p区元素及其重要化合物.docVIP

11.4　 CO也是一种很好的还原剂。例如在高温下，将一氧化碳通过氧化铁，就会生成金属铁。 Fe2O3 + 3CO ==== 2Fe + 3CO2↑ 利用这个性质，一氧化碳可以把铁、铜和其它金属从它们的氧化物里还原出来，因此冶金工业上主要用它作还原剂。 ②二氧化碳　二氧化碳是一种无色无臭略带酸味的气体，比空气重。能溶于水，在20℃时，1体积水约能溶解1体积的二氧化碳，溶于水中的CO2部分与水作用生成碳酸。 二氧化碳在空气中的体积分数为0.03％。目前，世界各国工业生产迅速发展，使大气中二氧化碳浓度逐渐增加，这已被认为是造成“温室效应”的主要原因之一。 CO2不能自燃，又不助燃。密度比空气大，可使物质与空气隔绝，常用作灭火剂，也可作为防腐剂和灭虫剂。CO2还是重要的化工原料，如CO2与盐可制成碱；CO2与氨可制成尿素、碳酸氢铵；CO2也用于制甲醇等。在生产和科研中CO2也常用作惰性介质。 （2）碳酸和碳酸盐 ①碳酸　碳酸很不稳定，只存在于水溶液中。它是一个二元弱酸，可以分成两步离解，假定溶于水的CO2全部转化为H2CO3，其离解常数为： H2CO3 H+ + HCO Ka1＝4.3×10-7 HCO H+ + CO Ka2＝4.7×10-11 　　蒸馏水放置在空气中因溶入CO2使其pH值小于7，需用无CO2的蒸馏水时，应将蒸馏水煮沸，加盖后迅速冷却。 ②碳酸盐　碳酸是二元酸，可以形成正盐和酸式盐两类。一般说来，难溶碳酸盐对应的碳酸氢盐的溶解度较大，但是对易溶的碳酸盐来说，它对应的碳酸氢盐的溶解度反而小。铵和碱金属（除Li外）的碳酸盐都溶于水。 可溶性碳酸盐在水中的离解分两步进行： CO + H2O HCO + OH- HCO + H2O H2CO3 + OH- 离解后水溶液中存在着一定浓度的OH-离子，所以可溶性碳酸盐溶液与金属离子作用后，如果金属离子的氢氧化物溶解度与金属离子碳酸盐的溶解度差不多，得到的是碱式碳酸盐。例如，将碳酸钠溶液和铜盐溶液混合时，得到碱式碳酸铜沉淀： 2Cu2+ + 2CO + H2O Cu2(OH)2CO3↓+ CO2↑ 碳酸钠溶液和Mg2+、Fe2+、Zn2+、Pb2+、Hg2+、Bi3+等溶液混合时，也得到碱式碳酸盐沉淀。 　　如果金属离子的氢氧化物溶解度小于金属离子碳酸盐的溶解度，得到的是氢氧化物。例如，将碳酸钠溶液和三价铁盐溶液混合时，得到氢氧化铁沉淀： 2Fe3+ + 3CO + 3H2O 2Fe(OH)3↓+ 3CO2↑ 用碳酸盐处理可溶性的Al3+、Cr3+、Sn4+、Sn2+盐时，同样得到氢氧化物沉淀。 如果金属离子的氢氧化物溶解度大于金属离子碳酸盐的溶解度，得到的是碳酸盐。例如Ca2+、Ba2+、Ag+、Sr2+、Mn2+等离子与碳酸钠作用，都生成碳酸盐沉淀。 碳酸盐和碳酸氢盐另一个重要性质是热稳定性较差，它们在高温下均会分解： M(HCO3)2 ==== MCO3 + H2O + CO2↑ MCO3 ==== MO + CO2↑ 比较碳酸、碳酸氢盐、碳酸盐的热稳定性，它们的稳定顺序是： H2CO3＜MHCO3＜M2CO3 不同碳酸盐热分解温度也可以相差很大，例如，ⅡA族的碳酸盐的稳定次序为： MgCO3＜CaCO3＜SrCO3＜BaCO3 在碳酸盐中，以钠、钾、钙的碳酸盐最为重要。钠盐俗名纯碱。碳酸氢盐中以NaHCO3（小苏打）最为重要。在食品工业中，它与碳酸氢铵、碳酸铵等作为膨松剂。 例题11-8：在铝盐、镁盐、钙盐溶液中分别加入Na2CO3溶液，各生成什么物质？写出反应式。 解： 2Al3+ + 3CO + 3H2O 2Al(OH)3↓+ 3CO2↑ 2Mg2+ + 2CO + H2O Mg2(OH)2CO3↓+ CO2↑ Ca2+ + CO CaCO3↓ 11.4.2　硅的含氧化合物 （1）二氧化硅、硅酸和硅胶 ① 二氧化硅　在自然界中它有晶形和无定形两种形态。硅藻土和燧石是无定形二氧化硅；石英是最常见的晶态二氧化硅。无色透明的纯净石英叫水晶。若将石英在1600℃时熔化成粘稠液体，然后急速冷却，因粘度大不易结晶而变成无定形的石英玻璃。它有许多特殊的性能：如热至1400℃也不软化；热膨胀系数很小，能经受温度的剧变；可透过可见光和紫外光，因此可用于制造高级化学器皿和光学仪器。 SiO2与一般的酸不起反应，但能与氢氟酸反应 SiO2 + 4HF === SiF4(g) + 2H2O 高温时，SiO2和NaOH或Na2CO3共熔可制得Na2SiO3 SiO2 + 2NaOH ===== Na2SiO3 + H2O SiO2