 3H2 = 2NH3 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O 2NaCl + 2H2O = Cl2 + 2NaOH + H2 CO + H2 烷烴混合物烷烴混合物 RCH=CH2 + CO + H2 = RCH2CH2CHO H2C=CH2 + (1/2)O
6、2 = CH3CHO CH3OH + CO = CH3COOH CO + H2 乙酐乙酐 V2O5 Fe3O4 PtRh(90:10)合金或合金或PtRhPd(90:5:5)合金合金RuO2陽極陽極(電解電解) Fe催化劑催化劑Co(+1)或或Rh(+1)羰基化羰基化合物合物 Pd(+2)和和Cu(+2) RhI2(CO)2-RhI2(CO)2-工業(yè)過程工業(yè)過程 被催化的反應(yīng)被催化的反應(yīng) 催化劑催化劑四、各類的用途四、各類的用途1 1堿金屬和堿土金屬(堿金屬和堿土金屬(s s區(qū)金屬)區(qū)金屬): 是化學活潑性最大的金屬,是極是化學活潑性最大的金屬,是極好的還原劑、脫鹵劑。鈉汞齊、金屬鎂在有機合成
7、中有著重要的用途。好的還原劑、脫鹵劑。鈉汞齊、金屬鎂在有機合成中有著重要的用途。有些金屬,如銫,經(jīng)過照射后會產(chǎn)生電流,即能產(chǎn)生光電效應(yīng)。因而有些金屬,如銫,經(jīng)過照射后會產(chǎn)生電流,即能產(chǎn)生光電效應(yīng)。因而銫、鉀、銣常被用作光電材料銫、鉀、銣常被用作光電材料, 制成的光電管在科學技術(shù)上有重要的制成的光電管在科學技術(shù)上有重要的應(yīng)用。應(yīng)用。2 2S S區(qū)金屬及鋁屬于輕金屬:區(qū)金屬及鋁屬于輕金屬:是制造輕質(zhì)合金的重要原料。鈹、鎂、是制造輕質(zhì)合金的重要原料。鈹、鎂、鋁適于制造輕質(zhì)合金,其余金屬單質(zhì)都比較軟而且太活潑。鎂合金、鋁適于制造輕質(zhì)合金,其余金屬單質(zhì)都比較軟而且太活潑。鎂合金、鋁合金和鈹合金密度小而強
8、度大,是重要的輕型結(jié)構(gòu)材料,廣泛應(yīng)用鋁合金和鈹合金密度小而強度大,是重要的輕型結(jié)構(gòu)材料,廣泛應(yīng)用于宇宙飛船、航空、汽車、機械工業(yè)方面。于宇宙飛船、航空、汽車、機械工業(yè)方面。3堿金屬及堿金屬及P區(qū)金屬單質(zhì):區(qū)金屬單質(zhì):大多數(shù)熔點低,是制造低熔合金的重要原大多數(shù)熔點低,是制造低熔合金的重要原料,通常用于制造低熔合金的主要為錫、鉛、鉍等。其中鉍是許多重料,通常用于制造低熔合金的主要為錫、鉛、鉍等。其中鉍是許多重要的低熔合金的主要成分。要的低熔合金的主要成分。4分布于周期表中金屬與非金屬交界區(qū)的一些金屬元素,是典型的半分布于周期表中金屬與非金屬交界區(qū)的一些金屬元素,是典型的半導(dǎo)體材料導(dǎo)體材料:如鎵、銦
9、、鍺等,大量用于制造各類半導(dǎo)體器件及電子元件。:如鎵、銦、鍺等,大量用于制造各類半導(dǎo)體器件及電子元件。上世紀七十年代,一些上世紀七十年代,一些IIIAVA、IIBVIA族化合物,如族化合物,如CdSe、GaAs等也被發(fā)現(xiàn)又半導(dǎo)體性質(zhì)。此外,含有這些元素的某些合金,是具有實等也被發(fā)現(xiàn)又半導(dǎo)體性質(zhì)。此外,含有這些元素的某些合金,是具有實用價值的超導(dǎo)材料,如用價值的超導(dǎo)材料,如Nb3Ge(Te:23.3k)、Nb3Sm(Te:18.3k)、V3Ga(Te:15.4k)。5 5銀、銅、金、鋁是所有金屬中導(dǎo)電性最好的。銀、銅、金、鋁是所有金屬中導(dǎo)電性最好的。銀和金的化學穩(wěn)定銀和金的化學穩(wěn)定性高,但價格貴
10、,通常在要求較高的場合用作導(dǎo)電元部件,而銅和鋁性高,但價格貴,通常在要求較高的場合用作導(dǎo)電元部件,而銅和鋁(尤其是鋁、質(zhì)輕價廉)則廣泛用于電器工業(yè),制造各種導(dǎo)線、電纜、(尤其是鋁、質(zhì)輕價廉)則廣泛用于電器工業(yè),制造各種導(dǎo)線、電纜、電極及導(dǎo)電元部件。電極及導(dǎo)電元部件。6 6金、銀、銅自古以來就是制造貨幣的主要材料:金、銀、銅自古以來就是制造貨幣的主要材料:直至今天仍是一直至今天仍是一些國家造幣合金的成份。此外制造各種飾物,器皿以及精美的工藝品、些國家造幣合金的成份。此外制造各種飾物,器皿以及精美的工藝品、收藏品也是金和銀的一個重要用途。收藏品也是金和銀的一個重要用途。7 7鐵是所有金屬中用途最廣
11、、用量最大的一種金屬鐵是所有金屬中用途最廣、用量最大的一種金屬,從遠古鐵器時代,從遠古鐵器時代起,鐵就是制造生產(chǎn)工具、生活用具和武器的基本材料。今天,鐵仍是起,鐵就是制造生產(chǎn)工具、生活用具和武器的基本材料。今天,鐵仍是各種不同性能的鋼材的基本成分。鐵、鈷、鎳有順磁性,它們是許多磁各種不同性能的鋼材的基本成分。鐵、鈷、鎳有順磁性,它們是許多磁性材料的主要成分。性材料的主要成分。 8 8鉑系金屬有很高的化學穩(wěn)定性,且耐高溫鉑系金屬有很高的化學穩(wěn)定性,且耐高溫?;瘜W工業(yè)中用它們制造。化學工業(yè)中用它們制造特殊用途的反應(yīng)器皿、蒸發(fā)皿、坩堝。鉑、釕、銠、鈀也是制造耐腐特殊用途的反應(yīng)器皿、蒸發(fā)皿、坩堝。鉑、
12、釕、銠、鈀也是制造耐腐蝕電極及熱電偶的重要材料。鉑銥合金用于制造標準度量衡的校準器,蝕電極及熱電偶的重要材料。鉑銥合金用于制造標準度量衡的校準器,鋨銥合金還用于制造指南針的主要零件及自來水筆等。大多數(shù)鉑系金鋨銥合金還用于制造指南針的主要零件及自來水筆等。大多數(shù)鉑系金屬能吸收氣體,尤其是氫氣,其中鈀吸收氫氣的功能特別強。屬能吸收氣體,尤其是氫氣,其中鈀吸收氫氣的功能特別強。 9 9高熔金屬鎢和鉻還是用作金屬陶瓷的重要原料。高熔金屬鎢和鉻還是用作金屬陶瓷的重要原料。是一種很有用的新是一種很有用的新型結(jié)構(gòu)材料。此外,鎢、鉬等高熔金屬還常被用作電子儀器中的熱電型結(jié)構(gòu)材料。此外,鎢、鉬等高熔金屬還常被用
13、作電子儀器中的熱電子發(fā)射(陰極)材料,子發(fā)射(陰極)材料,10. 稀土金屬稀土金屬:微量稀土金屬可大大改善甚至根本改變合金的性質(zhì),被:微量稀土金屬可大大改善甚至根本改變合金的性質(zhì),被稱為冶金工業(yè)的維生素,是重要的合金成分。在玻璃、陶瓷工業(yè)中,稱為冶金工業(yè)的維生素,是重要的合金成分。在玻璃、陶瓷工業(yè)中,稀土元素常作為添加劑。此外,由于具有獨特的電子結(jié)構(gòu)、光學、磁稀土元素常作為添加劑。此外,由于具有獨特的電子結(jié)構(gòu)、光學、磁學等性質(zhì),稀土金屬還廣泛應(yīng)用于制造磁性材料、發(fā)光材料和原子能學等性質(zhì),稀土金屬還廣泛應(yīng)用于制造磁性材料、發(fā)光材料和原子能材料等方面。材料等方面。 第七章第七章 單質(zhì)及無機化合物單
14、質(zhì)及無機化合物本節(jié)要點本節(jié)要點 非金屬元素概論非金屬元素概論 氯化物的水解氯化物的水解 氧化物的硬度(熔點)、酸堿性氧化物的硬度(熔點)、酸堿性 硫化物的溶解度硫化物的溶解度 碳酸鹽的熱穩(wěn)定性與離子極化碳酸鹽的熱穩(wěn)定性與離子極化 硝酸鹽的熱分解硝酸鹽的熱分解 硅酸鹽的結(jié)構(gòu)、水泥的主要成分硅酸鹽的結(jié)構(gòu)、水泥的主要成分第二節(jié):非金屬元素及其化合物 已發(fā)現(xiàn)的非金屬元素共16種,位于周期表的右上角。 非金屬元素的價電子結(jié)構(gòu):ns2np15 (位于p區(qū)) 在化合物中常表現(xiàn)負價,容易形成單原子負離子或多原子負離子,如:Cl-, O2- , NO3-等周期IA0電子層電子數(shù)1HIIAIIIAIVAVAVIA
15、VIIAHeK22LiBeBCNOFNeLK823NaMgIIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIBAlSiPSClArMLK8824KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrNMLK818825RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXeONMLK81818826CsBaLa-LuHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtPONMLK8183218827FrRaAc-LrUnq Unp Unh UnsUnoUne一、非金屬元素概論一、非金屬元素概論納米半導(dǎo)體材料納米半導(dǎo)體材料太陽電池材料太陽電池材料光子帶隙材料光子帶隙材料
16、硅單晶材料硅單晶材料分子篩分子篩碳碳- -碳復(fù)合材料碳復(fù)合材料高能燃料高能燃料人造金剛石人造金剛石 富勒烯中以富勒烯中以C60 最穩(wěn)定,其籠狀結(jié)構(gòu)酷似足球,相當于一個最穩(wěn)定,其籠狀結(jié)構(gòu)酷似足球,相當于一個由二十面體截頂而得的三十二面體由二十面體截頂而得的三十二面體. 32個面中包括個面中包括12個五邊形面?zhèn)€五邊形面和和20個六邊形面,每個五邊形均與個六邊形面,每個五邊形均與5個六邊形共邊,而六邊形則個六邊形共邊,而六邊形則將將12個五邊形彼此隔開個五邊形彼此隔開. C60 分子中每個分子中每個 C 原子成鍵與石墨相似原子成鍵與石墨相似.碳的同素異形體碳的同素異形體 氯化物的水解,主要是與氯化物
17、的水解,主要是與Cl-共存的正離子與水的作用。氯化物的共存的正離子與水的作用。氯化物的水解主要分為水解主要分為四種類型四種類型:(1)活潑金屬如鉀、鈉、鋇的氯化物,在水中只發(fā)生電離,并不發(fā))活潑金屬如鉀、鈉、鋇的氯化物,在水中只發(fā)生電離,并不發(fā)生水解:生水解: KCl = K+ + Cl- (2) +2價的金屬離子如鎂、鋅等,發(fā)生不完全水解,生成堿式鹽:價的金屬離子如鎂、鋅等,發(fā)生不完全水解,生成堿式鹽: MgCl2 + H2O = Mg(OH)Cl + HCl (3) +3價的金屬離子如鐵、鋁等,發(fā)生完全水解,生成氫氧化物:價的金屬離子如鐵、鋁等,發(fā)生完全水解,生成氫氧化物: FeCl3 +
18、 3H2O = Fe(OH)3 + 3HCl(4) 硅、磷等非金屬元素的氧化物,發(fā)生強烈水解,生成兩種酸:硅、磷等非金屬元素的氧化物,發(fā)生強烈水解,生成兩種酸: SiCl4 + 3H2O = H2SiO3 + 4HCl二、氯化物的水解二、氯化物的水解水解作用的強弱可用極化理論解釋:HHO Rx+HO-HHO Rx+HHOHO- Rx+HO -HO - Rx+O 2 -+ H+ 2H+ 3H+水分子發(fā)生取向,生成水合離子氫氧鍵斷裂,生成堿式鹽和酸再斷裂,生成氫氧化物和酸再斷裂,生成兩種酸正離子極化能力增強、氯化物水解程度增大水解后溶液的酸性增強(2)氧化物的酸堿性氧化物的酸堿性 根據(jù)氧化物對酸、
19、堿、水的反應(yīng)不同,可將氧化物分為四類:根據(jù)氧化物對酸、堿、水的反應(yīng)不同,可將氧化物分為四類: 酸性氧化物酸性氧化物:非金屬氧化物,以及高價的金屬氧化物;:非金屬氧化物,以及高價的金屬氧化物; 堿性氧化物堿性氧化物:堿金屬、以及堿土金屬(:堿金屬、以及堿土金屬(BeOBeO除外)氧化物;除外)氧化物; 兩性氧化物兩性氧化物:主要是鋁、錫、鉛的氧化物。:主要是鋁、錫、鉛的氧化物。 不成鹽氧化物不成鹽氧化物:COCO、NONO等,它們與酸、堿、水都不起反應(yīng)。等,它們與酸、堿、水都不起反應(yīng)。(3)氧化物及其水合物酸堿性強弱的一般規(guī)律氧化物及其水合物酸堿性強弱的一般規(guī)律 同一周期內(nèi)從左到右,酸性增強,堿
20、性減弱。同一周期內(nèi)從左到右,酸性增強,堿性減弱。 同一族內(nèi)從上到下,酸性減弱,堿性增強。同一族內(nèi)從上到下,酸性減弱,堿性增強。(4)對酸堿性遞變規(guī)律的解釋對酸堿性遞變規(guī)律的解釋 酸式電離R+ O H堿式電離 硫化物是指硫與電負性比硫小的元素所形成的化合物。一硫化物是指硫與電負性比硫小的元素所形成的化合物。一般常指金屬硫化物(包括般常指金屬硫化物(包括(NH(NH4 4) )2 2S S)。)。 硫化物大多數(shù)具有特定的顏色:硫化物大多數(shù)具有特定的顏色:PbS Bi2S3 CuS CdS Sb2S3 SnS2 As2S3 HgS四、四、硫化物的溶解度硫化物的溶解度1)溶于水的硫化物)溶于水的硫化物
21、 第第IA,IIA族元素的硫化物(除族元素的硫化物(除BeS難溶)及難溶)及(NH4)2S可可溶于水,并發(fā)生水解反應(yīng)。溶于水,并發(fā)生水解反應(yīng)。 Na2S + H2O = NaHS + NaOH (NH4)2S + 2H2O = 2NH3.H2O + H2S 金屬硫化物大多數(shù)不溶于水,有的可溶于稀酸,有的不金屬硫化物大多數(shù)不溶于水,有的可溶于稀酸,有的不溶于稀酸,但可溶于濃酸或氧化性的酸,有的只能溶于王水。溶于稀酸,但可溶于濃酸或氧化性的酸,有的只能溶于王水。故一般可按溶解性能將硫化物分為三類:故一般可按溶解性能將硫化物分為三類:2 2)不溶于水而溶于稀酸的硫化物)不溶于水而溶于稀酸的硫化物 M
22、nS(MnS(肉紅色肉紅色) )、ZnS(ZnS(白色白色) )、FeSFeS、CoSCoS、NiS(NiS(黑色黑色) )均屬這一類。均屬這一類。稀酸指用稀酸指用0.3 mol.dm0.3 mol.dm-3-3的稀鹽酸,此類金屬硫化物溶度積的稀鹽酸,此類金屬硫化物溶度積 K Kspsp一般大一般大于于1010-24-24,在溶液中存在著兩種離子平衡:一種為硫化物的沉淀,在溶液中存在著兩種離子平衡:一種為硫化物的沉淀- -溶溶解平衡解平衡 ,另一種為,另一種為H H2 2S S的酸堿電離平衡。的酸堿電離平衡。 若調(diào)節(jié)溶液中的酸度,可控制溶液中若調(diào)節(jié)溶液中的酸度,可控制溶液中S S2-2-離子的
23、濃度,來控制這離子的濃度,來控制這類硫化物沉淀或者溶解。例如要制備類硫化物沉淀或者溶解。例如要制備FeSFeS,不能單純用,不能單純用H H2 2S S通入通入FeClFeCl2 2溶液來制備,因為反應(yīng)中有酸生成溶液來制備,因為反應(yīng)中有酸生成: : FeCl FeCl2 2 + H+ H2 2S = FeS + 2HClS = FeS + 2HCl FeS FeS溶于稀酸而不會生成溶于稀酸而不會生成FeSFeS。 只有直接用沉淀劑只有直接用沉淀劑NaNa2 2S S或或(NH(NH4 4) )2 2S S(由于沉淀劑本身呈堿性)(由于沉淀劑本身呈堿性), ,才才能使金屬離子沉淀下來:能使金屬離
24、子沉淀下來: 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 此類金屬硫化物的溶度積一般都很小,如此類金屬硫化物的溶度積一般都很小,如CdS的的Ksp為為10-29, CuS的的Ksp為為10-36,而,而HgS的的Ksp更小更小(10-53)。 這類難溶金屬硫化物可通過這類難溶金屬硫化物可通過將將H2S氣體通入金屬鹽溶液來制備。氣體通入金屬鹽溶液來制備。 CuCl2 + H2S = CuS + 2HCl 要使此類型的金屬硫化物溶解,則必須使用更強烈的化學氣氛,要使此
25、類型的金屬硫化物溶解,則必須使用更強烈的化學氣氛,例如濃硝酸、王水(一份濃硝酸與三份濃鹽酸的混合酸)等。例如濃硝酸、王水(一份濃硝酸與三份濃鹽酸的混合酸)等。 例如例如CuSCuS可溶于濃硝酸:可溶于濃硝酸: 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單質(zhì),從而使單質(zhì),從而使S S2-2-濃度大大下濃度大大下降,結(jié)果使該金屬硫化物溶解。降,結(jié)果使該金屬硫化物溶解。 再如再如
26、HgS其其Ksp僅為僅為6.4410-53,僅僅利用濃硝酸的氧化作用使,僅僅利用濃硝酸的氧化作用使S2-濃濃度降低還不足以使其溶解,還必須借助濃鹽酸中的大量度降低還不足以使其溶解,還必須借助濃鹽酸中的大量Cl-與與Hg2+的配的配位作用,使位作用,使Hg2+離子的濃度也大大降低,才能使其溶解:離子的濃度也大大降低,才能使其溶解: 3HgS + 2HNO3 + 12HCl = 3H2HgCl4 + 3S + 2NO + H2O 1 1、熱穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性: : 碳酸鹽碳酸鹽 碳酸氫鹽碳酸氫鹽 碳酸。碳酸。 例如例如NaNa2 2COCO3 3分解溫度為分解溫度為2073K2073K;而;而NaH
27、CONaHCO3 3分解溫度僅為分解溫度僅為543K543K;但;但H H2 2COCO3 3常溫常壓即可分解。常溫常壓即可分解。2 2、除活潑金屬外,其他金屬的碳酸鹽的熱穩(wěn)定性都較差,一般尚、除活潑金屬外,其他金屬的碳酸鹽的熱穩(wěn)定性都較差,一般尚未加熱到熔點就分解了。未加熱到熔點就分解了。鹽Li2CO3Na2CO3BeCO3MgCO3CaCO3SrCO3BaCO3FeCO3ZnCO3CdCO3PbCO3熔點618850-熱分解/C1100180025540910128913602823503603003、一般來說,碳酸鹽中金屬離子的電荷越高,半徑越小,即金屬、一般來說,碳酸鹽中金屬離子的電荷
28、越高,半徑越小,即金屬離子的極化能力越強,該碳酸鹽的熱穩(wěn)定性就越差。離子的極化能力越強,該碳酸鹽的熱穩(wěn)定性就越差。4、碳酸鹽的熱分解是一種氣固兩相間的平衡。、碳酸鹽的熱分解是一種氣固兩相間的平衡。 CaCO3 = CaO + CO2 Kp = p CO2五、五、碳酸鹽的熱穩(wěn)定性與離子極化碳酸鹽的熱穩(wěn)定性與離子極化1、熱穩(wěn)定差、熱穩(wěn)定差 硝酸鹽和亞硝酸鹽的熱穩(wěn)定性很差,容易受熱分解。在所有無機含氧酸鹽硝酸鹽和亞硝酸鹽的熱穩(wěn)定性很差,容易受熱分解。在所有無機含氧酸鹽中,對同一金屬的鹽而言,其硝酸鹽和亞硝酸鹽的熔點通常是最低的。而且除中,對同一金屬的鹽而言,其硝酸鹽和亞硝酸鹽的熔點通常是最低的。而且
29、除鉀鈉等少數(shù)活潑金屬外,其它金屬的硝酸鹽和亞硝酸鹽在受熱時,大多未到熔鉀鈉等少數(shù)活潑金屬外,其它金屬的硝酸鹽和亞硝酸鹽在受熱時,大多未到熔點就發(fā)生了熱分解反應(yīng)。點就發(fā)生了熱分解反應(yīng)。2、熱分解的特點、熱分解的特點 硝酸鹽和亞硝酸鹽熱分解反應(yīng)與碳酸鹽熱分解反應(yīng)不同,硝酸鹽和亞硝酸硝酸鹽和亞硝酸鹽熱分解反應(yīng)與碳酸鹽熱分解反應(yīng)不同,硝酸鹽和亞硝酸鹽熱分解伴隨有氮的氧化態(tài)的改變,屬于氧化還原反應(yīng)。例如:鹽熱分解伴隨有氮的氧化態(tài)的改變,屬于氧化還原反應(yīng)。例如: 2KNO2KNO3 3(S) = 2KNO(S) = 2KNO2 2(S)+O(S)+O2 2(g) (g) 4NaNO 4NaNO2 2(S)
30、 = 2Na(S) = 2Na2 2O(S) + 4NO(g) + O2(g)O(S) + 4NO(g) + O2(g) 反應(yīng)中有反應(yīng)中有N N的氧化態(tài)改變,有氧氣放出(除的氧化態(tài)改變,有氧氣放出(除NHNH4 4NONO3 3外),因而可認為硝酸鹽外),因而可認為硝酸鹽是一種供氧劑。硝酸鹽和亞硝酸鹽不穩(wěn)定性也與其氧化還原性質(zhì)有關(guān)。亞硝酸是一種供氧劑。硝酸鹽和亞硝酸鹽不穩(wěn)定性也與其氧化還原性質(zhì)有關(guān)。亞硝酸鹽一般都溶于水(除鹽一般都溶于水(除AgNO2AgNO2外),而且亞硝酸鹽一般均有毒,并且是一種致癌外),而且亞硝酸鹽一般均有毒,并且是一種致癌物質(zhì),使用時務(wù)必小心。物質(zhì),使用時務(wù)必小心。3、
31、硝酸鹽、亞硝酸鹽都具有氧化性,在酸性條件下,顯示出較強的氧化硝酸鹽、亞硝酸鹽都具有氧化性,在酸性條件下,顯示出較強的氧化能力能力。亞硝酸鹽既有氧化性,也有還原性(當遇到強氧化劑如亞硝酸鹽既有氧化性,也有還原性(當遇到強氧化劑如KMnOKMnO4 4) )六、六、硝酸鹽、亞硝酸鹽的熱分解硝酸鹽、亞硝酸鹽的熱分解通常通常,硝酸鹽熱分解的產(chǎn)物,隨金屬離子的活潑性不同而分為三種類型硝酸鹽熱分解的產(chǎn)物,隨金屬離子的活潑性不同而分為三種類型:1、金屬活潑順序在、金屬活潑順序在Mg以前的活潑金屬的硝酸鹽,受熱分解成其亞硝酸鹽和氧氣。以前的活潑金屬的硝酸鹽,受熱分解成其亞硝酸鹽和氧氣。如如 2NaNO3(S)
32、 = 2NaNO2(S)+O2(g)2、金屬活潑順序介于、金屬活潑順序介于Mg與與Cu之間的金屬(包括之間的金屬(包括Mg和和Cu)的硝酸鹽,受熱分解)的硝酸鹽,受熱分解生成相應(yīng)的金屬氧化物及生成相應(yīng)的金屬氧化物及NO2(g)和和O2(g)。如:。如: 2Pb(NO3)2(S) = 2PbO(S) + 4NO(g) + O2(g)3、金屬活潑順序在、金屬活潑順序在Cu以后的不活潑金屬的硝酸鹽,受熱分解生成相應(yīng)的單以后的不活潑金屬的硝酸鹽,受熱分解生成相應(yīng)的單質(zhì)及質(zhì)及NO2(g)和和O2(g)。如:。如: 2AgNO3(S) = 2Ag(S) + 2NO2(g) + O2(g) NH4NO3的熱分解可是一種特例。這是因為的熱分解可是一種特例。這是因為NH4NO3中有兩種不同氧化態(tài)的中有兩
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