大学无机元素化学经典课件碳族元素

K2CrO4
沉淀分离出来:
PbCrO4↓
PbO2+HCl(浓) △ PbCl2 + Cl2↑ PbO2 + Mn2+ + H+ △ MnO42－ + Pb2+ + H2O
3.5 专题讨论
3.4.1 惰性电子对效应
主
ⅢA ⅣA ⅤA
要
BC N
是
Al Si P
6s2 电
Ga Ge As
子
In Sn Sb
对
Tl Pb Bi
的
ns2np1 ns2np2 ns2np3
惰
+1 +2 +3
性
ns2 ns2 ns2
2 越与 的来族 氧越数 化不对 态稳应 愈定的 来，最 愈与高 稳族氧 定数化
差态
Tl3++ H2S == Tl2S + S + H+ Tl + HCl == TlCl + H2
PbO2 + 4HCl(浓) == PbCl2 + Cl2 + 2H2O PbO2 + 2H2SO4 == 2PbSO4 + O2+ 2H2O
沉淀互相转化:
Pb(NO3)2 Na2SO4 PbSO4↓(白) KI PbI2 ↓(黄)
Na2CO3
PbS ↓
PbCO3 ↓(白)
PbO2(棕黑) 强氧化剂 能氧化HCl,H2SO4,Mn2+ Pb3O4 红色 铅丹(2PbO·PbO2)
Pb3O4 + HNO3 == Pb(NO3)2 + PbO2 + H2O
第三章 碳族元素
3.1 概述
氧化值
C Si Ge Sn Pb －4
+2 +4 (+2) +2 +2
+4
+4 +4 (+4)
最大配位数 4 6 6 6 6
单质可形成原子晶体 金属晶体
3.2 碳及其化合物
3.2.1 碳的同素异形体
3.2.2 碳的氧化物
CO具有还原能力和较强配位能力
CO+PdCl2+H2O == CO2+2HCl+Pd
Fe(CO)5, Ni(CO)4, Co2(CO)8 其中C是配位原子。
Hb·H2O+O2 HbO2+H2O Hb·O2+CO Hb·CO+O2
3.2.3 Mn+与可溶性碳酸盐的反应特点
1. Mn+电荷高,极易水解，如 Al3+,Fe3 +,Cr3+ 加入CO32-互 相促进,发生双水解反应。
Al2(SO4)3+Na2CO3+H2O == Al(OH)3+Na2SO4+CO2
Li2SiF6 、CaSiF6 易溶 Na2SiF6、K2SiF6 、BaSiF6 难溶 白色沉淀
3.3.2 硅酸与硅酸盐
硅酸
H4SiO4
原硅酸
H2SiO3
偏硅酸
xSiO2•yH2O 多硅酸
胶冻状硅酸 －H2O 硅胶
硅酸盐结构复杂, 硅氧四面体为基本骨架。
硅酸钠：Na2O•nSiO2
Cu2++ Na2SiO3 == CuSiO3 + 2H+
现出土的古代壁画、泥桶常常是黑的， 因为古代人用铅白作白颜料,铅白与H2S作 用成PbS黑色沉淀,因此可用此法使之变白。
PbCrO4 + HNO3 == Pb2+ + Cr2O72－+ NO3－
PbCl2 、PbI2 溶于热水 PbCl2 + HCl == H2[PbCl4]
PbI2 + KI == K2[PbI4]
3.4.2 Sn2+与 Sn(Ⅳ)
Sn+Cl2(过)
H2SnCl6
HCl
SnCl4 H2O H2SnO3+HCl↑ (强烈)
S2－
SnS2 Na2S
H+
Na2SnS3
SnS2 +H2S↑
HCl
[SnCl6]2－+H2S↑
SnS32－ H+ SnS2↓+H2S
S22－
HCl+Sn(OH)Cl↓
H2O,Cl－ Fe3+
广泛应用于化工,环保, 食品,医疗,能源,农业及日 常生活,石油化工领域
常见:A型,Y型,X型,M型
3.4 锡、铅的重要化源自文库物
3.4.1 单质 SnO2 + C == Sn + CO2
白锡 锡 疫 ↓161℃以上
13.2℃以下
灰锡（无定形）
脆锡（斜方）
2Pb+O2+CO2+H2O == Pb2(OH)2CO3
2. Mn+可水解,其氢氧化物溶解度与碳酸盐差不多,生成 碱式盐沉淀，如Be2+,Mg2+,Cu2+。
2 Mg2+ +2 CO32－ +H2O == Mg2(OH)2CO3+CO2 2 Be2+ +2 CO32－ +H2O == Be2(OH)2CO3+CO2
3. Mn+ 水解程度小,碳酸盐溶解度小,生成碳酸盐沉淀，
如Ca2+,Sr2 +,Ba2 +: Ba2 + +CO32－ == BaCO3
3.3 硅的化合物
3.3.1 硅的卤化物
硅常见的卤化物有SiCl4 、SiF4，它们均强烈水解：
SiCl4+H2O == H4SiO4+HCl
3SiF4+4H2O == H4SiO4+4H++2SiF62－
SiF4 +2HF == H2SiF6
泡沸石：Na2O • Al2O3 • 2SiO2 • nH2O
(a) [SiO4]4－ (b) Si2O76－ (c) Si4O128－ (d) Si6O1812－
3.3.3 沸石分子筛
硅铝酸盐: M2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O 孔道→空腔,吸附不同大小的分子
吸附剂: 干燥,净化或分离 催化剂: 催化剂载体
SnS↓
O2
Sn4+
Sn2+ HgCl2
OH－
Hg2Cl2↓+ Sn4+
Sn4++Fe2+ Sn(OH)2↓
Sn2+
Hg↓+ Sn4+
OH－
[Sn(OH)3]－
Bi3+ Bi↓+[Sn(OH)6] 2 －
3.4.3 Pb2+的难溶性及Pb(Ⅳ)的氧化性
PbCO3↓ (白) PbCrO4↓(黄)
PbCl2 ↓(白) PbI2 ↓(黄)
Ag +
5PbO2+ 2Mn2+ + 4H+ == 5Pb2+ +2MnO4－ + H2O
5NaBiO3(s)+2Mn2++14H+ == 2MnO4+5Na++5Bi3++7H2O
PbSO4 ↓ (白) PbS ↓(黑)
PbCO3+2HNO3 → Pb(NO3)2+H2O+CO2↑ PbSO4+OH－(过量) → [Pb(OH)3] －+SO42－ PbSO4+NH4Ac(饱和) → Pb(Ac)3－+SO42－+NH4+
如何使这些 沉淀溶解?
醋酸铅俗名叫 “铅糖”,甜,
PbS + HNO3 →Pb2++ S↓+NO↑+H2O PbS + HCl(浓) == H2[PbCl4] + H2S↑ PbS + H2O2 → PbSO4↓+H2O