第九章碳族元素

第9章

碳族元素第一節(jié)碳族元素的性質(zhì)一、概述第IVA族元素包括碳C、硅Si、鍺Ge、錫Sn、鉛Pb五種元素統(tǒng)稱為碳族元素。其中C

、Si是非金屬元素，其余三種是金屬元素。碳也能生成氧化數(shù)為-4的化合物二、碳元素的單質(zhì)金剛石不僅硬度最大，熔點極高，而且不導(dǎo)電。它在工業(yè)上被大量地用于切削，研磨和拔絲拉摸等方面。形狀完整的金剛石還用于制造首飾等高檔裝飾品。又被稱為“富勒烯”或“布基球”*（4）無定形炭和碳的化學(xué)性質(zhì)以木材、煤、骨頭或氣態(tài)碳氫化合物，包括天然氣等為原料，用隔絕空氣加熱或干餾等方法可以制得木炭、焦炭、骨炭和炭黑等多種無定形炭。無定形炭具有大的比表面（1g物質(zhì)所具有的總表面積），能吸附許多物質(zhì)在其表面上。經(jīng)過活化處理的無定形炭，其比表面增大，有高的吸附能力，稱為活性炭。它是常用的吸附劑?？捎盟鼉艋諝猓峒兾镔|(zhì)，脫色和去臭等等。焦炭和木炭還用于冶金工業(yè)。*（4）無定形炭和碳的化學(xué)性質(zhì)將某些固態(tài)無機物纖維化，其晶格缺陷減少，強度增大。用無機纖維增強樹脂、塑料、橡膠或金屬，制成的復(fù)合材料具有質(zhì)量輕，耐高溫、耐腐蝕、強度高和剛性好等特點，它們已成為當(dāng)代新材料中的重要組成部分?，F(xiàn)在已較普遍使用的無機纖維有：碳纖維、石英纖維、碳化硅纖維、氮化硼纖維和陶瓷纖維等。Ge是灰白色的金屬，比較脆硬，其晶體結(jié)構(gòu)也是金剛石型。

高純度的鍺是良好的半導(dǎo)體材料，2錫有三種同素異形體，即灰錫（α錫）、白錫（β錫）和脆錫，白錫是銀白色的，比較軟，具有延展性。低溫下白錫轉(zhuǎn)變?yōu)榉勰畹幕义a的速度大大加快，所以，錫制品因長期處于低溫會自行毀壞。這種現(xiàn)象稱為錫疫。鉛是很軟的重金屬，強度不高。鉛能擋住X射線。錫和鉛的熔點都較低，主要用于制合金3．碳的化學(xué)性質(zhì)如下：（2）碳作為還原劑能與一些氧化物或氧化劑反應(yīng)。如：

Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g)

H2O(g)+C(灼熱)=CO(g)+H2(g)2H2SO4(濃)+C(s)=CO2(g)+2SO2(g)+2H2O(1)4HNO3(濃)+C(s)=CO2(g)+4NO2(g)+2H2O(1)（3）碳在電爐中能與許多物質(zhì)反應(yīng)，得到CS2，SiC，Al4C3，CaF2和Fe3C等等。

C(s)+2S(s)=CS2

二、性質(zhì)遞變練習(xí)：1.下列關(guān)于金剛石和石墨的敘述錯誤的是（）

A.化學(xué)性質(zhì)都很穩(wěn)定

B.兩者是同素異形體C.物理性質(zhì)相同D.等質(zhì)量的金剛石和石墨燃燒生成等質(zhì)量二氧化碳2.下列敘述中正確的是（）A.碳族元素都是非金屬元素，其非金屬性隨核電荷數(shù)的增加而減弱B.碳族元素的單質(zhì)都有導(dǎo)電性C.硅酸的酸性比碳酸的強D.同一周期中氧族元素比碳族元素的非金屬性強CD練習(xí)：3.下列物質(zhì)中，能直接做半導(dǎo)體材料的是（）

A.金剛石

B.兩石墨C.硅D.鉛4．碳族元素包括碳、

、鍺、

、鉛等元素，其中非金屬性最強的是

，單質(zhì)可用于半導(dǎo)體材料的是

，鉛的高價態(tài)化合物

（填“穩(wěn)定”或“不穩(wěn)定”），具有

性。C不穩(wěn)定氧化硅碳硅錫第9章

碳族元素第二節(jié)碳的重要化合物碳有許多氧化物，已見報導(dǎo)的有CO、CO2、C3O2、C4O3、C5O2和C12O9，其中常見的是CO和CO2。1．一氧化碳物理性質(zhì)：一氧化碳是無色、無溴、難溶于水、可燃燒、有毒的氣體，毒性與NO相同。（3）CO的主要化學(xué)性質(zhì)：①CO之所以對人體有毒，是因為它能與血液中攜帶O2的血紅蛋白（Hb）形成穩(wěn)定的配合物COHb。CO與Hb的親和力約為O2與Hb的230～270倍。COHb配合物一旦形成后，就使血紅蛋白喪失了輸送氧氣的能力。所以CO中毒將導(dǎo)致組織低氧癥。如果血液中50%的血紅蛋白與CO結(jié)合，即可引起心肌壞死。（3）CO的主要化學(xué)性質(zhì)：CO作為一種配體，能與一些有空軌道的金屬原子或離子形成配合物。例如同VIB、VIIB和VIII族的過渡金屬形成羰基配合物：Fe(CO)5、Ni(CO)4和Cr(CO)6等。在工業(yè)氣體分析中常用亞銅鹽的氨水溶液或鹽酸溶液來吸收混合氣體中的CO，生成CuCl·CO·2H2O，這種溶液經(jīng)過處理放出CO，然后重新使用，與合成氨工業(yè)中用銅洗液吸收CO為同一道理。②它容易被氧化為CO2。CO在空氣或O2中燃燒，生成CO2并放出大量的熱。

CO+O2=CO2△rH0=-284kJ·mol-1所以CO和水煤氣都是很好的氣體燃料。木炭或煤燃燒時的藍色火焰即CO的火焰。這性質(zhì)也使CO成為冶金方面的還原劑。它在高溫下可以從許多金屬氧化物如Fe2O3、CuO或PbO中奪取氧，使金屬還原。冶金工業(yè)中用焦炭作還原劑，實際上起重要作用的是CO。為消除汽車排出的廢氣CO和碳氫化合物對空氣的污染，現(xiàn)在有些汽車在排氣口裝有催化轉(zhuǎn)化裝置，用Al2O3纖維織物作載體，Pt或Pd的化合物為催化劑，此催化劑吸附O2，使CO等轉(zhuǎn)化為無毒的CO2。③CO具有還原性：能使一些化合物中的金屬離子還原。如：

CO+PdCl2+H2O=CO2+Pd↓+2HClCO+2Ag(NH3)2OH=2Ag↓+（NH4）2CO3+2NH3這些反應(yīng)都可以用于檢測微量CO的存在。2．二氧化碳碳和碳化合物在空氣或O2中的完全燃燒以及生物體內(nèi)許多物質(zhì)的氧化產(chǎn)物都是CO2。特點：二氧化碳是無色、無嗅的氣體，密度比空氣大，加壓和降溫下變成雪狀固體叫干冰，無毒但是一種窒息性氣體，可滅火。是造成溫室效應(yīng)的主要氣體。2．二氧化碳性質(zhì)：CO2不活潑，但在高溫下，能與碳或活潑金屬鎂、鈉等反應(yīng)。CO2+2Mg=2MgO+C2Na+2CO2=Na2CO3+COCO2無毒，但若在空氣中的含量過高，也會使人因為缺氧而發(fā)生窒息的危險。人進入地窖時應(yīng)手持燃著的蠟燭，若燭滅，表示窖內(nèi)CO2過多，暫不宜進入。現(xiàn)實狀態(tài)：CO2

在大氣中約占0.03%,海洋中約占0.014%。它還存在于火山噴射氣和某些泉水中。地面上的CO2主要來自煤、石油、天然氣及其它含碳化合物的燃燒、碳酸鈣礦石的分解、動物的呼吸以及發(fā)酵過程。地面上的植物和海洋中的浮游生物則將CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镺2，一直維持著大氣中O2與CO2的平衡。但是近幾十年來隨著全世界工業(yè)的高速發(fā)展和由此帶來的海洋和大氣的污染，同時森林又濫遭砍伐，這在很大程度上影響到生態(tài)平衡，使大氣中的CO2越來越多，據(jù)估計每年約增加百萬分之二到四。大氣中CO2含量的增多，是造成地球“溫室效應(yīng)”的主要原因。太陽光中絕大部分的紫外光被大氣上空的臭氧層所吸收，其余部分的光進入大氣。大氣中的水氣和CO2不吸收可見光，因此可見光可通過大氣層而到達地球表面。與此同時，地球也會向外輻射能量，不過此能量是以紅外光而輻射出去。水氣和CO2能吸收紅外光，這就使得地球應(yīng)該失去的那部分能量被儲存在大氣層內(nèi)，造成大氣溫度升高。有人估計，若大氣溫度升高2到3K，就會使世界氣候發(fā)生劇變，同時會使地球兩極的冰山發(fā)生部分融化，從而使海平面升高，甚至造成沿海一些城市被海水淹沒的危險。3.碳酸和碳酸鹽CO2在水中的溶解度不大，298K時，1L水中溶1.45g（約0.033mol）。但溶解的并非全部與H2O反應(yīng)而生成H2CO3，轉(zhuǎn)變的只有1～4%。大部分CO2以弱水合狀態(tài)存在。因為CO2能溶于水，所以蒸餾水的pH值常小于7。（1）溶解性：所有碳酸氫鹽都溶于水。正鹽中只有銨鹽和堿金屬（除鋰外）的鹽溶于水。由于多數(shù)碳酸鹽的溶解度小，自然界有許多碳酸鹽礦石。大理石、石灰石、方解石以及珍珠、珊瑚、貝殼等的主要成分都是CaCO3。白云石、菱鎂礦含有MgCO3。地表層中的碳酸鹽礦石在CO2和水的長期侵蝕下可以部分地轉(zhuǎn)變?yōu)镃a（HCO3）2而溶解。所以天然水中含有Ca(HCO3)2，它經(jīng)過長期的自然分解或人工加熱，又析出CaCO3。

CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2這個轉(zhuǎn)化反應(yīng)能說明自然界中鐘乳石和石筍的形成和暫時硬水軟化的原理。（2）水解性在金屬鹽類（堿金屬和NH4+鹽除外）溶液中加可溶性碳酸鹽，產(chǎn)物可能是碳酸鹽、堿式碳酸鹽或氫氧化物。Ca2+,Sr2+,Ba2+等，其碳酸鹽的溶度積遠小于其氫氧化物的溶度積，與上述沉淀劑相遇生成碳酸鹽：

Ca2++CO32-=CaCO3Al3+,Fe2+,Cr3+等其氫氧化物的溶度積遠小于其碳酸鹽的溶度積，與上述沉淀劑相遇生成氫氧化物沉淀：

2Fe2++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3+3CO2Cu2+、Zn2+、Pb2+和Mg2+等，其氫氧化物和碳酸鹽的溶解度相差不多，則可能得到堿式鹽:

2Mg2++2CO32-+H2O=Mg2(OH)2CO3+CO2（3）熱穩(wěn)定性：許多金屬元素的碳酸鹽，如CaCO3、ZnCO3和PbCO3加熱即分解為金屬氧化物和CO2，而鈉、鉀、鋇的碳酸鹽在高溫（熔融狀態(tài)）也觀察不到有明顯的分解。所以有下列熱穩(wěn)定性順序：

M2CO3＞M（HCO3）2＞H2CO3

（M表示一價金屬）（4）碳酸正鹽和酸式鹽碳酸鹽在溶液中與CO2反應(yīng)，可轉(zhuǎn)化為酸式鹽；酸式碳酸鹽與堿反應(yīng)又可轉(zhuǎn)化為碳酸鹽。CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2Ca2++HCO3-+OH-CaCO3H2OMg(HCO3)2MgCO3CO2+H2O++酸式碳酸鹽一般受熱時轉(zhuǎn)化為正鹽，并生成二氧化碳和水。練習(xí)：1.要除去二氧化碳氣體中的一氧化碳，常用方法是（）

A.通過澄清的石灰水

B.通過灼熱的碳C.通過水D.通過灼熱的氧化銅粉末2.科學(xué)家制得一種新分子，它具有空心的類似足球狀結(jié)構(gòu)，化學(xué)式為C60，下列說法正確的是（）

A.C60是一種化合物

B.C60和石墨都是碳的同素異形體C.C60含有離子鍵D.C60的分子量是720DB4.下列物質(zhì)中，既能與鹽酸反應(yīng)，又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的是()

A.碳酸鈉B.碳酸氫鈉

C.氯化鈉D.硫酸銅B5.怎樣鑒別在碳酸鈉晶體中，含有少量的碳酸氫鈉晶體()(A)加熱(B)加入少量氫氧化鈉

(C)加熱并將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水

(D)加熱并觀察是否有水生成6.除去碳酸氫鈉晶體中混有的碳酸鈉固體，可采用的方法是()(A)加熱

(B)配成溶液后，再加入足量CaCl2，過濾，蒸發(fā)結(jié)晶

(C)溶于水，通入足量的CO2，在低溫下蒸發(fā)結(jié)晶

(D)溶于水后，再加入少量的鹽酸溶液CC第9章

碳族元素第三節(jié)硅的重要化合物不反應(yīng)(3)SiO2和某些含氧酸鹽之間反應(yīng)Na2SO4+SiO2Na2SiO3+SO32KNO3+SiO2K2SiO3+NO2+NO+O2(4)SiO2和堿性氧化物反應(yīng)生成相應(yīng)的硅酸鹽CaO+SiO2CaSiO3(5)SiO2和焦炭在電爐中共熱SiO2+3CSiC+2CO碳化硅俗稱金剛砂，常用研磨材料，如磨輪、磨光紙。2.硅酸SiO2為酸性氧化物，它的水化物是硅酸，但是SiO2不溶于水，所以不能用SiO2與水直接反應(yīng)得到H2SiO3。硅酸可用可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)制得。硅酸為組成復(fù)雜的白色固體，通常用化學(xué)式H2SiO3表示，它是一種弱酸，酸性比碳酸還弱。通常情況下制得的硅酸，產(chǎn)物的組成隨形成條件不同而不同，常以通式xSiO2·yH2O表示，以下所列是其中的幾種：偏硅酸H2SiO3x=1,y=1二硅酸H4Si2O7x=1,y=3三硅酸H4Si3O8x=3,y=2二偏硅酸H2Si2O5x=2,y=1也可做干燥劑以及催化劑載體。硅酸是二元弱酸。它在水溶液中能逐步聚合，形成硅酸凝膠。硅酸凝膠慢慢脫水，經(jīng)過處理后，可制得白色略透明的硅膠。粉紅色3.硅酸鹽硅酸鈉除了堿金屬以外，其它金屬的硅酸鹽都不溶于水。硅酸鈉是最常見的可溶性硅酸鹽。硅酸鈉水解使溶液顯強堿性：Na2SiO3+2H2O=NaH3SiO4+NaO2NaH3SiO4=Na2H4Si2O7+H2O（也寫為：2Na2SiO3+H2O=Na2Si2O5+NaOH）

硅酸鹽的應(yīng)用*工業(yè)上制多硅酸鈉的方法是將石英砂、硫酸鈉和煤粉混合后放在反射爐內(nèi)進行反應(yīng)，溫度為1373～1623K。一小時以后，將產(chǎn)物冷卻，即得玻璃塊狀物。這產(chǎn)物常因含有鐵鹽等雜質(zhì)而呈灰色或綠色。用水蒸氣處理使之溶解成為粘稠液體，成品俗稱“水玻璃”，又名“泡花堿”。它是多種多硅酸鹽的混合物，其化學(xué)組成為Na2O·nSiO2。水玻璃的用途很廣，建筑工業(yè)及造紙工業(yè)用它作粘合劑。木材或織物用水玻璃浸泡以后既可以防腐又可以防火。浸過水玻璃的鮮蛋可以長期保存。水玻璃還用作軟水劑、洗滌劑和制肥皂的填料。它也是制硅膠和分子篩的原料。練習(xí)：1.下列物質(zhì)中不發(fā)生反應(yīng)的是（）

A.二氧化硅與氧化鈣（高溫）

B.二氧化硅與氫氧化鈉（高溫）C.二氧化硅與碳（高溫）D.二氧化硅與濃硝酸2.下列物質(zhì)中不與水其反應(yīng)的是（）A.SiO2B.SO2C.CO2D.CaODA練習(xí)：3.下列敘述中正確的是（）

A.自然界中存在大量的單質(zhì)硅

B.石英、水晶的主要成分是二氧化硅C.二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)活潑，能與酸堿反應(yīng)D.自然界中二氧化硅都存在于石英礦中4.下列溶液可用有玻璃塞的試劑瓶貯存的是()

A.濃H2SO4

B.NaOHC.HFD.Na2SiO3BA練習(xí)：5.根據(jù)硅在周期表中位置推測，下列不正確的是（）

A.單質(zhì)硅常溫情況下是固體

B.硅具有導(dǎo)電性C.SiH4比CH4穩(wěn)定D.硅的常見化合價是+4價6．盛放堿液的試劑瓶不能用玻璃塞，是為了防止發(fā)生

反應(yīng)（用化學(xué)方程式表示）。CSiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O第9章

碳族元素第四節(jié)錫、鉛的重要化合物一、鍺錫鉛的存在和冶煉1.冶煉鍺常以硫化物伴生在其他金屬的硫化物礦之中如硫銀鍺礦4Ag2S·GeS2，硫鉛鍺礦2PbS·GeS2等。鍺以GeO2的形式富集在煙道灰中。提取鍺的一般原理是先將礦石中的GeS2轉(zhuǎn)變?yōu)镚eO2。錫和鉛主要以氧化物或硫化物礦（如錫石SnO2和方鉛礦PbS等）存在于自然界。早在公元前二、三千年就能冶煉。我國明代宋應(yīng)星的《天工開物》一書記載的古代煉錫和煉鉛的方法基本上就是現(xiàn)代用的碳還原法和醋酸浸取鉛的方法。錫和鉛現(xiàn)代工業(yè)冶煉過程是先將礦石焙燒，使硫、砷成為揮發(fā)性氧化物得以除去，有效成分硫化物則轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸?，再用碳還原。有關(guān)反應(yīng)方程式如下：

SnO2+2C=Sn+2CO2PbS+3O2=2PbO+2SO2PbO+C=Pb+COPbO+CO=Pb+CO2PbS礦也可以用Fe還原：

PbS+Fe=Pb+FeS將粗錫和粗鉛電解可以得到純金屬。2.性質(zhì)和用途Ge是灰白色的金屬，比較脆硬，其晶體結(jié)構(gòu)也是金剛石型。高純度的鍺是良好的半導(dǎo)體材料，在電子工業(yè)上用來制造各種半導(dǎo)體組件。錫有三種同素異形體，即灰錫（α錫）、白錫（β錫）和脆錫，它們之間互轉(zhuǎn)變關(guān)系如下

白錫是銀白色的，比較軟，具有延展性。低溫下白錫轉(zhuǎn)變?yōu)榉勰畹幕义a的速度大大加快，所以，錫制品因長期處于低溫會自行毀壞。這種現(xiàn)象稱為錫疫。鉛是很軟的重金屬，強度不高。鉛能擋住X射線。錫和鉛的熔點都較低，主要用于制合金，用于制日用器件、工具等：巴氏軸承合金含Cu、Sb、Sn。此外，Sn被大量地用于制錫箔和作金屬鍍層。Pb則用于制鉛蓄電池、電纜、化工方面的耐酸設(shè)備以及X光射線、原子能工業(yè)用的防護材料等。錫在常溫下表面有一層保護膜，在空氣和水中都穩(wěn)定，有一定的抗腐蝕性。碳族單質(zhì)的化學(xué)活潑性自上而下逐漸增強。似乎鉛應(yīng)是較活潑的,但它在化學(xué)反應(yīng)中卻表現(xiàn)得不太活潑。這主要是由于鉛的表面生成難溶性化合物而阻止反應(yīng)繼續(xù)進行的緣故。例如，鉛與稀硫酸接觸時，由于生成硫酸鉛而阻止了鉛與硫酸的進一步作用。鉛與鹽酸作用也因生成PbCl2而減緩。常溫下，鉛與空氣中氧、水和二氧化碳作用，表面形成堿式碳酸鹽保護層，鉛能溶于醋酸，生成可溶性的Pb(Ac)2,但反應(yīng)相當(dāng)緩慢。鍺的化合物被應(yīng)用的還不多。錫和鉛，從金屬到化合物都有廣泛的用途。這三種元素的常見氧化態(tài)為+IV和+II。+4氧化態(tài)化合物的穩(wěn)定性是：Ge>Sn>Pb

+2氧化態(tài)化合物的穩(wěn)定性是：Ge<Sn<<Pb從Ge到Pb，低價化合物趨于穩(wěn)定。這些金屬的化學(xué)性質(zhì)可概括如下：

（1）與氧的反應(yīng)：在常溫下，空氣中的氧只對鉛有作用，在鉛表面生成一層氧化鉛或堿式碳酸鉛，使鉛失去金屬光澤且不致進一步被氧化?？諝庵械难鯇︽N和錫都無影響。這三種金屬在高溫下能與氧反應(yīng)而生成氧化物。

（2）與其它非金屬的反應(yīng)：這些金屬能同鹵素和硫生成鹵化物和硫化物。（3）與水的反應(yīng)：鍺不與水反應(yīng)。錫既不被空氣氧化,又與不與H2O反應(yīng)，常被用來鍍在某些些金屬（主要是低碳鋼制件）表面的仿銹蝕。鉛的情況比較復(fù)雜，它在有空氣存在的條件下，能與水緩慢反應(yīng)成Pb(OH)2。

2Pb+O2+2H2O=2Pb(OH)2因為鉛和鉛的化合物都有毒，所以鉛管不能用于輸送飲水。但是，鉛若與硬水接觸，則因水中含SO42-、HCO3-和CO32-等離子，表面將生成一層難溶的保護膜（主要是硫酸和堿式碳酸鉛），可阻止水繼續(xù)與鉛反應(yīng)。（4）與酸的反應(yīng)：

酸GeSnPb

HCl不反應(yīng)與稀酸反應(yīng)慢，因生成微溶性與濃酸反應(yīng)生的PbCl2覆蓋在成SnCl2Pb表面反應(yīng)中止Pb+2HCl=PbCl2↓+H2↑(反應(yīng)很快終止)（4）與酸的反應(yīng)：

酸GeSnPb

H2SO4

與稀酸不反應(yīng)與稀酸難反應(yīng)與稀硫酸反應(yīng)因與濃酸反應(yīng)生與熱的濃酸反應(yīng)生成難溶的PbSO4

成Ge(SO4)2

得Sn(SO4)2

覆蓋層反應(yīng)中止易溶于熱的濃硫酸生成Pb(HSO4)2

Sn+4H2SO4(濃)=Sn(SO4)2+2SO2↑+4H2OPb+H2SO4(稀)=PbSO4↓+H2↑(反應(yīng)很快中止)

Pb+3H2SO4(濃）=Pb(HSO4)2+SO2↑+2H2O（4）與酸的反應(yīng)：

酸GeSnPb

HNO3

與濃酸反應(yīng)得與濃酸生成與稀HNO3反應(yīng)

xGeO2·yH2O得到Pb(NO3)不溶于濃HNO3

白色沉淀白色沉(β錫酸）故Pb不與濃

HNO3反應(yīng)

Ge+4HNO3(濃)=GeO2·H2O↓+4NO2↑+H2OSn+4HNO3(濃)=SnO2·2H2O+4NO2↑4Sn+10HNO3(很稀)=4Sn(NO3)2+NH4NO3+3H2O總之：①Ge不與非氧化性酸作用；②Sn與非氧化性酸反應(yīng)生成Sn（II）化合物；③Ge和Sn與氧化性酸反應(yīng)生成Ge(IV)、Sn(IV)化合物；④Pb與酸反應(yīng)得到Pb(II)化合物。鉛在有氧存在的條件下可溶于醋酸，生成易溶的醋酸鉛。這是用醋酸從含鉛礦石中浸取鉛的原理。

2Pb+O2=2PbOPbO+2CH3COOH=Pb(CH3COO)2+H2O(5)與堿的反應(yīng)：鍺同硅相似，與強堿反應(yīng)放出H2氣。錫和鉛也能與強堿緩慢地反應(yīng)得到亞錫酸鹽和亞鉛酸鹽，同時放出H2。Ge+2OHˉ+H2O=GeO32-+2H2↑二、鍺錫鉛的化合物1．氧化物鍺、錫、鉛有MO2和MO兩類氧化物。MO2都是共價型、兩性偏酸性的化合物。MO也是兩性的，但堿性略強。MO化合物的離子性也略強，但還不是典型的離子化合物。所有這些氧化物都是不溶于水的固體。鍺、錫、鉛氧化物的性質(zhì)MO2

顏色與狀態(tài)MO顏色與狀態(tài)熔點GeO2

白色固體GeO黑色固體SnO2

白色固體SnO黑色固體PbO2

棕黑色固體PbO黃或黃紅色固體（1）錫的氧化物：重要的為SnO2Sn+O2=SnO2不溶于水，也難溶于酸或堿，若是與NaOH或Na2CO3和S共熔，可轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄喳}：

SnO2+2Na2CO3+4S=Na2SnS3+Na2SO4+2CO2↑硫代錫酸鈉SnO2可為n型半導(dǎo)體。當(dāng)該半導(dǎo)體吸附H2、CO、CH4等具有還原性、可燃性氣體時，其電導(dǎo)會發(fā)生明顯的變化，利用這一特點，SnO2被用于制造半導(dǎo)體氣敏組件，以檢測上述氣體，從而可避免中毒、火災(zāi)、爆炸等事故的發(fā)生。SnO2還用于制不透明的玻璃、琺瑯和陶瓷。（2）鉛的氧化物：有PbO、PbO2、Pb3O4。PbO：俗稱“密陀僧”。用空氣氧化熔融的鉛而制得的。它有兩種變體：紅色四方晶體和黃色正交晶體。在常溫下，紅色的比較穩(wěn)定，將黃色PbO在水中煮沸即得紅色變體。PbO易溶于醋酸或硝酸得到Pb(II)鹽，比較難溶于堿，這說明它偏堿性。PbO用于制鉛蓄電池、鉛玻璃和鉛的化合物。高純度PbO是制造鉛靶彩色電視光導(dǎo)攝像管靶面的關(guān)鍵材料，也是用于激光技術(shù)拉制PbO單晶的原料。PbO2是兩性的，其酸性大于堿性，與強堿共熱可得鉛酸鹽：

PbO2為強氧化劑，例如：

2Mn2++5PbO2+4H++5SO42-=2MnO4-+5PbSO4↓+2H2O

PbO2+4HCl=PbCl2+Cl2+2H2O

Pb3O4：紅鉛或丹鉛Pb2O3：橙色2．含氧酸或氫氧化物xMO2·yH2O和xMO·yH2O，通常也將它們的化學(xué)式寫作M(OH)4和M(OH)2。它們都是兩性的。酸性增加

Ge(OH)4Sn(OH)4Pb(OH)4

棕色白色棕色

Ge(OH)2Sn(OH)2Pb(OH)2

白色白色白色在這些氫氧化物中，酸性最強的Ge(OH)4仍然是一個弱酸（K1=8×10-10），堿性最強的Pb(OH)2也還是兩性的。由此可知，鍺分族元素的金屬性很弱，但從Ge到Pb逐漸增強。3．鹵化物將金屬Ge、Sn、Pb直接與鹵素或濃的氫鹵酸反應(yīng)，或者用它們的氧化物與氫鹵酸反應(yīng)，都可以得到鍺分族元素的鹵化物。例如:

Ge（或Sn）+2Cl2=GeCl4（或SnCl4）

Pb+Cl2=PbCl2SnO2+4HCl=SnCl4+2H2O在形成鹵化物方面，鍺分族元素與碳、硅所不同的，是它們能形成MX4和MX2兩類鹵化物，而C和Si只有MX4。從這些鹵化物的狀態(tài)、熔點、沸點可知MX4具有共價化合物的特征，熔點低，易揮發(fā)或升華。MX2離子性強些，熔點較高。（1）四鹵化物常用的MX4

為GeCl4和SnCl4。在常況下均為液態(tài)，它們在空氣中因水解而發(fā)煙。GeCl4是制取Ge或其它鍺化合物的中間化合物，也是制光導(dǎo)纖維所需要的一種原料。SnCl4用作有機合成上的氯化催化劑及鍍錫的試劑。

Cl2+SnCl2=SnCl4

水溶液只能得到SnCl4·5H2O晶體。在用鹽酸酸化過的PbCl2溶液中通入Cl2，得到黃色液體PbCl4，這種化合物極不穩(wěn)定，容易分解為PbCl2和Cl2。（2）二鹵化物重要的為SnCl2。Sn+2HCl+2H2O=SnCl2·2H2O無色晶體常用的還原劑:

2HgCl2+SnCl2=SnCl4+Hg2Cl2↓(白色)

HgCl2+SnCl2=SnCl4+2Hg↓（黑色）這個反應(yīng)很靈敏，常用來檢驗Hg2+離子或Sn2+離子的存在。易水解：SnCl2+H2O=Sn(OH)Cl↓(白色)+HCl配制SnCl2溶液時，先將SnCl2固體溶解在少量濃鹽酸中，再加水稀釋。為防止Sn2+氧化，常在新配制的SnCl2溶液中加少量金屬Sn。PbCl2難溶于冷水，易溶于熱水，也能溶解于鹽酸中。

PbCl2+2HCl=H2[PbCl4]PbI2為黃色絲狀有亮光的沉淀，易溶于沸水，或因生成配鹽而溶解于KI的溶液中。

PbI2+2KI=K2[PbI4]4．硫化物MS2GeS2SnS2狀態(tài)白色固體黃色固體鉛不生成制法H2S+GeO2Sn+S二硫化物

Sn4++H2S能溶的試劑Na2SNa2S

MSGeSSnSPbS狀態(tài)紅色固體棕色固體黑色固體制法GeS2+H2Sn+SPb+S

或GeCl2+H2S或Sn2++H2S或Pb2++H2S能溶的試劑(NH4)2S2(NH4)2S2

稀HNO3鍺分族的硫化物都不溶于水。5．鉛的一些含氧酸鹽鉛的許多化合物難溶于水、有顏色和有毒。人體若每天攝入1mg，長期如此則有中毒危險。油漆和油灰中含有鉛的化合物，它們是鉛中毒的一個來源。鉛進入人體以后，累積在骨骼中，與鈣一同被帶入血液中，Pb2+與蛋白質(zhì)中半胱氨酸的巰基（-SH）反應(yīng)，生成難溶物。所以含鉛化合物的涂料不宜于用來油漆兒童玩具和嬰兒的家具。航空和汽車使用的汽油為防爆震，加了四乙基鉛Pb(CH3CH2)4和二溴代乙烷C2H4Br2，因此，排出的廢氣中含有對人體有害的PbBr4等。為了減少鉛對空氣的污染，人們正在努力研制四乙基鉛的代用品。Pb(NO3)2:

無色晶體。由Pb或PbO或PbCO3溶于HNO3得到Pb(CH3COO)2·2H2O:

無色晶體。