铝族 锗分族.docx
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铝族 锗分族.docx
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铝族锗分族
Handout6铝族锗分族
第一节铝
§1-1存在和提取
存在见投影
提取:
铝钒土(Al2O3)
NaAl(OH)4
Al(OH)3
Al2O3
电解液Al2O3+NaAlF6(2~8%)+CaF2
(10%)
§1-2性质
一、与B比较
1.B半径小,IE高。
故以共价键形成化合物
Al可以离子键
共价键
2.最大配位数B4BF4−B(OH)4−
Al6AlF63−Al(OH)63−
3.B非金属H3BO3酸性
Al金属Al(OH)3两性
二、Al与水的反应(叫同学讨论)
Al+H2O=Al(OH)3+H2↑
钝化后不反应
加酚酞后是否变红,自来水?
三、Al+HCl→AlCl∙6H2O晶体
Al+HCl(气)→AlCl3
4Al+3C→AlCΔG=−211.3KJ∙mol−1
§1-3氢氧化物和氧化物
Al(OH)3(s)=Al3+(aq)+3OH−(aq)
Al(OH)3(s)+H2O=H+(aq)+Al(OH)4−(aq)Ksp(a)=2.0×10−11
请问:
对Al(Ⅲ)来说,存在于水的pH范围
如CAl(Ⅲ)=0.1mol∙l−13.5~9.7
Al3+Al(OH)3Al(OH)4−
§1-4卤化铝
AlF3白色难溶Ksp=1.0×10−15离子化合物
AlCl3固态:
以离子键形式存在
eg以共价键形式存在
合成:
2Al+3X2→2AlX3
Al2O3+3C+3X2=2AlX3+3CO(ClBr)
AlCl3∙6H2O
Al(OH)3+3HCl+3H2O
§1-5铝盐和配合物
一、磷酸盐
Al3++PO43−→AlPO4∙xH2O白色胶状
可否溶于强酸?
可溶,如何计算?
是一种新型的分子筛
二、易溶铝盐Al2(SO4)3∙nH2O
Al(NO3)3∙nH2O
这些盐受热时,因Al(Ⅲ)的水解作用生成碱式盐
Al(ClO4)3∙15H2O
Al(OH)(ClO4)3
Al(NO3)3∙9H2O
Al2O3
Al(NO3)3
Al(OH)(ClO4)2
灭火Al3++3HCO3−=Al(OH)3↓+3CO2
Al2(SO4)3+NaHCO3比H2SO4+Na2CO3好
白色固体阻挡燃烧
三、明矾(叫同学回答)
1.复盐的溶解度小→稳定
温度030100
Al2(SO4)3(g)31.240.582.1
K2SO4·Al2(SO4)3(g)3.08.4154
2.明矾M2SO4∙M2(SO4)3∙24H2O
LiNaKRbCsNH4TlMⅠ
AlFeCrVCoMnRhIrMⅢ
SO4→SeO4
四、配合物
Al3++2C2O42−=Al(C2O42−)33−6.2×1016
Al3++Y4−=AlY−2.0×1016
(Y=EDTA)
问题:
Al+S
Al2S3
而AlCl3+Na2S→无Al2S3why?
第三节镓铟铊
1.性质
Ga在液态有Ca2→说明它的非金属性强
Ga(OH)3和Al(OH)3的酸性比较:
Ga(OH)3强而应为Al(OH)3强
周期性:
从上到下,金属性增强,氢氧化物碱性↑
问题:
在NaAl(OH)4和NaGa(OH)4中通CO2,哪个先沉淀?
NaAl(OH)4+H2CO3=Al(OH)3↓+NaHCO3+H2O
强b强a弱a弱b
§3-1性质
一、物性
1.比铅还软
(比较:
ⅠA、ⅡAⅢA与ⅣA)
2.Ga的特殊性熔点29.780C沸点24030C
液态区间最大用途:
温度计
3.液态液态的密度固态
4.半导体
二、Ga的提取
1.Ga和Al的金属性哪个强?
Ga(OH)3和Al(OH)3的酸性:
Al、Ga强
Ga(OH)3+H2O=Ga(OH)4−+H+
1)酸性越强则加碱易溶解∴Ga(OH)3溶于碱的pH值小于Al(OH)3
2)由于Ga(OH)3酸性大,Ga(OH)4−与H+的结合力弱一些
在加H+时,Al(OH)4−先变成Al(OH)3
2.步骤
问题:
最后一步如何得到Ga?
电解法
Ga(OH)4−+3e=Ga↓+4OH−
Al干扰反应吗?
§3-2氢氧化物和氧化物
Ga(OH)3
1.4×10−7
1.4×10−34
溶于
NH3∙H2O
Al(OH)3
2×10−11
1×10−36
不溶
Kspa
Kspb
一、氢氧化物碱性变化的顺序
Al(OH)3≈Ga(OH)3 二、只有Tl2O3无Ga(OH)3 三、+1价氧化物的稳定性: Al、Ga、In、Tl Ga2O3+4Ga→3Ga2O(暗棕色) Ga+GaCl3 四、2Al+AlCl3 3AlCl但低温不稳定why? 五、TlOH的碱性类似于KOH §3-3卤化物 GaIn有4种Tl只有TlF3TlCl3 TlI3 F化物离子型其他共价型 一、GaF3→M3GaF6(NaKNH4+) GaCl3→Ga2Cl6 二、TlX为难溶盐(类似于AgX)见光分解 三、可溶性Tl(Ⅰ)盐类似于K 不溶性Tl(Ⅰ)盐类似于Ag 第四节锗分族 提问: 你对锗分族的性质有何见解? PbO2有强氧化性—惰性电子对效应 §4-1存在和冶炼 锗→有机锗→对人有益,前段时间锗鸡蛋 锗矿石→GeCl4(提纯) GeO2 Ge(区域熔融) Sn矿石 除S、As 去氧化物→SnO Sn PbS(方铅矿) PbO Pb Pb(99.95%) Pb(6个9) 由于方铅矿中含Ag2S则粗Pb中含Ag Parks法: Pb(Ag)+Zn融化分层Zn层在上Ag溶于Zn层,而将Pb分离后,蒸去Zn(萃取法) §4-2性质 一、Sn: 灰锡(锡)白锡(β锡)脆锡 锡疫Tindiseaseβ−Sn向α−Sn转向 锡制品长期低温会损坏 Sn+4HNO3=SnO2+4NO2+2H2O (稀HNO3生成Sn(NO3)2) 二、Pb1)重金属,可以挡住x、γ射线 2)很软 Pb+4HNO3→Pb(NO3)2 Pb+4HAc→Pb(Ac)2Pb(Ac)+ (很慢) 三、Pb与水反应 Pb+水→溶解度很小1.5×10−6mol∙l−1 +有氧水→溶解度大不能用铅管送硬水 Pb+硬水→PbSO4↓溶解度极小 Pb+OH−+2H2O→Pb(OH)3−+H2 强碱 §4-2氧化物和氢氧化物 SnOSnO2PbOPbO2Pb3O4 一、SnO在空气中 SnO2 无空气SnO Sn+SnO2 Sn(OH)2Sn(OH)4为什么? 碱性为主酸性为主 在Sn2+溶液中加OH−会发生什么变化 Sn2++2OH−→Sn(OH)2→Sn(OH)3− 如为浓强碱2Sn(OH)3−=Sn(OH)62−+Sn SnCl4水解为α−锡酸 SnCl4+6H2O=H2Sn(OH)6+4HCi Sn+HNO3(浓)=SnO2∙xH2O α和ββ−锡酸,不溶于酸 观点: 1.都是SnO2∙xH2O但含水量,质点大小,表面性质不同 2.α−锡酸非晶体 β−锡酸晶体 和熔融碱反应→盐 二、 写出下列反应方程式: Pb(Ac)4+2H2O= Pb3O4+4HNO3= Pb(Ac)2+NaOCl+2NaOH= PbO2 Pb2O3 Pb3O4 PbOwhy? Pb(Ac)4+2H2O=PbO2+4HAc Pb3O4+4HNO3=PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O Pb(Ac)2+NaOCl+2NaOH= PbO2+2NaAc+NaCl+H2O PbO2 Pb2O3 Pb3O4 PbO同学回答why? 2PbO2=Pb2O3+1/2O2 3Pb2O3=2Pb3O4+1/2O2 Pb3O4=3PbO+1/2O2 叫 PbO2是强氧化剂,它在酸性条件下可将Mn2+氧化为MnO4−,而不能用HCl作为酸性介质,为什么? 铅蓄电池PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2OEo=2.041V §4-4硫化物和卤化物 一、SnSSnS2PbS(PbS2为什么没有? ) 金粉 H2S+Sn2+→SnS Sn4+→SnS2 Pb2+→PbS 二、卤化物SnX2SnX4PbX2PbF4PbCl4 SnCl2为强还原剂 2Hg2++Sn2++2Cl−=Hg2Cl2↓+Sn4+ Hg2Cl2+Sn2+=2Hg↓+Sn4++2Cl− Sn+Cl2→SnCl4 三、铅的卤化物 1.PbCl2的溶解度随T变化,而析出时有针状晶体出现 PbCl4为黄色液体,极易水解而冒烟 问: PbCl4和CCl4有什么不同的性质? PbCl2不溶于水而溶于HCl为什么? PbCl+Cl−→[PbCl4]2− [PbCl6]4− K稳: Sn2++X−(F−>>Cl−>Br−>I−) Pb2++X−(I−>Br−>Cl−>>F−)why? 四、铅的其他盐Pb(NO3)2Pb(Ac)2可溶 PbSO4PbCO3PbCrO4不溶 可溶盐中均有配合物生成: Pb(NO3)+(β=15.1) Pb(Ac)+Pb(Ac)2Pb(Ac)3− Pb2++Ac-=Pb(Ac)+β=145 Pb(Ac)++Ac-=Pb(Ac)2β=810 Pb(Ac)2+Ac-=Pb(Ac)3-β=2950 就像电离平衡是逐步电离一样,生成配合物也是逐步生成 空气中的和反应生成 为什么? H2O+CO2+Pb(Ac)2=PbCO3+2HAc 有时可以溶解 PbSO4+H2SO4=Pb(HSO4)2 PbSO4+3Ac−=Pb(Ac)3−+SO42− 你认为PbCO3和PbSO4哪一个的Ksp大 PbCrO4+3OH−=Pb(OH)4−+CrO4−(用其两性区别) 如BaCrO4SrCrO4 (它为都溶于酸,而只有PbCrO4溶于碱) 而SrCrO4的Ksp较大,它可溶于弱酸 §4-5有机物Sn(Ⅱ)Pb(Ⅱ)少 Sn(Ⅳ)Pb(Ⅳ)多 SnCl4+2Zn(C2H5)2=Sn(C2H5)4+2ZnCl2 Na4Pb+4C2H5Cl=Pb(C2H5)4+4NaCl 四乙基铅(锡) ΔH=217.6KJ∙mol但常温稳定 汽油抗震剂
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- 铝族 锗分族