第八章_无机化合物.ppt

【本章习题】 1、2、3、4、6、9、11、12、13 本章完 三、硅酸盐(silicate)和分子筛(zeolite) （一）硅酸盐 硅酸盐在自然界中分布极广，许多天然岩矿成分都是硅酸盐。如：石棉、滑石、长石、云母、高岭土等等。天然硅酸盐一般都难溶于水。碱金属的硅酸盐是可溶性的，其中硅酸钠是最常见、用途最广的可溶性硅酸盐。 制备：石英与烧碱或纯碱共熔。 这样制得的硅酸钠冷却后形态象一块玻璃。溶于水后，形成半透明的粘稠液体，俗名叫“水玻璃”，也叫“泡花碱”，因为Na2SiO3强烈水解，使溶液呈碱性： 【水玻璃】 加CO2或NH4Cl，可以促进水解： 这个反应可以用来鉴定可溶性硅酸盐。 硅酸盐中，除了碱金属盐可溶外，其它金属离子的硅酸盐都难溶（与碳酸盐类似） 。许多重金属离子的硅酸盐还有特征的颜色。 可溶性硅酸盐的用途很广。比如，水玻璃可作粘合剂、软水剂、洗涤剂，还可以作防腐剂、木材防火剂等等。 Na2SiO3与酸作用，就得到硅酸： 硅酸的组成很复杂，跟形成条件有关系，有原硅酸、焦硅酸、偏硅酸、二偏硅酸、三偏硅酸等多种形式(H4SiO4、H6Si2O7、H2SiO3、H2Si2O5、H4Si3O8)，通式可以写成：xSiO2·yH2O。最简单的形式是偏硅酸H2SiO3 ，一般就用H2SiO3来代表硅酸 。 硅酸在水中的溶解度比较小。开始得到的硅酸溶液放置一段时间就会脱水变成硅酸凝胶，是一种大分子的胶体溶液。把硅酸凝胶烘干就得到硅胶。硅胶是一种半透明的白色多孔固体，内表面积非常大，有很强的吸附能力，可以作吸附剂、干燥剂或者催化剂的载体。 硅胶变成粉红色时，说明吸水已经达到饱和，经过烘干脱水，变成蓝色后，可以重新使用。 有一类特殊的硅酸盐，叫作分子筛，在实际应用中很重要。 CoCl2 ? CoCl2·H2O ? CoCl2·2H2O ? CoCl2·6H2O 蓝 蓝紫 紫红 粉红 在硅胶形成时，加入CoCl2，可以制得变色硅胶。用于指示硅胶是否吸水达到饱和。 （二）分子筛(molecular sieve) 分子筛是一种多孔性的铝硅酸盐，有天然的，也有人工合成的。分子筛实际上是硅酸盐中的部分硅被铝取代后的产物。基本骨架是AlO4四面体和SiO4四面体，通过共用顶角的O原子连成网状结构。 (天然硅酸盐） 利用分子筛孔径均匀的特点，可以过滤筛分分子，所以叫做分子筛。比分子筛孔径小的分子可以进入孔穴内部被吸附，大孔径的分子，就留在孔外，这样，就把体积不同的分子分开了。 分子筛的特点： （1）表面积大； （2）孔径均匀固定； （3）良好的机械性能和热稳定性 分子筛有不同的型号，应用也不尽相同。比如：常温下，让空气通过的5A型的分子筛，N2就被吸附，流出的气体含氧量可以达到50％以上，成为富氧空气，医疗、化工上都可以用。另外，分子筛因为比表面大，吸附力强，还可以做干燥剂、催化剂载体等，在石油炼制中用得比较多。 5A型分子筛 §8-4 几种重要副族元素的化合物 一、铬（chroma）的化合物 Cr：3d 54s1，价层电子都可以失去，所以能形成多种氧化态的化合物，最常见的是Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）的化合物 （一）Cr（Ⅲ）的化合物 Cr2O3：绿色，微溶于水，可以做油漆颜料， 俗称铬绿。 Cr2O3对光、大气、高温、腐蚀性气体极稳定（镀铬）。 性质：两性 （亮绿色） (蓝紫色) Cr(OH)3：两性氢氧化物，溶液中存在下列平衡： （加OH－平衡右移） 在Cr3＋的盐溶液中加入适量碱，会生成 灰绿色胶状沉淀Cr(OH)3： 继续加碱：沉淀溶解，变为亮绿色溶液： 在碱性溶液中加H＋，则溶液由亮绿变为蓝紫色。 碱性条件下，还原性较强，可被H2O2、NaClO、 Br2、O2等氧化为CrO42－ CrO2-的还原性： （二）Cr（Ⅵ）的化合物 Cr（Ⅵ）通常是以含氧酸根或氧化物的形式存在，没有Cr6＋离子。它的含氧酸盐有两种形式：重铬酸盐和铬酸盐。重铬酸盐都是可溶的，而铬酸盐多数都难溶（碱金属的可溶）。 红矾钠（重铬酸钠） 1、CrO42－和Cr2O72－的相互转化 （黄） （橙红） Cr2O72- CrO42- 相互转化 颜色 存在的pH 橙红 ＜2 黄 ＞8 Cr3+(aq) 蓝紫 酸性 亮绿 强碱 水溶液中铬的各种离子 在CrO42－溶液中加酸，（平衡右移）生成Cr2O72－(黄→橙)；在Cr2O72－溶液中加碱，平衡左移，生成CrO42－(橙→黄)。 pH8：CrO42－；pH4：Cr2O72－ 如果Cr2O72