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氫氧化物含氧酸及其鹽-資料下載頁

2025-04-29 12:48本頁面
  

【正文】 原產(chǎn)物一般為 SO2, 而與 Zn等活潑金屬反應(yīng),其還原產(chǎn)物除了 SO2, 還有單質(zhì)硫及硫化氫: 3Zn+4H2SO4(濃 ) →3ZnSO4+S↓+4H2O 4Zn+5H2SO4(濃 )→4ZnSO4+H2S↑+4H2O 硝酸與 Au、 Pt、 Ir等極不活潑的貴金屬不反應(yīng)。 Au、Pt等只能用王水溶解: Au+HNO3+4HCl→H[AuCl4]+NO↑+2H2O 3Pt+4HNO3+18HCl→3H2[PtCl6]+4NO↑+8H2O 硝酸雖然與多數(shù)金屬的反應(yīng)產(chǎn)物是金屬的硝酸鹽,但與 Sn、 Sb、 W的反應(yīng)產(chǎn)物卻是金屬的難溶氧化物或其水合物。如 SnO Sb2O5xH2O、 WO3等等 稀硝酸與不活潑金屬反應(yīng)的主要還原產(chǎn)物一般為 NO,而與活潑金屬如 Ca、 Zn、 Mg等的還原產(chǎn)物則為 N2O: 4Mg+10HNO3(稀 )→4Mg(NO3)2+N2O↑+5H2O (4)催化劑的影響 ??? ?? 24282 SO2e2OS ?$在 Ag+催化下,它們能將穩(wěn)定性極好的 Cr3+及 Mn2+氧化: Ag2 3 2 2 2 8 2 2 7 4Ag2 2 2 2 8 2 4 4 3 2 C r 7 H O C r O 6 S O 1 4 H 5 2 M n 8 H O 2 M n O 1 0 S O 1 6 H SOSO??? ? ?? ? ?? ? ???? ? ?? ? ???? ? ?(5)溫度的影響 溫度升高使反應(yīng)速率加快,有助于增強(qiáng)含氧酸及其鹽的氧化性。 固體硝酸鹽在常溫下沒有什么氧化性 , 在高溫下卻是強(qiáng)氧化劑: ?? ?? 熔融Pb( 粉) +KNO3 KNO2+PbO 固體 KClO3在常溫下無氧化性,在高溫下卻具有很強(qiáng)的氧化性。 3MnO2+6KOH+KClO3 3K2MnO4+KCl+3H2O ?? ?? 熔融6Hg+8HNO3(冷 、 稀 )→3Hg2(NO3)2+2NO↑+4H2O ? ?? ?3Hg+8HNO3(稀 ) 3Hg(NO3)2+2NO↑ +4H2O 氫氧化物、含氧酸及其鹽的溶解性 金屬氫氧化物及含氧酸 堿金屬的氫氧化物 , 及堿土金屬氫氧化物中的 Ba(OH)2易溶于水 , 堿金屬氫氧化物中溶解度最小的是 LiOH。 易溶的金屬氫氧化物均為強(qiáng)堿 。 部分堿土金屬的氫氧化物微溶或不易溶解 , 如 Mg(OH) Ca(OH) Sr(OH)2等 。 Ca( OH) 2的溶解度隨溫度升高反而下降 。 大多數(shù)其它金屬氫氧化物難溶于水 。 在常見難溶金屬氫氧化物中 , 除 Cr(OH)3為灰綠色 , Fe(OH)3為紅棕色 , Co(OH)2為桃紅或藍(lán)色 , Ni(OH)2為綠色 , CuOH為黃色 , Cu(OH)2為藍(lán)色外 , 其余一般為白色 。 由于同水易形成分子間氫鍵,大多數(shù)含氧酸都易溶于水。 與大多數(shù)含氧酸不同的是,硼酸、偏鈦酸 H2TiO3( 白色)、硅酸、鉬酸 H2MoO 鎢酸 H2WO4等的溶解度較小。 硼酸的晶體結(jié)構(gòu) 硼酸是固體酸,在硼酸分子中,每個硼原子以 sp2雜化軌道與氧原子結(jié)合,形成平面三角形結(jié)構(gòu); 分子間再通過氫鍵形成近似六角形的對稱層狀結(jié)構(gòu)。 原硅酸 H4SiO4可溶于水。用可溶性硅酸鹽加酸可制取H4SiO4: SiO42+4H+ → H4SiO4 但 H4SiO4會逐步縮合成硅酸溶膠。如在溶膠中加入電解質(zhì),或在一定濃度的硅酸鹽溶液中加酸,則形成硅酸溶膠沉淀(凝膠)。 硅酸凝膠為多硅酸,在水中的溶解度較小。脫去凝膠中大部分水后可得到硅膠。 可溶的鈦酸鹽及鈦氧鹽如 Na2TiO TiOSO4均易水解,水解產(chǎn)物中都有偏鈦酸沉淀: Na2TiO3+2H2O→H2TiO3↓+2NaOH (白色 ) TiOSO4+2H2OH2TiO3↓+H2SO4 由于在強(qiáng)酸性溶液中聚合程度大,可溶性鉬酸鹽或鎢酸鹽經(jīng)強(qiáng)酸酸化后,可制得水合鉬酸(黃色)和水合鎢酸(白色)的沉淀。例如: MoO+2H+ → H2MoO4H 2O↓ 加熱脫水后可得 H2MoO4的白色沉淀: H2MoO4H2O ?H2MoO4 ↓ + H2O 鉬酸、鎢酸(黃色)及其水合物,實際上都是 MoO3及 WO3的水合物。 它們在水溶液中的溶解度很小,例如 291K時,每升水僅能溶解約 1g鉬酸。 含氧酸鹽 、 氯酸鹽幾乎都易溶于水 , 亞硝酸鹽除淡黃色的 AgNO2外均易溶于水 。 多數(shù)硫酸鹽易溶,但 Ca2+、 Ag+ 、 Hg2+ 、 Hg2+的硫酸鹽微溶,Pb2+ 、 Sr+ 、 Ba2+的硫酸鹽難溶。 亞硫酸鹽中,除 K+ 、 Na+ 、 NH4+的亞硫酸鹽易溶外,大多數(shù)難溶于水,而酸式亞硫酸鹽均易溶于水。 碳酸是二元弱酸,可形成正鹽(碳酸鹽)和酸式鹽(酸式碳酸鹽)兩種類型的鹽。 除 Na+ 、 K+ 、 Rb+ 、 Cs+ 、 NH4+的碳酸鹽易溶于水外,大多數(shù)碳酸鹽難溶。其中又以 Ca2+ 、 Sr2+ 、 Ba2+ 、 Pb2+的碳酸鹽在水中的溶解度最小。 與易溶碳酸鹽對應(yīng)的酸式鹽的溶解度相對較小 2Na+ +CO32 +CO2+H2O→2NaHCO3 制取純度較高的 NaHCO3往往用這種方法。 而難溶的碳酸鹽,其對應(yīng)酸式鹽的溶解度往往比正鹽大 CaCO3+CO2+H2O?Ca(HCO3)2 (難溶 ) (易溶) 除堿金屬硅酸鹽外 , 多數(shù)硅酸鹽 , 如重金屬硅酸鹽均難溶于水 ,并具有特征顏色 。 例如: CuSiO3( 藍(lán)綠色 ) 、 CoSiO3(紫色 )、 MnSiO3( 淺紅色 ) 、NiSiO3( 翠綠色 ) 、 Fe2(SiO3)3( 棕紅色 ) 等 。 天然硅酸鹽的化學(xué)式很復(fù)雜,常見的有: 正長石: K2OAl2O36SiO2 白云母: K2O3Al2O36SiO22H2O 高嶺土: Al2O32SiO22H2O 石棉: CaO3MgO4SiO2 滑石: 3MgO4SiO2H 2O 泡沸石: Na2OAl2O32SiO2nH2O 磷酸鹽有三種類型: 磷酸正鹽如 Na3PO Ca3(PO4)2; 磷酸一氫鹽 , 如 Na2HPO CaHPO4; 磷酸二氫鹽 , 如 NaH2PO4 Ca(H2PO4)2等 。 磷酸二氫鹽均易溶于水 。 其它兩種類型除 Na+、 K+ 、 NH4+鹽外 , 一般不溶于水 。 鈣的磷酸鹽溶解度的大小順序為: Ca(H2PO4)2> CaHPO4> Ca3(PO4)2 用適量硫酸處理磷酸鈣礦石,可制得磷酸二氫鈣及石膏的混合物(普鈣): Ca3(PO4)2+2H2SO4+4H2O→2(CaSO42H2O)+Ca(H2PO4)2 Cr2O72 +2Ba2+H2O→ 2BaCrO4↓+2H+ ( 檸檬黃 ) Cr2O72 +2Pb2++H2O→2PbCrO4↓+2H+ Cr2O72 +4Ag++H2O→2Ag2CrO4↓+2H+ ( 磚紅) 顯然,這與 Cr2O72溶液中存在如下平衡有關(guān): Cr2O72 +2OH ?2CrO42 +H2O 除了 K+、 Na+ 、 NH4+的鉻酸鹽外 , 其余鉻酸鹽均難溶于水 。 與之相反 , 重鉻酸鹽中除 Ag2Cr2O7外多數(shù)易溶于水 。 但在易溶重鉻酸鹽溶液中加入 Ba2+、 Pb2+ 、 Ag+等離子時 ,均可生成相應(yīng)的鉻酸鹽沉淀: 7. RE( Ⅲ ) 的含氧酸鹽 稀土元素的含氧酸鹽中 , 除硝酸鹽 、 硫酸鹽易溶于水外 ,其它如草酸鹽 (oxalate)、 碳酸鹽 、 磷酸鹽等在水中的溶解度都較小 。 鑭系元素的硝酸鹽也可溶于乙醇 、 乙醚 、 丙酮等有機(jī)溶劑 。 因此用溶劑萃取法分離稀土?xí)r , 通常用的是稀土的硝酸鹽 。 鑭系元素的草酸鹽不僅難溶于水 , 也難溶于稀的無機(jī)酸中 , 利用這些性質(zhì)可將鑭系元素與其它元素分離開 。 很多稀土元素的硫酸鹽及硝酸鹽可與堿金屬(含 NH4+)的相應(yīng)鹽形成復(fù)鹽 , 如硫酸復(fù)鹽 M(I)2SO4RE(Ⅲ )2(SO4)3 xH2O, 其溶解度從 La到 Lu逐漸增加。 根據(jù)稀土元素硫酸復(fù)鹽的溶解度不同 , 可將稀土元素分為鈰組和釔組 , 鈰組 ( 輕稀土 ) 元素硫酸復(fù)鹽較難溶 , 釔組 ( 重稀土 ) 元素的硫酸復(fù)鹽較易溶解 。 含氧酸鹽的水解 弱酸根水解 很多強(qiáng)堿弱酸鹽易水解,水解后溶液呈堿性。 易溶碳酸鹽均發(fā)生水解。 正鹽如 Na2CO3水解呈堿性, CO32 +H2O=HCO3+OH 酸式鹽如 NaHCO3則呈弱堿性: HCO3 +H2O=H2CO3+OH 實際工作中,常利用可溶性碳酸鹽的水解性將某些金屬離子沉淀后分離。例如在其氫氧化物是強(qiáng)堿的離子(如 Ba2+) 中加入碳酸鈉或碳酸銨,得到的是碳酸鹽的沉淀: Ba2+ +CO 32 → BaCO3↓ 氫氧化物堿性較弱的金屬離子與可溶性碳酸鹽的反應(yīng)產(chǎn)物是堿式碳酸鹽。 2Pb 2++2CO 32 +H2O→ Pb2(OH)2CO3↓ +CO2↑ 水解性很強(qiáng)的金屬離子可溶性碳酸鹽中生成相應(yīng)的氫氧化物沉淀 : 2Fe3++3CO32+3H2O→2Fe(OH)3↓+3CO2↑ 2Cr3++ 3CO32 +3H2O→2Cr(OH)3↓+3CO2↑ 堿金屬的磷酸鹽 : 如 Na3PO4水解呈強(qiáng)堿性 : PO43+H2O = HPO42+OH Na2HPO4水解呈弱堿性 : HPO42 +H2O=H2PO4 +OH NaH2PO4水解呈弱酸性 : H2PO4 +H2O=H3PO4+OH(程度較小 ) H2PO4 =HPO42 +H+ (程度較大 ) 硼酸鹽在水溶液中易水解,水解后溶液呈堿性: 4BO2+H2O=B4O72+2OH B4O72 +7H2O=4H3BO3+2OH 陽離子 水解 銨鹽極易水解。 水解后溶液呈酸性。 NH4++H2O=NH3H 2O+H+ 某些電子層結(jié)構(gòu)為 18電子,( 18+2)電子構(gòu)型的離子,不僅極化力強(qiáng),變形性也大,與水分子的相互極化作用強(qiáng),其含氧酸鹽容易水解。 如 Zn2+、 Hg2+、 Sb3+、 Bi3+的鹽的水解程度都相當(dāng)大。 2Hg(NO3)2+H2O→HgOHg(NO3)2↓+2HNO3 堿式硝酸汞 Hg2(NO3)2+H2O→ Hg2(OH)NO3 ↓+HNO3 堿式硝酸亞汞 Sb(NO3)3+H2O→ SbONO3↓ +2HNO3 Bi(NO3)3+H2O→ BiONO3↓ +2HNO3 Cr 3+、 Fe 3+ 、 Al 3+等離子的電荷高、半徑小,對水分子的極化作用較強(qiáng),所以它們的強(qiáng)酸鹽易水解,水解后的溶液呈酸性。 [Fe (H2O)6] 3+ +H2O ===[Fe(OH)(H2O)5] 2++H3O +
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