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

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