氧化物的硬度熔點講課教案

1、氧化物的硬度熔點1）溶于水的硫化物）溶于水的硫化物 第第IA,IIA族元素的硫化物（除族元素的硫化物（除BeS難溶）及難溶）及(NH4)2S可可溶于水，并發(fā)生水解反應。溶于水，并發(fā)生水解反應。 Na2S + H2O = NaHS + NaOH (NH4)2S + 2H2O = 2NH3.H2O + H2S 金屬硫化物大多數(shù)不溶于水，有的可溶于稀酸，有的不金屬硫化物大多數(shù)不溶于水，有的可溶于稀酸，有的不溶于稀酸，但可溶于濃酸或氧化性的酸，有的只能溶于王水。溶于稀酸，但可溶于濃酸或氧化性的酸，有的只能溶于王水。故一般可按溶解性能將硫化物分為三類：故一般可按溶解性能將硫化物分為三類：2 2）不溶于水

2、而溶于稀酸的硫化物）不溶于水而溶于稀酸的硫化物 MnS(MnS(肉紅色肉紅色) )、ZnS(ZnS(白色白色) )、FeSFeS、CoSCoS、NiS(NiS(黑色黑色) )均屬這一類。均屬這一類。稀酸指用稀酸指用0.3 mol.dm0.3 mol.dm-3-3的稀鹽酸，此類金屬硫化物溶度積的稀鹽酸，此類金屬硫化物溶度積 K Kspsp一般大一般大于于1010-24-24，在溶液中存在著兩種離子平衡：一種為硫化物的沉淀，在溶液中存在著兩種離子平衡：一種為硫化物的沉淀- -溶溶解平衡解平衡 ，另一種為，另一種為H H2 2S S的酸堿電離平衡。的酸堿電離平衡。 若調(diào)節(jié)溶液中的酸度，可控制溶液中若

3、調(diào)節(jié)溶液中的酸度，可控制溶液中S S2-2-離子的濃度，來控制這離子的濃度，來控制這類硫化物沉淀或者溶解。例如要制備類硫化物沉淀或者溶解。例如要制備FeSFeS，不能單純用，不能單純用H H2 2S S通入通入FeClFeCl2 2溶液來制備，因為反應中有酸生成溶液來制備，因為反應中有酸生成: : FeCl FeCl2 2 + H+ H2 2S = FeS + 2HClS = FeS + 2HCl FeS FeS溶于稀酸而不會生成溶于稀酸而不會生成FeSFeS。 只有直接用沉淀劑只有直接用沉淀劑NaNa2 2S S或或(NH(NH4 4) )2 2S S（由于沉淀劑本身呈堿性）（由于沉淀劑本身

4、呈堿性）, ,才才能使金屬離子沉淀下來：能使金屬離子沉淀下來： FeClFeCl2 2 + Na+ Na2 2S = FeSS = FeS + 2NaCl + 2NaCl 3）既不溶于水又不溶于稀酸的硫化物）既不溶于水又不溶于稀酸的硫化物 此類金屬硫化物的溶度積一般都很小，如此類金屬硫化物的溶度積一般都很小，如CdS的的Ksp為為10-29, CuS的的Ksp為為10-36，而，而HgS的的Ksp更小更小(10-53)。 這類難溶金屬硫化物可通過這類難溶金屬硫化物可通過將將H2S氣體通入金屬鹽溶液來制備。氣體通入金屬鹽溶液來制備。 CuCl2 + H2S = CuS + 2HCl 要使此類型的

5、金屬硫化物溶解，則必須使用更強烈的化學氣氛，要使此類型的金屬硫化物溶解，則必須使用更強烈的化學氣氛，例如濃硝酸、王水（一份濃硝酸與三份濃鹽酸的混合酸）等。例如濃硝酸、王水（一份濃硝酸與三份濃鹽酸的混合酸）等。 例如例如CuSCuS可溶于濃硝酸：可溶于濃硝酸： 3CuS + 8HNO3CuS + 8HNO3 3 = 3Cu(NO = 3Cu(NO3 3) )2 2 + 3S + 3S + 2NO + 2NO + 4H + 4H2 2O O 在硝酸中、硝酸的氧化性使在硝酸中、硝酸的氧化性使S S2-2-被氧化成被氧化成S S單質(zhì)，從而使單質(zhì)，從而使S S2-2-濃度大大下濃度大大下降，結果使該金屬

6、硫化物溶解。降，結果使該金屬硫化物溶解。 再如再如HgS其其Ksp僅為僅為6.4410-53，僅僅利用濃硝酸的氧化作用使，僅僅利用濃硝酸的氧化作用使S2-濃濃度降低還不足以使其溶解，還必須借助濃鹽酸中的大量度降低還不足以使其溶解，還必須借助濃鹽酸中的大量Cl-與與Hg2+的配的配位作用，使位作用，使Hg2+離子的濃度也大大降低，才能使其溶解：離子的濃度也大大降低，才能使其溶解： 3HgS + 2HNO3 + 12HCl = 3H2HgCl4 + 3S + 2NO + H2O 1 1、熱穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性: : 碳酸鹽碳酸鹽 碳酸氫鹽碳酸氫鹽 碳酸。碳酸。 例如例如NaNa2 2COCO3 3分解

7、溫度為分解溫度為2073K2073K；而；而NaHCONaHCO3 3分解溫度僅為分解溫度僅為543K543K；但；但H H2 2COCO3 3常溫常壓即可分解。常溫常壓即可分解。2 2、除活潑金屬外，其他金屬的碳酸鹽的熱穩(wěn)定性都較差，一般尚、除活潑金屬外，其他金屬的碳酸鹽的熱穩(wěn)定性都較差，一般尚未加熱到熔點就分解了。未加熱到熔點就分解了。鹽Li2CO3Na2CO3BeCO3MgCO3CaCO3SrCO3BaCO3FeCO3ZnCO3CdCO3PbCO3熔點618850-熱分解/C1100180025540910128913602823503603003、一般來說，碳酸鹽中金屬離子的電荷越高，

8、半徑越小，即金屬、一般來說，碳酸鹽中金屬離子的電荷越高，半徑越小，即金屬離子的極化能力越強，該碳酸鹽的熱穩(wěn)定性就越差。離子的極化能力越強，該碳酸鹽的熱穩(wěn)定性就越差。4、碳酸鹽的熱分解是一種氣固兩相間的平衡。、碳酸鹽的熱分解是一種氣固兩相間的平衡。 CaCO3 = CaO + CO2 Kp = p CO2五、五、碳酸鹽的熱穩(wěn)定性與離子極化碳酸鹽的熱穩(wěn)定性與離子極化1、熱穩(wěn)定差、熱穩(wěn)定差 硝酸鹽和亞硝酸鹽的熱穩(wěn)定性很差，容易受熱分解。在所有無機含氧酸鹽硝酸鹽和亞硝酸鹽的熱穩(wěn)定性很差，容易受熱分解。在所有無機含氧酸鹽中，對同一金屬的鹽而言，其硝酸鹽和亞硝酸鹽的熔點通常是最低的。而且除中，對同一金屬的

9、鹽而言，其硝酸鹽和亞硝酸鹽的熔點通常是最低的。而且除鉀鈉等少數(shù)活潑金屬外，其它金屬的硝酸鹽和亞硝酸鹽在受熱時，大多未到熔鉀鈉等少數(shù)活潑金屬外，其它金屬的硝酸鹽和亞硝酸鹽在受熱時，大多未到熔點就發(fā)生了熱分解反應。點就發(fā)生了熱分解反應。2、熱分解的特點、熱分解的特點 硝酸鹽和亞硝酸鹽熱分解反應與碳酸鹽熱分解反應不同，硝酸鹽和亞硝酸硝酸鹽和亞硝酸鹽熱分解反應與碳酸鹽熱分解反應不同，硝酸鹽和亞硝酸鹽熱分解伴隨有氮的氧化態(tài)的改變，屬于氧化還原反應。例如：鹽熱分解伴隨有氮的氧化態(tài)的改變，屬于氧化還原反應。例如： 2KNO2KNO3 3(S) = 2KNO(S) = 2KNO2 2(S)+O(S)+O2 2

10、(g) (g) 4NaNO 4NaNO2 2(S) = 2Na(S) = 2Na2 2O(S) + 4NO(g) + O2(g)O(S) + 4NO(g) + O2(g) 反應中有反應中有N N的氧化態(tài)改變，有氧氣放出（除的氧化態(tài)改變，有氧氣放出（除NHNH4 4NONO3 3外），因而可認為硝酸鹽外），因而可認為硝酸鹽是一種供氧劑。硝酸鹽和亞硝酸鹽不穩(wěn)定性也與其氧化還原性質(zhì)有關。亞硝酸是一種供氧劑。硝酸鹽和亞硝酸鹽不穩(wěn)定性也與其氧化還原性質(zhì)有關。亞硝酸鹽一般都溶于水（除鹽一般都溶于水（除AgNO2AgNO2外），而且亞硝酸鹽一般均有毒，并且是一種致癌外），而且亞硝酸鹽一般均有毒，并且是一種致

11、癌物質(zhì)，使用時務必小心。物質(zhì)，使用時務必小心。3、硝酸鹽、亞硝酸鹽都具有氧化性，在酸性條件下，顯示出較強的氧化硝酸鹽、亞硝酸鹽都具有氧化性，在酸性條件下，顯示出較強的氧化能力能力。亞硝酸鹽既有氧化性，也有還原性（當遇到強氧化劑如亞硝酸鹽既有氧化性，也有還原性（當遇到強氧化劑如KMnOKMnO4 4) )六、六、硝酸鹽、亞硝酸鹽的熱分解硝酸鹽、亞硝酸鹽的熱分解通常通常,硝酸鹽熱分解的產(chǎn)物，隨金屬離子的活潑性不同而分為三種類型硝酸鹽熱分解的產(chǎn)物，隨金屬離子的活潑性不同而分為三種類型：1、金屬活潑順序在、金屬活潑順序在Mg以前的活潑金屬的硝酸鹽，受熱分解成其亞硝酸鹽和氧氣。以前的活潑金屬的硝酸鹽，受

12、熱分解成其亞硝酸鹽和氧氣。如如 2NaNO3(S) = 2NaNO2(S)+O2(g)2、金屬活潑順序介于、金屬活潑順序介于Mg與與Cu之間的金屬（包括之間的金屬（包括Mg和和Cu）的硝酸鹽，受熱分解）的硝酸鹽，受熱分解生成相應的金屬氧化物及生成相應的金屬氧化物及NO2(g)和和O2(g)。如：。如： 2Pb(NO3)2(S) = 2PbO(S) + 4NO(g) + O2(g)3、金屬活潑順序在、金屬活潑順序在Cu以后的不活潑金屬的硝酸鹽，受熱分解生成相應的單以后的不活潑金屬的硝酸鹽，受熱分解生成相應的單質(zhì)及質(zhì)及NO2(g)和和O2(g)。如：。如： 2AgNO3(S) = 2Ag(S) +

13、 2NO2(g) + O2(g) NH4NO3的熱分解可是一種特例。這是因為的熱分解可是一種特例。這是因為NH4NO3中有兩種不同氧化態(tài)的中有兩種不同氧化態(tài)的N，在熱分解過程中它們之間發(fā)生氧化還原反應，最后得到的產(chǎn)物只有一種氧化態(tài)在熱分解過程中它們之間發(fā)生氧化還原反應，最后得到的產(chǎn)物只有一種氧化態(tài)的的N，而且不像其它硝酸鹽熱分解時能放出氧氣：，而且不像其它硝酸鹽熱分解時能放出氧氣： NH4NO3(S) = N2O(g) + 2H2O 上面僅是硝酸鹽熱分解的一般規(guī)律和基本類型，實際上有些例外，何況同一上面僅是硝酸鹽熱分解的一般規(guī)律和基本類型，實際上有些例外，何況同一金屬的硝酸鹽的熱分解也可能出現(xiàn)

14、不止一種的分解方式。金屬的硝酸鹽的熱分解也可能出現(xiàn)不止一種的分解方式。 二氧化硅二氧化硅硅石硅石 無定型體：石英玻璃，硅藻土，燧石無定型體：石英玻璃，硅藻土，燧石 晶晶 體：天然為石英體：天然為石英(原子晶體原子晶體) 純純 石石 英：水晶英：水晶 含有雜質(zhì)的石英：瑪瑙含有雜質(zhì)的石英：瑪瑙縞瑪瑙縞瑪瑙紫晶紫晶石英鹽石英鹽水晶水晶黑曜石黑曜石瑪瑙瑪瑙七、七、硅酸鹽的結構、水泥的主要成分硅酸鹽的結構、水泥的主要成分 硅酸及硅酸鹽硅酸及硅酸鹽 (silicic acid & silicate)硅酸硅酸H4SiO4 原硅酸（正硅酸）原硅酸（正硅酸）H2SiO3 偏硅酸，二元弱酸xSiO2yH2O 多硅

15、酸多硅酸名名 稱稱 化學組成化學組成 x 值值 y 值值正硅酸正硅酸 H4SiO4 1 2偏硅酸偏硅酸 H2SiO3 1 1二偏硅酸二偏硅酸 H2Si2O5 2 1焦硅酸焦硅酸 H6Si2O7 2 3三硅酸三硅酸 H4Si3O8 3 2幾種不同的多硅酸（幾種不同的多硅酸（x SiO2y H2O ）硅酸鹽的結構硅酸鹽的結構-硅氧四面體硅氧四面體：Si 采用采用 sp3 雜化軌道與雜化軌道與 O 形成硅形成硅氧四面體氧四面體, 處于四面體頂處于四面體頂 端的端的 氧原子均為周圍的四面體共用，這種氧原子均為周圍的四面體共用，這種結構導致其化學性質(zhì)很穩(wěn)定結構導致其化學性質(zhì)很穩(wěn)定 .正硅酸根離子正硅酸根離子SiO44- -OSiOOO共用一個頂點的二硅酸根離子共用一個頂點的二硅酸根離子Si2O76- -OSiOOOSiOOO共用兩個頂點的鏈狀