p区金属.docx
《p区金属.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《p区金属.docx(21页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
p区金属
第21章p区金属
[教学要求]
1.掌握Al、Sn、Pb的单质及其化合物的性质,了解其用途。
2.了解锗分族、锑和铋单质及化合物的性质及变化规律。
3.了解铝的冶炼原理及方法。
[教学重点]
1.铝的氧化物、氢氧化物、铝盐、铝酸盐的性质。
2.Ge、Sn、Pb的单质、氧化物、氢氧化物、卤化物的性质。
3.锑和铋的单质、氢化物、氧化物、氢氧化物、卤化物、硫化物的性质。
[教学难点]
Al、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi的氢氧化物的性质。
[教学时数]6学时
[主要内容]
1.p区金属概述。
2.单质铝的性质及冶炼,铝的氧化物、氢氧化物、铝盐、铝酸盐的性质。
3.Ge、Sn、Pb的冶炼、单质的性质、氧化物、氢氧化物、卤化物的性质。
4.锑和铋的单质、氢化物、氧化物、氢氧化物、卤化物、硫化物的性质。
[教学内容]
§21-1p区金属概述
周期系p区共包括10种金属元素:
Al、Ga、In、Tl、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Po
价电子构型为ns2np1~4
与s区元素一样,从上到下,原子半径逐渐增大,失电子趋势逐渐增大,元素的金属性逐渐增强。
§21-2铝镓分族
2-1概述
A1、Ga、In、Tl均为银白色,质软、轻而富有延展性的金属。
它们相当活泼,以化合物的形式存在于自然界中。
一般用电解法制取。
这些元素与非金属反应,易形成氧化物、硫化物、卤化物,并易溶于稀酸和碱溶液中。
2M(s)+2X2==2MX3(s)
4M(s)+O2(g)==2M2O3(s)
2M(s)+S(l)==M2S3(s)
2M(s)+6H+(aq)==2M3+(aq)+3H2(g)
2M(s)+2OH-(aq)+6H2O(l)==2M(OH)4-(aq)+3H2(g)M=Al,Ga
Al还与N2形成AlN,与碳形成Al4C3。
这些元素失去所有的价电子的电离势总和相当大,因此,在形成固态化合物时,只有少数离子型的,大部分属共价型的。
例如在卤化物中,除氟化物为离子型的外,其它的都是共价型的。
从铝到铊,随着半径的加大,其共价化合物的共价性逐渐减弱,离子性逐渐增强。
铝和镓化合物的共价性比较显著,而铟和铊化合物的离子性则比较显著。
在水溶液中,处于+3氧化态的本族元素,由于电荷高、半径小,故它们的水合焓较大,因此它们很容易离子化,但这些离子平常皆为配离子,它们极易发生水解作用。
由标准电极电势数据可见,本族元素变为+3氧化态的趋势是从铝到铊递减。
事实上,铊的三价离子很不稳定,它是较强的氧化剂,很易被还原为一价铊离子,因此一价铊离子在水溶液中是稳定的。
铝、镓、铟也能形成为数很少的+1氧化态的化合物,但这些化合物在水溶液中的稳定性较差,很易歧化为母体金属和该金属的+3氧化态化合物。
这些元素的氧化物和氢氧化物除了低氧化态的Tl2O和TlOH是碱性、易溶于水以外,其他的都是难溶于水的两性氧化物质。
Ga(OH)3的酸性比Al(OH)3或In(OH)3都强。
Tl(OH)3或Tl2O3在373K即分解为黑色的Tl2O。
铝是亲氧元素,又是典型的两性元素。
铝一接触空气或氧气,其表面就立即被一层致密的氧化膜所覆盖,这层膜可阻止内层的铝被氧化,它也不溶于水,所以铝在空气和水中都很稳定。
铝的亲氧性,它能从许多氧化物中夺取氧,故它是冶金上常用的还原剂。
例如,将铝粉和三氧化二铁(或四氧化三铁)粉末按一定比例混合,用引燃剂点燃,反应猛烈地进行,得到氧化铝和单质铁并放出大量的热,温度可达3273K,使生成的铁熔化。
这个原理被用于冶炼镍、铬、锰、钒等难熔金属,称为铝还原法。
铝也是炼钢的脱氧剂。
在钢水中投入铝块可以除去溶在钢水中的氧。
另外,铝粉可以用作发射航天飞机的推进剂中的燃料。
铝的亲氧性还使它被用来制取耐高温金属陶瓷。
金属铝、氧化铝和氢氧化铝都能与酸、碱反应,相应的反应方程式如下:
2Al+6H+==2Al3++3H2↑
2Al+2OH-+6H2O==2Al(OH)4-+3H2↑
Al2O3+6H+==2Al3++3H2O
Al2O3+2OH-+3H2O==2Al(OH)4-
Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O
Al(OH)3+OH-==Al(OH)4-
高纯度的铝(99.950%)不与一般酸作用,只溶于王水。
普通的铝能溶于稀盐酸或稀硫酸,被冷的浓硫酸或浓、稀硝酸所钝化。
所以常用铝桶装运浓硫酸、浓硝酸或某些化学试剂。
但是铝能同热的浓硫酸反应。
铝比较易溶于强碱中。
Ga和In在氧化性酸中也能钝化作用。
铝族金属虽然都很活泼,在空气、水或氧化性酸中却由于表面被一层牢固的氧化膜覆盖不被腐蚀。
铝的密度小,延展性、导电性、导热性好,有一定的强度,又能大规模地生产,所以铝及其合金被广泛地用于电讯器材、建筑设备、电器设备的制造以及机械、化工和食品工业中。
大量铝用于制造飞行器的制造。
由于铝是光和热的良好反射体,可以用它制反射望远镜中的镜子。
铝粉用于冶金,制油漆、涂料和焰火等。
镓、铟和铊这三种元素是研究光谱时发现的。
由于镓较昂贵,毒性又很大,故其应用受到了限制。
约有80%的镓和铟用于电子工业。
镓和铟易于许多金属形成合金,常用于制易熔合金。
铟在空气中不易被氧化,抗腐蚀。
Tl+离子的大小和性质与碱金属离子和Ag+离子相似。
2-2氢化铝和氢氧化铝
一、三氧化二铝
A12O3有多种变体,其中最为人们所熟悉的是α—A12O3利γ—A12O3,它们是白色晶体粉末。
自然界存在的刚玉为α—A12O3。
它也可以由金属铝在氧气中燃烧或者灼烧氢氧化铝和某些铝盐(硝酸铝、硫酸铝)而得到。
α—A12O3晶体属六方紧密堆积构型,氧原子按六方紧密堆积方式排列,6个氧原子围成一个八而体,在整个晶体中有2/3的八面体孔穴为A1原子所占据。
由于这种紧密堆积结构,加上体积小A13+离子与O2-离子之间的吸引力强,晶格能大,所以α—A12O3的熔点(2288±15K)和硬度(8.8)都很高的。
它不溶于水,也不溶于酸成碱,耐腐蚀且电绝缘性好,用作高硬度材料、研磨材料和耐火材料。
在温度为723K左右时,将A1(OH)3、偏氢氧化铝A1O(OH)或铝铵矾(NH4)2SO4·Al2(SO4)3·24H2O加热,使其分解,则得到α—A12O3。
这种A12O3不溶于水,但很易吸收水分,易溶于酸。
把它强热至1273K,即可转变为α—A12O3。
γ—A12O3的粒子小,具有强的吸附能力和催化活性,所以又名活性氧化铝,可用于作吸附剂和催化剂。
还有一种β—A12O3,它有离子传导能力(允许Na+通过),以β—铝矾土为电解质制成钠-硫蓄电池。
由于这种蓄电池单位重量的蓄电量大,能进行大电流放电,因而具有广阔的应用前景。
这种蓄电池使用温度范围可达620-680K,其蓄电量为铅蓄电池蓄电量的3-5倍。
用β—A12O3陶瓷做电解食盐水的隔膜生产烧碱,有产品纯度高,公害小的特点。
随着工、农业生产和人们生活的现代化和尖端科学技术的发展,氧化铝的用途已从冶炼铝扩展到机械、金属、纤维、仪器、电子等工业以及宇宙开发尖端领域。
二、氢氧化铝
A12O3的水分物—般都统称为氢氧化铝。
。
它可以由多种方法得到。
加氨水或碱于铝盐溶液中,得—种白色无定形凝胶沉淀。
它的含水量不定,组成也不均匀,统称为水合氧化铝。
无定形水合氧化铝在溶液内静置逐渐转变为结晶偏氢氧化铝AlO(OH),温度越高,这种转变越快。
若在铝盐中加弱酸盐碳酸钠或醋酸钠,加热,则有偏氢氧化铝与无定形水合氧化铝同时生成。
只有在铝酸盐溶液中通入CO2,才能得到真正的氢氧化铝白色沉淀,称为正氢氧化铝。
结晶的正氢氧化铝与无定形水合氢氧化铝不同,它难溶于酸。
而且加热到373K也不脱水,在573K下,加热两小时,才能变为A1O(OH)。
氢氧化铝是典型的两性化合物,新鲜配制的氢氧化铝易溶于酸也易溶于碱:
3H2O+Al3+==Al(OH)3+3H+
A1(OH)3+3HNO3==A1(NO3)3+3H2O
A1(OH)3+KOH===K[Al(OH)4]
2-3铝盐和铝酸盐
金属铝或氧化铝或氢氧化铝与酸反应而得到铝盐,与碱反应生成铝酸盐。
铝盐都含有A13+离子。
在水溶液中A13+离子实际上以八面体的水合配离子[A1(H2O)6]3+而存在。
它在水中解离,而使溶液显酸性,这也就是铝盐的水解作用。
[Al(H2O)6]3++H2O===[Al(H2O)5OH]2++H3O+
[Al(H2O)5OH]2+还将逐级解离。
因为Al(OH)3是难溶的弱碱,一些弱酸(如碳酸、氢硫酸、氢氰酸等)的铝盐在水中及乎全部或大部分水解。
所以弱酸的铝盐Al2S3及A12(CO3)2等不能用湿法制取。
铝酸盐中含Al(OH)4-(或Al(OH)4(H2O)2-)及A1(OH)63-等配离子,拉曼光谱已证实A1(OH)4-离子存在。
铝酸盐水解使溶液显碱性,水解反应式如下:
A1(OH)4-==A1(OH)3+OH-
在这溶液中通人二氧化碳,将促近水解的进行而得到真正的氢氧化铝沉淀。
工业上利用这反应从铝土矿制取纯A1(OH)3和A12O3。
方法是:
先将铝土矿与烧碱共热,使矿石中的A12O3转变为可溶性的偏铝酸钠,而溶于水,然后通人二氧化碳,即得到A1(OH)3沉淀,滤出沉淀,经过燃烧即成A12O3。
这样制得的A12O3可用于冶炼金属铝。
将上法得到的A1(OH)3和Na2CO3一同溶于氢氟酸,则得到电解法制铝法制铝所需要的助熔剂冰晶石Na3AlF6。
*2-4金属铝的冶炼
2-5铝的卤化物和硫酸盐
一、卤化物三氯化铝
三卤化铝溶于有机溶剂或处于熔融状态时都以共价的二聚分子A12Cl6形式存在。
因为A1Cl3为缺电子分子,铝倾向于接受电子对形成sp3杂化轨道。
两个AlCl3分子间发生Cl→A1的电子对授予而配位,形成A12Cl6分子。
在这种分子中有氯桥键(三中心四电子键),与乙硼烷桥式结构形式上相似,但本质上不同。
当A12Cl6溶于水时,它立即解离为水合铝离子和氯离子并强烈地水解。
A1Cl3还容易与电子给予体形成配离子和加合物。
这一性质使它成为有机合成中常用的催化剂。
A12Br6和A12I6在结构和性质上与A12Cl6相似。
工业上用熔融的铝与氯气反应制取无水三氯化铝。
还可以用通氯气于三氧化二铝和炭的混合物中的方法制取三氯化铝。
用湿法只能制得六水三氯化铝。
以铝灰和盐酸为主要原料,在控制的条件下制取碱式氯化铝是一种高效净水剂。
二、硫酸铝和明矾
无水硫酸铝A12(SO4)3为自色粉末。
从水溶液中得到的为A12(SO4)3·18H2O,它是无色针状结晶。
将纯A1(OH)3溶于热的浓硫酸或者用硫酸直接处理铝土矿或粘土;都可以制得A12(SO4)3。
A12O3·SiO2·H2O+3H2SO4===A12(SO4)3+2H4SiO4↓+H2O
(粘土)
硫酸铝易与碱金属(除锂以外)、NH4+和Ag+等的硫酸盐结合形成矾,其通式为MAl(SO4)2·12H2O(M为一价金属离子)。
在矾的分子结构中,有6个水分子与铝离子配位,形成水合铝离子,余下的为晶格中的水分子,它们在水合铝离子与阴离子硫酸根离子之间形成氢键。
硫酸铝钾KAl(SO4)2·12H2O,叫做铝押矾,俗称明矾,它是无色晶体。
A12(SO4)3或明矾都易溶于水并且水解,它们的水解过程与三氯化铝相同,产物也是从一些碱式盐到氢氧化铝胶状沉淀。
由于这些水解产物胶粒的净吸附作用和铝离子的凝聚作用,A12(SO4)3和明矾早已用于净水剂。
铝离子能引起神经元退化,若人脑组织中铝离子浓度过大会出现早衰性痴呆症。
2-6铝和铍的相似性
铝和铍在元素周期表中处于对角线位置,两者的离子势接近,所以它们有许多相似的化学性质:
1.两者部是活泼金属,它们的电极电势值很相近,φӨ(Be2+/Be)=-1.85伏、φӨ(A13+/Al)=-1.706伏)。
在空气中,均形成致密的氧化物保护层而不易被腐蚀,与酸的作用也比较缓慢,都为浓硝酸所钝化。
2.两者都是两性元素,氢氧化物也属两性。
3.两者氧化物的熔点和硬度都很高。
4.两者都是共价型的卤化物。
它们的卤化物都是路易斯酸,易与电子给予体形成配合物或加合物;本身则通过桥键形成聚合分子(这两种聚合分子的结构是不同的)。
5.铍盐、铝盐都易水解。
6.Be2C象A14C3与水反应而生成甲烷:
Be2C+4H2O==2Be(OH)2+CH4
Al3C4+12H2O==4A1(OH)3+3CH4
尽管AI和Be有许多相似的化学性质,仅两者在人体内的生理作用极不相同。
人体能容纳相当大量的铝,却不能有一点铍,吸入少量的BeO就有致命的危险。
§21-3锗分族
3-1锗、锡、铅的冶炼、性质和用途
一、冶炼
锡和铅主要以氧化物或硫化物矿(如锡石SnO2和方铅矿PbS存在于自然界。
冶炼主要过程是先将矿石焙烧,使硫、砷成为挥发性氧化物得以除去,有效成分硫化物转变为氧化物,再用碳还原。
SnO2+2C===Sn+2CO
2PbS+3O2===2PbO+2SO2
PbO+C===Pb+CO
PbO+CO===Pb+CO2
PbS矿也可以用Fe还原:
PbS+Fe===Pb+FeS
将粗锡和粗铅电解可得到纯金属。
锗常以硫化物伴生在其它金属的硫化物矿中。
有些煤灰和炼焦工业的氨水中都含有相当量的锗,这些物质都是提取锗的原料。
提取锗的一般原理是先将硫化物氧化,使矿石中的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重蒸馏并水解,使它又转变为GeO2。
再将GeO2溶于盐酸、重复上述过程,直到获得纯GeO2。
然后将GeO2在适当的温度下用H2气还原,即得到金属锗。
GeO2+2H2<813KGe+2H2O
二、性质和用途
锗为银白色的硬金属。
铅为暗灰色,重而软的金属。
锡有三种同素异性体,常见的为银白色硬度居中的白锡,它有较好的延展性。
白锡只在286—434K温度范围内稳定,它在低于286K时转变为粉末状的灰锡,高于434K时,转变为脆锡。
这三种金属的熔点、沸点、硬度和密度见P678表21—4。
锗的化合物被应用的还不多。
重要的是晶态锗,它具有金刚石那样的结构,为重要的半导体材料。
锡和铅,从金属到化合物都有广泛的用途。
金属锡和铅主要用于制合金。
例如焊锡为含67%Sn和33%Pb的低熔点合金,熔点为450K。
青铜为78%Cu与22%Sn的合金,用于制日常器件、工具。
巴氏轴承合金含Cu、Sb、Sn。
铅字合金含82%Pb、15%Sb和3%Sn。
此外,Sn被大量地用于制锡箔和作金属镀层。
Pb则用于制铅蓄电池、电缆、化工方面的耐酸设备以及X射线、原于能工业用的防护材料等。
这三种元素的常见氧化态为+4和+2。
+4氧化态化合物的稳定性是:
Ge>Sn>Pb
+2氧化态化合物的稳定性是:
Ge从Ge到Pb,低价化合物趋于稳定。
Ge和Sn的化合物为共价化合物,Pb(II)有离子化合物,Pb为亲硫元素。
它们属于中等活泼的金属,但由于种种原因却表现出一定的化学惰性。
它们的化学性质可以概括如下:
1.与氧的反应:
在通常条件下,空气中的氧只对铅有作用,在铅表面生成一层氧化铅或碱式碳酸铅,使铅失去金属光泽且不致进一步被氧化。
空气中的氧对锗和锡都无影响。
这三种元素在高温下能与氧反应而生成氧化物。
2.与其它非金属的反应:
这些金属能同卤素和硫生成卤比物和硫化物。
3.与水的反应:
锗不与水反应。
锡与铅的标准电极电势虽在氢之上,但相差无几,而且H2在锡上的超电压又很大,所以,锡既不被空气氧化,又不与水反应,常被用来镀在某些金属(主要是低碳钢制件)表面以防锈蚀。
铅的情况比较复杂,它在有空气存在的条件下,能与水缓慢反应而生成Pb(OH)2。
2Pb+O2+2H2O===2Pb(OH)2
因为铅和铅的化合物都是有毒的,所以铅管不能用于输送饮用水。
但是,铅若与硬水接触,则因水中含硫酸根、碳酸氢根和碳酸根等离子,表面将生成一层难溶的保护膜(主要是硫酸铅和碱式碳酸铅),可阻止水继续与铅反应。
4.与酸的反应
Sn+2HCl(浓)===SnCl2+H2
Pb+2HCl===PbCl2+H2
Pb+3HCI(浓)===H2[PbCl4]+H2
Ge+4H2SO4(浓)===Ge(SO4)2+2SO2+4H2O
(水解得GeO2)
Sn+4H2SO4(浓)===Sn(SO4)2+2SO2+4H2O
Pb+H2SO4(稀)===PbSO4+H2
Pb+3H2SO4(浓)===Pb(HSO4)2+SO2+2H2O
Ge+4HNO3(浓)===GeO2·H2O+4NO2+H2O
Sn+4HNO3(浓)===SnO2·2H2O+4NO2
4Sn+10HNO3(很稀)===4Sn(NO3)2+NH4NO3+3H2O
3Pb+8HNO3(稀)===3Pb(NO3)2+2NO+4H2O
总而言之:
(1)Ge不与非氧化性酸作用;
(2)Sn与非氧化性酸反应生成Sn(II)化合物;(3)Ge和Sn与氧化性酸反应生成Ge(IV)、Sn(IV)化合物;(4)Pb与酸反应得Pb(II)化合物。
由上可知,铅并不是不与酸反应,而是由于产物难溶,使它不能继续与酸反应。
因为铅有此特性,所以化工厂或实验空常用它作耐酸反应器的衬里和制贮存或输送酸液的管道设备。
铅在有氧存在的条件下可溶于醋酸,生成易溶的醋酸铅。
这也就是用醋酸从含铅矿石中浸取铅的原理。
2Pb+O2===2PbO
PbO+2CH3COOH===Pb(CH3COO)2+H2O
5.与碱的反应:
锗同硅相似,与强碱反应放出H2气。
锡和铅也能与强碱缓慢地反应而得到亚锡酸盐和亚铅酸盐,同时放出H2。
Ge+2OH-+H2O===GeO32++2H2
3-2氧化物和氢氧化物
一、氧化物
锗、锡、铅有MO2和MO两类氧化物。
MO2都是共价型、两性偏酸性的化合物。
MO也是两性的,但碱性略强。
MO化合物的离子性也略强,但还不是典型的离子化合物。
所有这些氧化物都是不溶于水的固体。
1.锡的氧化物在锡的氧化物中重要的为二氧化锡SnO2,可以用金属锡在空气中燃烧而得到。
它不溶于水,也难溶于酸或碱,但是与NaOH或Na2CO3和S共熔,可转变为可溶性盐:
SnO2+NaOH===Na2SnO3+H2O
锡酸钠
SnO2+2Na2CO3+4S===Na2SnS3+Na2SO4+2CO2
硫代锡酸钠
SnO2为非整数比化合物,其晶体中锡的比例较大,从而形成n型半导体。
2.铅的氧化物铅除了有PbO和PbO2以外,还有常见的混合氧化物Pb3O4。
一氧化铅PbO俗称“密陀僧”。
它是用空气氧化熔融的铅而制得的。
它有两种变体:
红色四方晶体和黄色正交晶体。
在常温下,红色的比较稳定,将黄色PbO在水中煮沸即得红色变体。
PbO易溶于醋酸和硝酸得到Pb(II)盐,比较难溶于碱,说明它偏碱性。
PbO用于制铅蓄电池、铅玻璃和铅的化合物。
用熔融的氯酸钾或硝酸盐氧化PbO,或者电解二价铅溶液,或者用NaOCl氧化亚铅酸盐,可以得到二氧化铅PbO2。
Pb(OH)3-+C1O-===PbO2+C1-+OH-+H2O
PbO2是两性的,不过其酸性大于碱性。
PbO2+2NaOH+2H2O===Na2Pb(OH)6
因为Pb(IV)为强氧化剂,例如:
2Mn(NO3)2+5PbO2+6HNO3===2HMnO4+5Pb(NO3)2+2H2O
PbO2+4HCl===PbCl2+C12+2H2O
2PbO2+2H2SO4===2PbSO4+O2+2H2O
PbO2本身加热也分解放出氧气,当它与可燃物,如磷或硫在磨擦时即发火,所以可以用来制火柴。
PbO2实际上也是非整数比化合物,在它的晶体中氧原子与铅原子的数量比为1.88,而不是2,因为有些应为氧原子占据的位置成为空穴,所以它能导电,用在铅蓄电池中起电极的作用。
将铅在氧气中加热、或者在673-773K间小心将PbO加热,都可以得到红色的四氧化三铅Pb3O4粉末。
这化合物俗称“铅丹”或“红丹”。
在它的晶体中既有Pb(IV)又有Pb(II),化学式可以写为2PbO·PbO2。
但根据其结构它应属于铅酸盐,所以化学式是Pb2[PbO4]。
Pb3O4与HNO3反应而得到PbO2:
Pb3O4+4HNO3===PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O
这个反应说明了在Pb3O4的晶体中有2/3的Pb(II)和1/3的Pb(IV)。
铅丹用于制铅玻璃和钢材上用的油漆。
因为它有氧化性,涂在钢材上有利于钢铁表面的钝化,其防锈蚀效果好,所以被大量地用于油漆船舶和桥梁钢架。
将PbO2加热,它会逐步转变为铅的低氧化态氧化物:
PbO2563-593KPb2O3633-693KPb3O4803-823KPbO
二、氢氧化物.
由于锗、锡、铅的氧化物难溶于水,它们的氢氧化物是用盐溶液加碱制得的。
这些氢氧化物实际上是一些组成不定的氧化物的水合物:
xMO2·yH2O和xMO·yH2O,通常也将它们的化学式写作M(OH)4和M(OH)2。
它们都是两性的,在水溶液中进行两种方式的电离:
在这些氢氧化物中,酸性最强的Ge(OH)4仍然是一个弱酸(K1=8×10-10),碱性最强Pb(OH)2也还是两性的。
由此可知,锗分族元素的金属性很弱,但从Ge到Pb逐渐增强。
在这些氢氧化物中,常见的是Sn(OH)2和Pb(OH)2。
Sn(OH)2既溶于酸又溶于强碱:
Sn(OH)2+2HCl===SnCl2+2H2O
Sn(OH)2+2NaOH===Na2[Sn(OH)4]
亚锡酸根是一种很好的还原剂,它在碱性介质中容易转变为锡酸根离子。
例如Sn(OH)42-在碱性溶液中能将Bi还原为金属Bi。
3Na2SnO2+2BiC13+6NaOH===2Bi+3Na2SnO3+6NaCl+3H2O
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。
在M(OH)4中,Ge(OH)4和Sn(OH)4比较常见,它们实际上都以水合氢氧化物的形式而存在,分别称为锗酸和锡酸。
在M(IV)的盐溶液中加碱,或者将GeCl4、SnCl4水解,或者将金属Ge和Sn分别与浓HNO3反应,都得到锗酸和锡酸。
如:
GeCl4+3H2O===Ge(OH)3+4HCl
这是在制备锗的过程中的一个重要反应,它可以朝两个方向进行,究竞正向进行还是逆向进行取决于溶液的酸度。
生产上利用控制酸度的方法,将GeCl4转变为GeO2,再将GeO2转变为GeCl4,如此反复进行以达到纯化GeO2的目的。
锡酸分α-锡酸和β-锡酸两种。
前者为无定形粉末,能溶于酸或碱。
它是由Sn(IV)盐在低温下水解或者与碱反应而得到的,有关反应方程式如下:
SnCl4+4NH4·H2O==Sn(OH)4+4NH4Cl
Sn(OH)4+2NaOH===Na2Sn(OH)6
Sn(OH)4+4HCl===SnCl4+4H2O
β-锡酸是晶态的。
它不溶于酸或碱,通常由Sn(IV)盐在高温下水解,或者用金屈Sn与浓硝酸反应而制得。
α-锡酸放置肘间长了也转