碳族元素备课笔记锗锡铅及其化合物
碳族元素知识点总结
碳族元素知识点总结碳族元素是元素周期表中的第14组元素,包括碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)和铅(Pb)。
碳族元素具有许多重要的化学和物理性质,对于我们的日常生活和工业发展具有重要意义。
以下是关于碳族元素的几个主要知识点的总结:1.原子结构和电子配置:碳族元素位于周期表的p区,外层电子结构为ns2np2、碳原子的电子配置为1s2 2s2 2p2、在碳族元素中,碳和硅是典型的非金属,锗是半金属,锡是过渡金属,铅是主族金属。
2.原子半径和离子半径:碳族元素的原子半径有增大的趋势。
这是因为随着原子序数的增加,电子层的数量也增加,电子屏蔽效应增强,从而使得原子半径增加。
在同一族元素中,离子半径随着正电荷数的增加而减小。
3.化学反应性:碳族元素的化学反应性有较大差异。
碳和硅都是非金属,具有较高的电负性。
它们能够形成多种化合价的化合物,如碳的四价化合物和硅的四价和六价化合物。
锡和铅具有特殊的价态行为,可以形成多种化合价的化合物。
锡和铅通常表现出二郎功能。
4.晶体结构和物理性质:碳族元素的晶体结构和物理性质有明显的变化。
碳以钻石、石墨和富勒烯等多种晶体结构存在。
钻石具有非常高的硬度,石墨具有良好的导电性和润滑性,富勒烯则具有独特的球形结构。
硅具有金刚石样的晶体结构,可以形成多种晶体相。
锡和铅以金属晶体结构存在,具有良好的导电性和可塑性。
5.化合物和应用:碳族元素形成了众多的化合物,具有重要的应用价值。
最重要的化合物是碳的氧化物,如二氧化碳和一氧化碳。
二氧化碳在大气中起到重要的温室效应,一氧化碳是一种有毒气体。
锗和硅的氧化物是重要的半导体材料。
锡和铅的氧化物具有良好的导电性和光学性能,常用于制备导电玻璃和陶瓷材料。
此外,锡和铅还广泛用于合金制备和防腐剂。
6.生物学意义:碳族元素在生物学中具有重要的意义。
生命体中含有大量的碳和硅。
碳是有机物的组成要素,是地球上生物多样性的基础。
硅在植物细胞壁和一些动物骨骼中起到结构支持的作用。
笔记04 非金属及其化合物知识点总结笔记-一本抢分笔记之高中化学
CaCO ↓,NaHCO 不反应
3
3
Na2CO3 不分解
2NaHCO ===Na CO +CO ↑+H O
3
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2
2
第 57 页
Na2CO3 与 NaHCO3 的相互转变
⒈Na2CO3 转变成 NaHCO3
Na CO +CO +H O = 2NaHCO
23
22
3
⒉NaHCO 转变成 Na CO 2NaHCO ===Na CO +CO ↑+H O 2NaHCO +NaOH = Na CO +H O
4)不要把 Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑与 Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓相混。前者是工业制玻璃的反应
式之一,是在高温条件下发生的反应,而后者是在水溶液中发生的反应。若交换条件,两者均不发生反应。 8.硅
①硅在地壳中只 有 化合 态 ,没 有 游离 态 。其 含 量在 地 壳 中 居 第二 ,仅 次 于氧 ,是 构 成矿 物 和 岩 石 的 主 要成 分 。 ②晶体硅是灰黑色,有金属光泽,硬而脆的固体,是半导体,具有较高的硬度和熔点。 ③硅的化学性质不活泼,常温下,只能与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应:Si+2F2=SiF4、
3.CO 不溶于水,有毒(CO 和血红蛋白结合,使血红蛋白无法和 O2 结合,而使细胞缺氧引起中毒),但由于 CO
无色无味因此具有更大的危险性。
点燃
①可燃性:2CO+O2 2CO2
②还原性:CO+CuO CO2+Cu,CO+H2O(g)
CO2+H2O
碳族元素学习笔记无机化学
碳族元素预习笔记一、碳族元素通性1、原子结构性质⑴相似性:•外层电子构型:ns²np²气态氢化物的通式:RH4最高价氧化物对应的水化物通式为H2RO3或R(OH)4⑵递变性•+2价化合物主要氧化态稳定性:由上至下逐渐增强+4价化合物主要氧化态稳定性:由上至下逐渐减弱但铅(Ⅱ)化合物稳定性高于铅(Ⅳ),铅(Ⅳ)本身为强氧化剂。
•熔沸点降低(锡和铅反常),单质密度逐渐增大•金属性增强,非金属性减弱,(由于半径不断增大,原子核对外层电子引力变小所致)•最高价氧化物对应水化物的酸性减弱(最高价氧化物对应的酸举个例子解释:碳酸H2CO3。
(HO)2-CO连接一个氧原子,氧原子强吸电子作用导致碳原子电子云密度下降,对应的碳原子同样要从羟基上边多取电子,那么最终结果就是羟基氧原子再把和氢原子公用的电子对拉向自己。
那么此时氢原子是缺电子的,就会很容易电离。
氢原子越缺电子越容易电离;那么对应的中心原子越吸电子,氢原子就越缺电子。
所以从上到下,元素原子电负性减弱,吸电子能力减弱,自然氢离子电离能力减弱,酸性减弱。
)•氢化物的稳定性减弱•第一电离能:由碳至铅逐渐减小(同主族由上至下半径增大,更易失去最外层电子)特殊:锡<铅•熔沸点:由碳至铅逐渐减小(碳、硅为原子晶体,锗、锡、铅为金属晶体)二、元素的成键特性⒈碳:①共价键(sp:CO sp²:乙烯 sp³:甲烷):碳碳,碳氢,碳氧键键能大,稳定,因此碳氢氧可形成多种有机化合物。
②以碳酸盐的形式存在于自然界中2.硅:①硅氧四面体形式存在(石英,硅酸盐矿)②硅硅,硅氧,硅氢键较弱,可形成有机化合物但数量较少3.锡铅:①离子键(+2氧化态,SnO、PbO +4氧化态,SnCl4)②共价键(+4氧化态,SnO、PbO2)二、碳及其化合物1.单质(三种同素异形体)①金刚石:结构:sp³杂化,原子晶体,五个碳原子构成正四面体性质:硬度最大,熔沸点很高(由于其为空间网状结构),无色透明,不导电,化学惰性,但800°C以上与空气反应成CO2②石墨:结构:sp²杂化,层状原子晶体,每层上的碳原子各提供一个含成单电子的p轨道形成大π键层与层之间靠分子见作用力结合在一起。
碳族元素备课笔记
第13章碳族元素来自山东大学2010级化基某同学一、本章要点难点(1)碳的单质(2)碳的氧化物与含氧酸盐(3)分子筛(4)锡、铅的化合物二、章节设置介绍13.1碳族元素概述13.2碳及其化合物13.3硅及其化合物13.4锗锡铅及其化合物三、本章学习目的1、明确物质结构部分知识在本章中的运用,熟练掌握相关元素知识2、能够运用所学知识解释生活生产中的现象写在前面——小结与心得:1.通过这次备课笔记中的制作,切身体会到在因特网上和教材浩如烟海的资料中仔细寻找、查证的困难与艰辛,为弄懂一个小的知识点,也需要翻好几本参考书、搜索多次网页才可能找到一个合适的解释;体会到自然科学领域的严谨的同时,也对“真理”有了新的理解。
2.关于章节设置及每节内容设置,我的想法是首先应由单质到简单化合物再到复杂化合物,研究其相似性的同时兼顾差异的存在;对某一具体元素,应分别研究其原子结构及成键特性、单质结构及性质、各种常用化合物及性质;在对某种物质进行学习时,要果断选择对生产生活有重要影响的方面仔细理解记忆,对生僻的知识善于省略,而同时又要求当需要相关知识时能迅速查到并结合以前所学知识加以运用。
3.关于在备课笔记中融入自己的想法,我的理解是既包含对本章的整体把握,又有对每一节、每一知识点的细节安排,在这个过程中通过对来自各个不同来源的知识加以整合处理而形成一套自己的体系,便可以说已经有部分自己的看法。
虽然目前为止,对现象产生一个完全属于自己的解释还是有一定困难的,但我相信随着学习的不断升入,对各种方法原理的运用定会更加成熟,从而可以对部分现象有自己的看法。
4.学得越多,进而发现自己不懂得越多,所以,一定要努力学习好各方面知识,不仅仅是本专业知识,其他通用能力也是需要掌握的。
13.1碳族元素概述碳族元素(Carbon group)指的是元素周期表ⅣA族的所有元素,包括碳(carbon,C)、硅(silicon,Si)、锗(germanium,Ge)、锡(tin,Sn)、铅(lead,Pb)五种。
碳族元素知识点归纳
碳在氧气不足的情况下,生成 CO:
2 C(s)+ O2(g)—— 2 CO(g)(b)
一氧化碳可以与氧气进一步反应,
生成二氧化碳:
2 CO + O2 —— 2 CO2
(c)
焦炭是冶金工业的重要还原剂, 被用来还原金属氧化物矿物以冶炼 金属。如:
ZnO + C —12—00 —K Zn + CO
该反应可看作是反应
每个 C 原子以近似于 sp2 的杂化轨 道与相邻 3 个碳原子相连,未参加杂化 的 p 轨道在 C60 的球面形成大 键。
用纯石墨作电极,在氦气氛围中放 电,令电弧中产生的碳烟沉积在水冷反 应器的内壁上,这种碳烟中存在着数量 可观的 C60、C70 等碳原子簇。
2. 碳单质的还原性 碳单质最重要的性质是它的还原性。 碳在空气中充分燃烧,生成 CO2: C(s)+ O2(g)—— CO2 (g) (a)
CaCO3
有机化合物 动植物体, 煤,石油,天然气
碳在地壳中的质量分数 为 0.048 % 列第 15 位
硅 Si (曾用矽)
以 Si-O-Si 键的化合态存在: 水晶、石英、SiO2 其他硅酸盐矿物
硅在地壳中的质量分数 为 27.7 % 列第 2 位
1823 年,瑞典人贝采里乌斯 (Berz-elius)用金属钾还原四氟化 硅首次制得单质硅。
图中(d),(b)两线交点所对 应的温度为 T1,这时反应:
△rGm /(kJ·mol-1) -200 -400 -600 -800
(a) (b)
(c)
273
1273
T/K
(a) 2 CO(g)+ O2(g)—— 2 CO2(g)
反应的 △rSm 为负,其斜率为正。
无机化学 第14章 碳族元素
与碱性氧化物反应
NiO+SiO2 Na 2SiO3
与HF作用
SiO 2 4HF SiF4 (g) 2H2 O
32
CO2无毒,含量过高时会导致缺氧而窒息。 CO2也不助燃,含量达到2.5%时,火焰会熄灭。 “干冰”可升华,蒸发比较慢,常作制冷剂。 CO2的临界温度为304K,加压被液(258K, 1.545MPa),可装入钢瓶运输。CO2可作为 优良溶剂进行超临界萃取,如从甜橙皮中萃 取柠檬油,从茶叶中萃取咖啡因等。 12
21
由于碳原子无3d轨道,它的配位数已饱和,不 能接受H2O分子配位,因而都不能水解。 CCl4可以用CS2在催化剂的作用下氯化而制得:
CS2 + 3Cl2 CCl4 + S2Cl2
CCl4广泛用做有机物的溶剂,也是常用的 灭火剂。由于它能和钠作用生成NaCl,所以不 能用它扑灭燃烧的金属钠。
CaCO3 + HCl CaCl2 + H2O + CO2
13
碳酸及其盐 CO2能溶于水,但溶解度不大,298K时, 1L水中溶1.45g(约0.033mol)。水溶液中大 部分为CO2•H2O,极小为部分H2CO3。 它是 一种弱酸,仅存在于水溶液中,pH约等于4。 -7 = × H 2 CO 3 H HCO 3 K 1 4.2 10 2-11 = HCO 3 H CO 3 K 2 4.8×10 CO32-的结构: CO32-(6+3×8+2=32e-) 与 BF3(5+3×9=32e-)
2 2Mg 2CO 3 H 2O 2 H 2O 2Cu 2 2CO 3
2
Mg 2 (OH) 2 CO 3 (s) CO 2 (g) Cu 2 (OH) 2 CO 3 (s) CO 2 (g)
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第 15 章 碳族元素
15.1 复习笔记
碳族元素包括碳、硅、锗、锡和铅 5 种元素,价电子层结构为 ns2np2。其碳和硅是非 金属元素,其余三种是金属元素。
一、碳族元素通性
1.惰性电子对效应:C、Si +4 氧化态稳定,Pb 是+2 氧化态稳定。
2.碳族元素的单质 (1)碳的同素异形体 ①金刚石属立方晶系,是典型的原子晶体,其中 C 以 sp3 杂化轨道与其它原子相连,形 成了牢固的 C-C 键。金刚石晶体透明、折光、耐腐蚀且不导电,室温下,金刚石对所有的化 学试剂都显惰性。其硬度是所有物质中最大的,可达 10000 kg/mm2,俗称钻石,除用作 装饰品外,还用于制造钻探用的钻头和磨削工具。 ②石墨很软,呈灰黑色,密度较金刚石小,熔点比金刚石略低,具有层向的良好导电导 热性,容易沿层方向滑动裂开,常用来制作电极、润滑剂、铅笔等。 (2)硅、锗、锡、铅单质
③锡有三种同素异形体:
灰锡(α) ⎯286⎯K→白锡(β) ⎯434⎯K→脆锡(γ)
性质活泼, Sn + 2HCl(热、浓) = SnCl2 + H2↑
3Sn + 8HNO3(冷、稀) = 3Sn(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O Sn + 4HNO3(浓) = H2SnO3(SnO2·H2O)↓+ 4NO2↑+ H2O
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①单质硅的晶体结构类似于金刚石,熔点 1683 K,呈灰黑色,有金属外貌,性硬脆; 低温下稳定,不与水、空气和酸作用,但与强氧化剂和强碱溶液作用。
②锗是灰白色的脆性金属,结构为金刚石型,原子晶体,比 Si 活泼,能溶于氧化性酸 得到 Ge(Ⅳ),难溶于 NaOH,不与空气中的 O2、H2O、非氧化性酸作用。高纯锗也是较 好的半导体材料。
2020高中化学锗、锡、铅
B、Sn2+ 的还原性: 在酸碱中,还原能力都比较强
2 HgCl2 + SnCl2 + 2 HCl = Hg2Cl2↓(白) + H2SnCl6 Hg2Cl2 + SnCl2 = H2SnCl6 + 2Hg↓(黑) (这两个反应用于鉴定 Sn2+)
3 HSnO2- + 2 Bi 3+ + 9 OH- = 3 Sn(OH)62- + 2 Bi↓(黑) + H2O(鉴 定 Bi3+ )
2、单质与碱作用 Ge ( II ) 不稳定,生成 Ge ( IV )
3、与氧化性酸反应 a.Pb与任何浓度的硝酸反应都得到Pb(NO3)2; b.Sn与浓HNO3反应得到Sn(IV),与稀HNO3反应得到Sn(II) 3Sn + 8HNO3(稀) = 3Sn(NO3)2 + 2NO + 4H2O Sn + HNO3(浓) = H2SnO3 + 4NO2 + H2O
金属铅的重要用途是制 造蓄电池,金属铅还有 一 个 奇 妙 的 本 领 —— 它 能很好地阻挡X射线和放 射性射线。
四乙基铅(tetraethyl lead)是汽油抗震剂(antiknock agent), 其△fHm= 217.6kJ·mol1,但在常温下尚能稳定存在。由于用 Pb(C2H5)4作为汽油抗震剂,汽油燃烧后的废气中含有铅的化合 物,污染环境,已开发出不含铅的抗震剂,称为无铅汽油。
4、锗、锡、铅的卤化物
卤化物可以分成 MX2和 MX4 两大类。四碘化铅和四溴 化铅不能稳定存在。 易水解:
SnCl2 + H2O = Sn(OH)Cl↓ + H+ + Cl配制 SnCl2 溶液时要加盐酸和锡粒 SnCl4 + 2 Cl- = SnCl62PbI2 + 2 I- = PbI42-
碳族元素讲解
化一200900111143 杨晓碳族元素碳族元素碳族元素位于元素周期表中ⅣA族,包括碳(C)、硅(Si)、锗(Ge,分散元素)、锡(Sn)、铅(Pb)五种元素。
其中,碳、硅是非金属,其余三种是金属,由于硅、锗的金属性与非金属性均不强,也有人称其为准金属。
一、碳族元素的通性1、碳族元素在自然界中的分布:碳在自然界中主要以煤、石油、天然气、动植物等有机物存在,无机物矿藏主要有石灰石CaCO3、大理石CaCO3、白云石CaCO3·MgCO3、菱镁矿MgCO3等,空气中存在约0.03%(体积比)的CO2。
碳在地壳中的质量含量为0.027%。
碳主要有12C、13C、14C三种同位素,前两种的丰富度分别为98.892%和1.108%。
硅在地壳中的质量分数为28.2%,主要以硅酸盐的形式存在于土壤和泥沙中,自然界中也存在石英矿。
锗、锡、铅在地壳中的质量分数分别为0.0005%、0.0002%、0.0013%,主要以硫化物和氧化物的形式存在,其中锗、锡、以二氧化物存在,铅以硫化物居多。
2、元素结构与性质:3、元素的成键特征:⑴碳的成键特征①采取等性sp3杂化,形成4个共价单键。
如:CH4、金刚石等。
②采取等性sp2杂化,形成3个σ键和1个π键(或离域π键)。
如:石墨,COCl2等。
③ 采取等性sp 杂化,形成2个σ键和2个π键(或离域π键)。
如:CO 2、C 2H 2等。
④ 采取不等性sp 杂化,形成1个σ键和2个π键。
如:HCN 、CO 等。
⑤ 形成配位键。
如:CO 中有π配位键;Fe (CO )5中有σ配位键。
⑵ 硅的成键特征① 采取等性sp 3杂化,形成4个共价单键。
如:Si 4、SiCl 4等。
② 采取sp 3d 2杂化,形成六个共价单键。
如:SiF 62-等。
③ 形成配位键。
如:SiF 62-中有2个σ配位键。
Si-Si 、Si-H 、Si-O 键的键能分别为197kJ ·mol -1、320 kJ ·mol -1、368 kJ ·mol -1,除Si-O 键外前两者的键能分别小于C-C 键和C-H 键,因此,Si 、H 、O 可以形成一些类似于C 、H 、O 形成的有机物,但数量有限。
碳族及其化合物知识归纳总结
碳族及其化合物知识归纳总结一、碳族元素结构和性质递变规律碳硅锗锡铅元素的非金属性和金属最高价氧化物对应的水二、碳和硅的化学性质比较三、CO2与SiO2的性质比较补记:1、除去CO、CO2气体中混有的杂质(括号内为杂质)(1)CO(CO2):通过盛有_____________的洗气瓶中。
(2)CO2(CO):通过盛放_____________的硬质玻璃管中。
(3)CO2(O2):通过盛有_____________的硬质玻璃管中。
(4)CO2(SO2):通过盛有________或_______的洗气瓶中。
(5)CO2(HCl):通过盛有_____________的洗气瓶中。
(6)CO2(H2S):通过盛有_____________的洗气瓶中。
2、碳酸盐性质的一般规律(1)溶解性规律:碱金属的正盐的溶解度大于酸式盐(如:Na2CO3___NaHCO3);碱土金属(第ⅡA族)的正盐溶解度小于酸式盐(如:CaCO3___Ca(HCO3)2)(2)稳定性:难溶性的碳酸盐、(NH4)2CO3及酸式盐受热易分解;可溶性的碳酸盐较稳定,受热不易分解;一般而言,稳定性大小顺序为正盐大于酸式盐。
(3)酸式盐与碱反应时产物要根据相对量判断。
如在Ca(HCO3)2溶液中滴加NaOH溶液:Ca(HCO3)2+NaOH(少量)=Ca(HCO3)2+2NaOH(过量)=(4)CO32-,HCO3-的检验①CO32-的检验方法:向待检验溶液中滴加过量的BaCl2溶液,生成白色沉淀,再加入稀HNO3,白色沉淀又溶解,且生成无色、无味气体,则测得溶液中有CO32-。
②HCO3-的检验方法:向待检验溶液中滴加过量的BaCl2溶液,若无明显现象,再向溶液中滴加足量的酸(如稀HNO3),溶液中逸出无色、无味的气体,则测得溶液中有HCO3-四、硅及其化合物的特性1. Si的还原性大于C,但C却能在高温下还原出Si:高温也能发生。
SiO22CSi++CO↑22. 非金属单质跟碱液作用一般无H放出,但Si却放出H2:2↑+=++232222H SiO Na O H NaOH Si3. 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用,但Si 能与HF 作用: ↑+↑=+2424H SiF HF Si4. 非金属单质一般为非导体,但Si 为半导体。
碳族元素(碳硅锗锡铅)化学方程式总结
第14章碳族元素(碳硅锗锡铅) 碳 1. 甲酸分解:HCOOH浓H2SO4CO↑+H2O2. 碳酸根与铁离子:3CO32-+2Fe3++3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑3. 二氧化碳与氨气:CO2+H2O+NH3=NH4HCO34. 2CO2+[Sn(OH)6]2-=Sn(OH)4↓+2HCO3-5. 碳与氧化铅:C+PbO=Pb+CO↑6. 一氧化碳与氧化铅:CO+PbO=Pb+CO2↑7. 草酸分解:H2C2O浓硫酸△CO2↑+CO↑+H2O8. 碳酸钙与盐酸:CaCO3+2HCl=2CaCl2+H2O+CO2↑9. 一氧化碳与氯化亚铜:CO+CuCl+2H2O=Cu(CO)Cl·2H2O10. CO2+K2CO3+H2O=2KHCO311. 碳酸氢钾分解:2KHCO3= CO2↑+K2CO3+H2O12. 碳酸钾与二氧化硫:K2CO3+SO2=K2SO3+CO2↑13. 碳酸钾与硫化氢:K2CO3+H2S=K2S+H2O+CO2↑14. 碳酸钠与盐酸:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑15. 二氧化碳与氢氧化钙:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O16. CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)217. 碳与氧气:2C+O2=2CO18. 碳与氧气:C+O2=CO219. 一氧化碳与氧气:2CO+O2=2CO220. 碳与氧化锰:C+MnO=Mn+CO21. 一氧化碳与氧化锰:CO+MnO=Mn+CO222. 碳与氧化锌:C+ZnO高温Zn+CO23. 碳与水:C+H2O红热CO+H224. CO+PdCl2+H2O=CO2+2HCl+Pd↓25. CO+CuCl+2H2OH+Cu(CO)Cl·2H2O26. 一氧化碳与铁:5CO+Fe高温[Fe(CO)5]27. 碳酸钙分解:CaCO煅烧CaO+CO2↑28. 2CO32-+H2O+2Mg2+=Mg2(OH)2CO3↓+CO2↑29. HCO32-+Mg2+=MgCO3↓+H+30. 2C+SiO2+2Cl2△SiCl4+2CO31. 3C+3Cl2+B2O3△2BCl3+3CO32. 碳酸钠与二氧化硅:Na2CO3+SiO共融Na2SiO3+CO2↑33. 甲烷分解:CH41000℃C+2H234. 甲烷分解1500℃:2CH41500℃C2H2+3H2硅 1. 硅酸根与铵根:SiO32-+2NH4+=H2SiO3↓+2NH32. 二氧化硅与碳酸钠:SiO2+NaCO3共融Na2SiO3+CO2↑3. 二氧化硅与氟化氢:SiO2+6HF=H2[SiF6]+2H2O4. 甲硅烷分解:SiH4500℃Si+2H2↑5. SiCl4+LiAlH4乙醚SiH4↑+LiCl+AlCl36. SiF4+4H2O=H4SiO4↓+4HFSiF4+2HF=2H++[SiF6]2-7. 甲硅烷自燃:SiH4+2O2自燃SiO2+2H2O8. 四氯化硅与锌:SiCl4+2Zn=Si+2ZnCl29. 硅与氟气:Si+2F2=SiF410. 硅与氢氧根:Si+4OH-=SiO44-+2H2↑11. 3Si+18HF(aq)+4HNO3(浓)=3H2[SiF6]+4NO↑+8H2O12. 二氧化硅与碳:SiO2+2C1800℃Si+2CO↑13. 硅与氯气:Si+2Cl2△SiCl414. 硅与盐酸:Si+3HCl△SiHCl3+H215. SiCl4+2Zn△Si+2ZnCl216. 四氯化硅与氢气:SiCl4+2H2>1100℃Si+4HCl17. SiHCl3+H21100℃Si+3HCl18. 二氧化硅与氟化氢:SiO2+4HF(aq)=SiF4↑+2H2O19. SiO2+6HF(aq)=H2SiF6+2H2O20. 二氧化硅与氢氧根:SiO2+2OH-△SiO32-+H2O21. SiO44-+4H+=H4SiO4↓22. 二氧化硅与镁:SiO2+4Mg高温Mg2Si+2MgO23. 硅化镁与盐酸:Mg2Si+4HCl(aq)=SiH4↑+2MgCl224. 甲硅烷分解:SiH4500℃Si+2H225. SiH4+2O2自燃SiO2+2H2O26. 甲硅烷水解:SiH4+(n+2)H2O=SiO2·nH2O↓+4H227. SiH4+2KMnO4(aq)=2MnO2↓+K2SiO3+H2O+H228. 四氯化硅与水:SiCl4+4H2O=H4SiO4↓+4HCl↑29. SiO2+2C+2Cl2△SiCl4+2CO30. SiF4+4H2O=H4SiO4↓+4HFSiF4+2HF=2H++[SiF6]2-锗 1. 锗与浓硝酸:Ge+4HNO3(浓)=GeO2·H2O↓+4NO2↑+H2O2. 锗与氢气:Ge+2H2700~800℃GeH43. 二硫化锗与硫化钠:GeS2+Na2S(aq)=Na2GeS34. 锗与氢气:Ge+2H高温GeH4锡 1. 锡与浓硝酸:Sn+4HNO3(浓)=H2SnO3(β)↓+4NO2↑+H2O2. 锡与浓盐酸:Sn+2HCl(浓) △SnCl2+H2↑3. 3SnS2+6NaOH(aq)=Na2SnO3+2Na2SnS3+3H2O4. 3[Sn(OH)3]-+2Bi3++9OH-=3[Sn(OH)6]2-+2Bi↓5. 锡与氢氧根:Sn+2OH-+2H2O=[Sn(OH)4]2-+H2↑6. SnCl2+2HgCl2=SnCl4+Hg2Cl27. [Sn(OH)6]2-+2CO2=Sn(OH)4↓+2HCO3-8. 锡与氯气:Sn+2Cl2(g)=SnCl4(l)9. 四氯化锡与硫化钠:SnCl4+2Na2S=SnS2↓+4NaCl10. SnCl2+Na2S=SnS↓+2NaCl11. SnCl2+4NaOH=Na2[Sn(OH)4]+2NaCl12. 3[Sn(OH)4]2-+2Bi3++6OH-=2Bi↓+3[Sn(OH)6]2-13. Sn(OH)Cl+HCl=SnCl2+H2O14. 2Sn2++O2+4H+=2Sn4++2H2O15. Sn4++Sn=2Sn2+16. Na2SnS3+2HCl=SnS2↓+H2S↑+2NaCl17. 3Sn+8HNO3(极稀)=3Sn(NO3)2+2NO↑+4H2O铅 1. 铅与浓硝酸:Pb+4HNO3(浓)=Pb(NO3)2+2NO2↑+2H2O2. 二氧化铅与盐酸:PbO2+4HCl=PbCl2+Cl2↑+2H2O3. 5PbO2+2Mn2++4H+微热5Pb2++2MnO4-+2H2O4. PbCrO4+4NaOH=Na2[Pb(OH)4]+Na2CrO45. 硫化铅与氧气:2PbS+3O2=2PbO+2SO26. 氧化铅与氢氧化钠:PbO+2NaOH=Na2PbO2+H2O7. Na2PbO2+NaClO+H2O=PbO2+NaCl+2NaOH8. 氧化铅与碳:PbO+C=Pb+CO↑9. 氧化铅与一氧化碳:PbO+CO=Pb+CO2↑10. 铅与浓硫酸:Pb+3H2SO4(浓)=Pb(HSO4)2+SO2↑+2H2O11.. 铅与浓盐酸:Pb+3HCl(浓)=H[PbCl3]+H2↑12. 铅与硝酸:3Pb+8HNO3=3Pb(NO3)2+2NO↑+4H2O13. Pb2++CrO42-=PbCrO4↓14. 2PbCrO4+2H+=2Pb2++Cr2O72-+H2O15. PbCrO4+3OH-=CrO42-+[Pb(OH)3]-16. 铅与稀盐酸:Pb+2HCl(aq)=PbCl2+H2↑17. 铅与氢氧根:Pb+OH-+2H2O=[Pb(OH)3]-+H2↑18. 硫化铅与氧气:2PbS+3O焙烧2PbO+2SO219. 二氯化铅与氯离子:PbCl2+2Cl-=[PbCl4]2-打印下来更方便记忆!。
碳族元素自习笔记
碳族元素自习笔记一、碳族元素的通性1.原子结构及其性质(22np ns ) 性质碳硅锗锡铅原子半径/pm 77113 122 141 147 第一电离能/ (kJ/mol) 1086.4 786.5 762.2 708.6 715.5 电子亲和能(kJ/mol) -122.5 -199.6 -155.8 -120.6 -101.3 电负性2.551.90/1.82.01/1.81.96/1.82.33/1.9碳族元素中,碳硅是非金属,硅锗金属性和非金属性均不强,称为准金属元素。
锡铅是金属元素。
熔沸点较高。
酸性介质中,Co 易发生歧化反应生成C 和2CO ;Si 易发生歧化反应生成4SiH 和2SiO ;+2Ge易发生歧化反应生成Ge 和2GeO ;碱性介质中,-2HCO 易发生歧化反应生成C 和-23CO ;Si 易发生歧化反应生成4SiH 和-23SiO 。
二、成键特征C :C 与H 、O 、Cl 等非金属原子形成共价化合物,键能大,稳定性高,C 、H 、O 形成数百万种的有机化合物,其中C 的氧化数从+4到-4。
以碳酸盐的形式存在于自然界中。
Si :①以硅氧四面体的形式存在,如石英和硅酸盐矿。
②Si —Si 和Si —H 键能小于C —C 和C —H,Si 、H 、O 也可形成共价化合物,但是数量有限。
Sn 和Pb :①以+2氧化态的形式存在于离子化合物中,如:2SnCl 、SnO 、23)(NO Pb 、PbO 。
②以+4氧化态的形式存在于共价化合物和少数;离子型化合物中,如:4SnCl 、2PbO 、2SnO 等。
其中以+4氧化态的铅,由于惰性电子对效应,具有强氧化性。
三、元素在自然界中的分布碳在自然界中主要以煤、石油、天然气动植物有机物存在,无机物矿藏中主要有石灰石(碳酸钙)、大理石(碳酸钙)、白云石33MgCO CaCO ?、菱镁矿3MgCO 等,空气中存在约0.03%的二氧化碳。
碳主要有C 12、C C 1413,三种同位素。
碳族元素-备课笔记-锗、锡、铅及其化合物
13.4锗、锡、铅及其化合物1、锗、锡、铅单质(1)物理性质:①Ge:锗晶格结构与金刚石相同,具有灰白色的金属光泽,粉末状呈暗蓝色,硬度比较大,熔点为1210K。
高纯锗是一种良好的半导体材料。
②Sn:白锡是银白色金属,硬度低,熔点为505K。
Sn有三种同素异形体:灰锡(α型)、白锡(β型) 和脆锡。
白锡是银白色略带蓝色的金属,有延展性,可以制成器皿。
在常温下,锡是正方晶系的晶体结构,即为白锡。
温度低于286K时,白锡将慢慢转换为粉末状地灰锡(无定形),温度越低,转化速度越快,在225K时转变速度最快,因此,锡制品长期处于低温状态会自行毁坏,变成一堆粉末。
这种变化先是从某一点开始,然后迅速蔓延,这种锡的“疾病”还会传染给其他“健康”的锡器,被称为“锡疫”。
由于锡怕冷,因此在冬天要特别注意别使锡器受冻。
有许多铁器常用锡焊接的,也不能受冻。
1912年,斯科特、鲍尔斯、威尔逊、埃文斯、奥茨一行人登上冰天雪地的南极洲探险,他们带去的汽油全部奇迹般地漏光了,致使燃料短缺,探险队遭到了全军覆灭的灭顶之灾。
原来汽油桶是用锡焊接的,一场锡疫使汽油漏得无影无踪,造成这样一场惨祸。
温度高于434K时,白锡可以转化为具有斜方晶系的晶体结构的斜方锡。
斜方锡很脆,一敲就碎,展性很差,叫做“脆锡”。
③Pb:铅是密度很大(11.35g·cm-3)、熔点低(601K)的金属,新切开为银白色,很快在表面生成碱式碳酸铅保护膜而呈暗灰色。
铅是银白色的金属(与锡比较,铅略带一点浅蓝色),十分柔软,用指甲便能在它的表面划出痕迹。
用铅在纸上一划,会留下一条黑道道。
在古代,人们曾用铅作笔。
“铅笔”这名字,便是从这儿来的。
所有可溶铅盐和铅蒸气都有毒,一旦发生铅中毒,应注射EDTA-HAc的钠盐溶液,使Pb2+形成稳定的配离子从尿中排出解毒。
(2)化学性质:①Ge:常温下不与空气中的氧反应,但高温下能被氧气氧化成GeO2,。
Ge不与稀盐酸、稀硫酸反应,但能被浓硫酸和浓硝酸氧化成水合二氧化锗(GeO2·nH2O)。
碳族元素
第十三章碳族元素元素周期表中的IV A族元素包括碳、硅、锗、锡、铅及其化合物。
13.1 碳族元素的通性13.1.1 原子结构及性质碳族元素中,碳、硅是非金属,其余三种是金属,由于硅、锗的金属性和非金属均不强,也有人将其称为准金属。
M2+2213.1.2成键特点①碳以sp、sp2、sp3三种杂化状态为主,在自然界中以碳酸盐的形式存在。
②硅以硅氧四面体的形式存在于石英矿和硅酸盐矿中,也可以形成少数硅氧氢化合物。
③锡铅以+2氧化态存在于离子化合物中,以+4氧化态存在与共价化合物和少量离子化合物中。
+4氧化态的铅由于惰性电子对效应具有强氧化性。
13.1.3元素在自然界中的分布碳在自然界主要以化石燃料及动植物有机体形式存在,无机矿藏主要有石灰石、大理石、白云石、菱镁矿等,空气中存在约0.03%的二氧化碳。
碳在地壳中的含量为0.027%。
硅在地壳中的质量分数为28.2%,主要以硅酸盐的形式存在于土壤和泥沙中,自然界也存在石英矿。
锗、锡、铅在地壳中的含量都不高,主要以硫化物和氧化物的形式存在。
如硫银锗矿4Ag2S·GeS2、锡石矿SnO2、方铅矿PbS等。
13.2 碳及其化合物13.2.1 单质碳有三种同素异形体,金刚石、石墨、球型碳。
无定形碳中也有石墨的结构。
石墨结构金刚石结构①金刚石的性质金刚石就是我们常说的钻石(钻石是它的俗称),它是一种由纯碳组成的矿物。
金刚石是自然界中最坚硬的物质,因此也就具有了许多重要的工业用途,如精细研磨材料、高硬切割工具、各类钻头、拉丝模。
还被作为很多精密仪器的部件。
金刚石有各种颜色,从无色到黑色都有,以无色的为特佳。
它们可以是透明的,也可以是半透明或不透明。
多数金刚石大多带些黄色。
金刚石的折射率非常高,色散性能也很强,这就是金刚石为什么会反射出五彩缤纷闪光的原因。
金刚石在X射线照射下会发出蓝绿色荧光。
金刚石仅产出于金伯利岩筒中。
金伯利岩是它们的原生地岩石,其他地方的金刚石都是被河流、冰川等搬运过去的。
笔记04 非金属及其化合物知识点总结笔记-一本抢分笔记之高中化学
①Si 的还原性大于 C,但 C 却能在高温下还原出 Si: SiO2+2C
Si+2CO↑
②非金属单质跟碱液作用一般无 H2 放出,但 Si 却放出 H2: Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑ ③非金属单质一般不跟非氧化性酸作用,但 Si 能与 HF 作用:Si+4HF=SiF4+2H2↑ ④非金属单质大多为非导体,但 Si 为半导体。
CaCO ↓,NaHCO 不反应
3
3
Na2CO3 不分解
2NaHCO ===Na CO +CO ↑+H O
3
23
2
2
第 57 页
Na2CO3 与 NaHCO3 的相互转变
⒈Na2CO3 转变成 NaHCO3
Na CO +CO +H O = 2NaHCO
23
22
3
⒉NaHCO 转变成 Na CO 2NaHCO ===Na CO +CO ↑+H O 2NaHCO +NaOH = Na CO +H O
称水玻璃,是一种矿物胶,可作粘合剂,防腐剂。 13.水泥、玻璃、陶瓷 ①普通水泥的主要成分是硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)和铝酸三钙(3CaO·Al2O3),
水泥具有水硬性,水泥、沙子和碎石的混合物叫混凝土。
②制玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英,主要反应是:SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3, 但在高温下 SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑也能发生。
⑨Na2SiO3 的水溶液称水玻璃,但它与玻璃的成分大不相同,硅酸钠水溶液(即水玻璃)称泡花碱,但它却 是盐的溶液,并不是碱溶液
4.4锗锡铅及其化合物的性质
Pb(OH)2 (s,白) 过量OH-
[Pb(OH)3 ]-
Sn 4 适量OH-
H+
Sn 浓HNO3
无定型
α - H2SnO 3 (s,白) 过量OH-
放置
四方晶
[Sn(OH)6 ]2-
β - H2SnO 3 (s,白) 不溶于酸或碱
Sn 4HNO3 (浓) H2SnO 3 4NO2 H2O
Pb2PbO4 4HNO3 2Pb(NO3 )2 PbO2 (褐色) 2H2O
三氧化二铅(Pb2O3):橙色 可看作:PbO·PbO2
氧化铅:(PbO):黄色 9
1 锡、铅的氢氧化物和氧化物
Sn 2 适量OH-
H+
Sn(OH)2 (s,白) 过量OH- [Sn(OH)4 ]2-
适量OH-
Pb2
灰锡(α 锡) 13.2℃ 白锡(β 锡) 161℃
脆锡
3
1911~1912年, 斯科特(英,R.F.Scott,1868~1912)去南极探险,他和四名助手于1912年 1月17日到达了南极中心。在返回途中,发现储存在供应点的油罐破裂,燃料油流失,食 物被油污染,终于冻饿而死。油罐是用锡焊接的。
10
氢氧化物的酸碱性
Sn(OH)4
酸 性 增 强
Sn(OH)2
均为两性!
酸性增强 碱性增强
Pb(OH)4
碱 性 增 强
Pb(OH)2
11
Sn(II)的还原性
EA/V EB/V
Sn4 0.154 Sn2 0.136 Sn [Sn(OH)6 ]2- -0.93 [Sn(OH)4 ]2 0.91 Sn
4
铅:质软,能阻挡X射线。
高中化学碳族元素的知识点总结
高中化学碳族元素的知识点总结碳族元素是周期表中的第14族,包括碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)和麦家(Ja)。
碳族元素具有一些共同的性质和特征,下面将对碳族元素的知识点进行总结。
1.原子结构:碳族元素的原子结构特点是外层电子壳的电子数量为4个。
每个碳族元素的原子内核都有与其电子数相等的质子数,电荷中和,具有相应的原子序数。
电子层的排布为[2,8,4],其中两个内层电子属于填充内层,而最外层电子属于价电子。
2.定位和周期性:碳族元素位于第2周期,是元素周期表中的第14组。
它们具有相似的化学性质,因为它们有相同数量的价电子,并且在化学反应中容易失去或获得4个电子。
3.物理性质:碳族元素的物理性质有一定的规律性。
随着原子序数的增加,原子半径逐渐增加,原子核对外层电子的束缚减弱,电子云容易发生形变。
此外,碳族元素的密度、熔点和沸点也随着原子序数的增加而递增。
4.化学性质:碳族元素的化学性质主要由它们的外层电子配置所决定,其中最外层电子的数量为4个。
碳族元素常发生+4价和-4价两种价态。
在化合物中,它们通常与其他元素形成共价键或离子键。
5.碳的性质:以碳为代表的碳族元素是生命中的基础元素,生物分子的骨架和结构都以碳为主要构成部分。
碳的共有4个价电子,因此形成氧化态及共价化合物较为常见。
碳的同素异形体分子和同系物在化学反应中具有独特的性质和活性。
6.半金属元素:碳族元素中的硅,被认为是一种半金属元素。
硅的特点是中等电负性、半导体特性和热稳定性较好。
硅在电子学和材料科学领域有广泛的应用,如制备半导体器件和太阳能电池。
7.其他碳族元素:除碳和硅外,锡、铅和麥家也是碳族元素。
锡和铅是广泛使用的金属,它们常用于制备合金。
麦家是放射性元素,具有高毒性和放射性衰变的特点。
8.化合物和应用:碳族元素形成的化合物具有多样性和广泛的应用。
例如,碳形成的化合物包括有机化合物(有机化学的基础)、无机化合物(如碳酸盐)和碳化物(如硅碳化物)。
讲座十四⑵,锗锡铅,2018.1.28,2中
Ⅱ、由于红色的α型-PbO与PbO2的稳 定 性差别小:生成焓分别为-219kJ· mol-1 和-277 kJ· mol-1,故Pb在空气中加热时 熔融 生成PbO。在高温下能与氧反应而生成 Δ 不同氧化物。2Pb+O 2PbO, 2 3Pb+2O (纯 ) Pb O 。 Δ 2 Δ 3 4 Δ
锡不与水的反应,也可以这样解释,φӨ (Sn2+/Sn)与 φӨ (H+/H2)值相差无几,而且H2在锡上的过电势又很大 ,所以锡既不被氧气氧化,又不与H2O反应,常被用来 镀在某些金属(主要是低碳钢制件)表面防锈蚀。
Pb
21
温度高于150℃时,锡能在空气中能生成 SnO和SnO2, 生成SnO2的反应是主要反应 Sn+O2 Δ SnO2;在赤热的高温下,锡迅速 氧化挥发。在无氧条件下发生歧化反应, Δ 2SnO SnO2+ Sn, 在610℃以上时,锡与二氧化碳反应生成 二氧化锡:Sn+2CO2→SnO2+2CO, 在650℃以上时,锡能跟水蒸气反应: Sn+2H2O(g)→SnO2+2H2↑
焙烧
通过精馏提纯GeCl4,并加 GeCl4+2H2O=GeO2(纯)+4HCl, 水水解得到二氧化锗. <813K
GeO2+2SO2;GeO2+4HCl=GeCl4+2H2O, Ge+2H2O。将温度升至1373K,锗粉
GeO2+2H2
熔化,注入模中得锗锭。最后用物理方法──区域熔融法
──来进一步提纯可以得到高纯锗。
7
锡石SnO2
方铅矿 PbS
8
2、锡和铅 ⑴、存在:锡以氧化物锡石SnO2的状态存在。铅以各 种形态的化合物存在,其中最重要的是方铅矿PbS, 白铅矿PbCO3。
碳族元素2
铅的氢氧化物 Pb(OH)2也具有两性:
Pb(OH)2+ 2HCl = PbCl2 + 2H2O Pb(OH)2+ NaOH = Na[(Pb(OH)3)] 若将Pb(OH)2在373K脱水,得到红色PbO;如果加热温度低,则
得到黄色的PbO。
3、卤化物 将金属Ge、Sn、Pb直接与卤素或浓的氢卤酸反应,或者用它
GeS2+S2-= [GeS3]2- 硫代锗酸盐 SnS2+S2- = [SnS3]2- 偏硫代锡酸盐 或SnS2+2S2-= [SnS4]4- 正硫代锡酸盐 ② GeS及SnS能溶于多硫化铵溶液中,因为多硫离子有氧化性, 它能将GeS或SnS氧化成硫代锗酸盐或硫代锡酸盐而溶解。例如
SnS+S22-= SnS32在SnS32-盐溶液中加酸,将析出黄色SnS2沉淀:
③ 与碱反应
Ge + 2 OH-+ H2O = GeO32-+ 2 H2 Ge ( II ) 不稳定,生成 Ge ( IV ) Sn + 2 OH-+ 2 H2O = Sn (OH)42-+ H2 Pb + 2 OH- = + H2 2、单质的制备
锗的制备
提取锗的一般原理是先将矿石中的GeS2转变为GeO2,接着用 盐酸溶解并加以蒸馏,利用GeCl4的挥发性将锗分离出来。将所得 到的GeCl4重蒸馏并令其水解,使它又变为GeO2。再将GeO2溶于盐 酸,重复上述过程,直到获得纯GeO2。然后将GeO2在适当温度下 用H2还原。
Pb(OH)2 + ClOˉ = PbO2 + Cl- + 2OHˉ + H2O
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13.4锗、锡、铅及其化合物
1、锗、锡、铅单质
(1)物理性质:
①Ge:锗晶格结构与金刚石相同,具有灰白色的金属光泽,粉末状呈暗蓝色,硬度比较大,熔点为1210K。
高纯锗是一种良好的半导体材料。
②Sn:白锡是银白色金属,硬度低,熔点为505K。
Sn有三种同素异形体:灰锡(α型)、白锡(β型) 和脆锡。
白锡是银白色略带蓝色的金属,有延展性,可以制成器皿。
在常温下,锡是正方晶系的晶体结构,即为白锡。
温度低于286K时,白锡将慢慢转换为粉末状地灰锡(无定形),温度越低,转化速度越快,在225K时转变速度最快,因此,锡制品长期处于低温状态会自行毁坏,变成一堆粉末。
这种变化先是从某一点开始,然后迅速蔓延,这种锡的“疾病”还会传染给其他“健康”的锡器,被称为“锡疫”。
由于锡怕冷,因此在冬天要特别注意别使锡器受冻。
有许多铁器常用锡焊接的,也不能受冻。
1912年,斯科特、鲍尔斯、威尔逊、埃文斯、奥茨一行人登上冰天雪地的南极洲探险,他们带去的汽油全部奇迹般地漏光了,致使燃料短缺,探险队遭到了全军覆灭的灭顶之灾。
原来汽油桶是用锡焊接的,一场锡疫使汽油漏得无影无踪,造成这样一场惨祸。
温度高于434K时,白锡可以转化为具有斜方晶系的晶体结构的斜方锡。
斜方锡很脆,一敲就碎,展性很差,叫做“脆锡”。
③Pb:铅是密度很大(11.35g·cm-3)、熔点低(601K)的金属,新切开为银白色,很快在表面生成碱式碳酸铅保护膜而呈暗灰色。
铅是银白色的金属(与锡比较,铅略带一点浅蓝色),十分柔软,用指甲便能在它的表面划出痕迹。
用铅在纸上一划,会留下一条黑道道。
在古代,人们曾用铅作笔。
“铅笔”这名字,便是从这儿来的。
所有可溶铅盐和铅蒸气都有毒,一旦发生铅中毒,应注射EDTA-HAc的钠盐溶液,使Pb2+形成稳定的配离子从尿中排出解毒。
(2)化学性质:
①Ge:常温下不与空气中的氧反应,但高温下能被氧气氧化成GeO2,。
Ge不与稀盐酸、稀硫酸反应,但能被浓硫酸和浓硝酸氧化成水合二氧化锗(GeO2·nH2O)。
在碱性溶液中能被过氧化氢氧化为锗酸盐。
Ge+4HNO3(浓) GeO2·H2O↓+4 NO2↑+H2O
②Sn:常温下由于锡表面有一层保护膜,所以在空气和水中能稳定存在。
Sn+O2SnO2
Sn +2X2SnX4(X=Cl、Br)
Sn在冷的稀盐酸中溶解缓慢,但迅速溶于热浓盐酸中:
Sn +2HCl SnCl2+H2↑
3Sn+8HNO3(极稀)3Sn(NO3)2↓+2NO ↑+4H2O
Sn+4HNO3(浓) H2SnO3(β)↓+4NO2↑+H2O
Sn+2OH-+4H2O Sn(OH) 2
+2H2
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①Pb:
加热时Pb能与O2、S、Cl2等非金属单质反应生成相应的二元化合物。
Pb与非氧化性的酸反应产物为Pb(Ⅱ):
Pb+2HCl PbCl2↓+H2↑(反应不易发生)
铅的电极电势E Pb2+/Pb =-0.126V,理论上Pb能从稀盐酸和稀硫酸中置换出H2,但由于PbCl2和PbSO4难溶于水,附着在Pb表面阻碍反应继续进行,并且H2在铅上的超电势较大,因此,铅难以与盐酸和稀硫酸反应。
Pb+4HCl(浓)H2[PbCl4]+H2↑
Pb+H2SO4(稀)PbSO4↓+H2↑(反应不易发生)
Pb+3H2SO4(浓)Pb(HSO4)2+SO2↑+2H2O
3Pb+8HNO3(稀)3Pb(NO3)2+2NO↑+4H2O
Pb+2HAc Pb(Ac)2+H2↑
在Pb(Ac)2溶液中除Pb(Ac)2还有PbAc+配离子。
水中无氧时,Pb的溶解度很小;当有氧气时Pb在水中溶解度增大。
Pb是两性金属:
Pb+OH-+2H2O Pb(OH)3-+H2↑
(3)制备:
①Ge:锗属于稀有分散元素,在自然界中以锗石矿(Cu2S·FeS·GeS2)形式存在,提取锗的难度在于锗的富集。
一般是通过焙烧将锗的硫化物转变为GeO2,再经盐酸处理转化为GeCl4,经精馏提纯后,GeCl4水解成GeO2,再用H2在高温下将GeO2还原为单质Ge。
超纯锗的制备是用区域熔融法,制造半导体的超纯锗的纯度高于99.99999%。
②Sn:矿石经氧化焙烧,使矿石中所含S、As变成挥发性物质跑掉,其他杂质转化成金属氧化物。
用酸溶解那些可和酸作用的金属氧化物,分离后得SnO2,再用C高温还原SnO2制备单质Sn:
△
SnO2(s)+ 2C(s) Sn(l)+ 2CO(g)
③Pb:方铅矿先经浮选,再在空气中焙烧转化成PbO,然后用CO高温还原制备Pb:
△
2PbS(s) + 3O2(g)2PbO(s) + 2SO2(g)
△
PbO(s)+CO(g)Pb(l)+CO2↑
粗铅经电解精制其纯度可达99.995%,高纯铅(99.9999%的)仍需用区域熔解获得。
(4)用途:
①Ge:高纯度的锗是半导体材料。
从高纯度的氧化锗还原,再经熔炼可提取而得。
掺有微量特定杂质的锗单晶,可用于制各种晶体管、整流器及其他器件。
锗的化合物用于制造荧光板及各种高折光率的玻璃。
锗单晶可作晶体管,是第一代晶体管材料。
锗材用于辐射探测器及热电材料。
高纯锗单晶具有高的折射系数,对红外线透明,不透过可见光和紫外线,可作专透红外光的锗窗、棱镜或透镜。
锗和铌的化合物是超导材料。
二氧化锗是聚合反应的催化剂,含二氧化锗的玻璃有较高的折射率和色散性能,可作广角照相机和显微镜镜头,三氯化锗还是新型光纤材料添加剂。
锗,具有半导体性质。
对固体物理学和固体电子学的发展起过重要作用。
锗的熔密度5.32克/厘米3,为银灰色脆性金属。
锗可能性划归稀散金属,锗化学性质稳定,常温下不与空气或水蒸汽作用,但在600~700℃时,很快生成二氧化锗。
与盐酸、稀硫酸不起作用。
浓硫酸在加热时,锗会缓慢溶解。
在硝酸、王水中,锗易溶解。
碱溶液与锗的作用很弱,但熔融的碱在空气中,能使锗迅速溶解。
锗与碳不起作用,所以在石墨坩埚中熔化,不会被碳所污染。
锗有着良好的半导体性质,如电子迁移率、空穴迁移率等等。
锗的发展仍具有很大的潜力。
现代工业生产的锗,主要来自铜、铅、锌冶炼的副产品。
②Sn:镀锡的铁皮俗称马口铁,常用来制作水桶、烟筒等。
Sn还常用来制造青铜(Cu-Sn合金)和焊锡(Pb-Sn合金)。
锡与硫的化合物——硫化锡,它的颜色与金子相似,常用作金色颜料。
锡器历史悠久,可以追溯到公无前3700年,古时候,人们常在井底放上锡块,净化水质。
在日本宫廷中,精心酿制的御酒都是用锡器作为盛酒的器
皿。
它具有储茶色不变,盛酒冬暖夏凉,淳厚清冽之传。
锡茶壶泡茶特别清香,用锡杯喝酒石酸清冽爽口,锡瓶插花不易枯萎。
锡器的材质是一种合金,其中纯锡含量在97%以上,不含铅的成份,适合日常使用。
锡器平和柔滑的特性,高贵典雅的造型,历久常新光泽,历来深受贵族人士的青睐,在欧洲更成为古典文化的一种象征。
锡是排列在白金,黄金及银后面的第四种贵金属,它富有光泽、无毒、不易氧化变色,具有很好的杀菌、净化、保鲜效用。
生活中常用于食品保鲜、罐头内层的防腐膜等。
锡是一种质地较软的金属,熔点较低,可塑性强。
它可以有各种表面处理工艺,能制成多种款式的产品,有传统典雅的欧式酒具、烛台、高贵大方的茶具,以至令人一见倾心的花瓶和精致夺目的桌上饰品,式式具全媲美熠熠生辉的银器。
锡器以其典雅的外观造型和独特的功能效用早已风靡世界各国,成为人们的日常用品和馈赠亲友的佳品。
锡在我国古代常被用来制作青铜。
锡和铜的比例为3:7。
③Pb:铅常用于制造低熔点合金,如焊锡、保险丝等;铅能抵挡X射线辐射,常用来制作X射线防护品;铅锑合金用作铅蓄电池的极板。
在化工厂里,常用铅来制造管道和反应罐。
著名的制造硫酸的铅室法,便是因为在铅制的反应器中进行化学反应而得名的。
金属铅的重要用途是制造蓄电池。
据不完全统计,1971年,铅的世界年产量达308.3万吨,其中大部分是用来制造蓄电池。
在蓄电池里,一块块灰黑色的负极都是用金属铅做的。
正极上红棕色的粉末,也是铅的化合。