大一无机化学砷锑铋
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☐价层电子构型为n s 2n p 3☐阳离子为18电子或18+2电子构型,具有较强的极化能力和较大的变形性☐主要以硫化物存在于自然界☐砷、锑具有两性和准金属性质,而铋则呈金属性☐熔点较低且易挥发。
在气态时以多原子分子形式存在,如有As 4、As 2、Sb 4、Sb 2、Bi 2。
1砷、锑、铋单质1砷、锑、铋单质合金☐为具有金属特性的多种金属元素混合物☐形成:金属在熔化状态互相溶解或混合而成☐优点:机械、物理和化学性能优于纯金属☐种类:繁多。
举例如下合金钢——如不锈钢低熔合金——如含铟低熔合金硬质合金——如WC、TiC、CrN、FeB形状记忆合金——如Ni-Ti合金1砷、锑、铋单质合金化合物☐为合金的一种☐形成:金属在熔化状态互相溶解或混合而成形成:电负性、电子构型和原子半径相差较大的两种金属易形成金属化合物As、Sb、Bi可与许多金属形成金属化合物☐种类:正常金属化合物——组成固定电子化合物——组成可变☐举例:GaAs——重要的半导体材料伍德合金(含一定比例Bi、Sn、Cd 、Pb的合金)——适用于制造子弹和轴承2砷、锑、铋的氧化物及其水合物+3As2O3(白)Sb2O3(白)Bi2O3(黄)H3AsO3Sb(OH)3Bi(OH)3两性偏酸两性弱碱性+5As2O5(白)Sb2O5(淡红)Bi2O5(红棕)H3AsO4H[Sb(OH)6]极不稳定中强酸两性偏酸弱酸性2砷、锑、铋的氧化物及其水合物+3As2O3(白)Sb2O3(白)Bi2O3(黄)H3AsO3Sb(OH)3Bi(OH)3两性偏酸两性弱碱性+5As2O5(白)Sb2O5(淡红)Bi2O5(红棕)H3AsO4H[Sb(OH)6]极不稳定中强酸两性偏酸弱酸性俗称砒霜,有剧毒,微溶主要用于制造杀虫剂、除草剂、含砷药物2砷、锑、铋的氧化物及其水合物+3As2O3(白)Sb2O3(白)Bi2O3(黄)H3AsO3Sb(OH)3Bi(OH)3两性偏酸两性弱碱性+5As2O5(白)Sb2O5(淡红)Bi2O5(红棕)H3AsO4H[Sb(OH)6]极不稳定中强酸两性偏酸弱酸性☐微溶于水,热水中溶解度稍大☐溶于碱As2O3+6NaOH →2Na3AsO3+3H2O☐溶于浓酸As2O3+6HCl→2AsCl3+3H2O2砷、锑、铋的氧化物及其水合物+3As2O3(白)Sb2O3(白)Bi2O3(黄)H3AsO3Sb(OH)3Bi(OH)3两性偏酸两性弱碱性+5As2O5(白)Sb2O5(淡红)Bi2O5(红棕)H3AsO4H[Sb(OH)6]极不稳定中强酸两性偏酸弱酸性难溶于水2砷、锑、铋的氧化物及其水合物+3As2O3(白)Sb2O3(白)Bi2O3(黄)H3AsO3Sb(OH)3Bi(OH)3两性偏酸两性弱碱性+5As2O5(白)Sb2O5(淡红)Bi2O5(红棕)H3AsO4H[Sb(OH)6]极不稳定中强酸两性偏酸弱酸性难溶于水2砷、锑、铋的氧化物及其水合物+3As2O3(白)Sb2O3(白)Bi2O3(黄)H3AsO3Sb(OH)3Bi(OH)3两性偏酸两性弱碱性+5As2O5(白)Sb2O5(淡红)Bi2O5(红棕)H3AsO4H[Sb(OH)6]极不稳定中强酸两性偏酸弱酸性碱性增强2砷、锑、铋的氧化物及其水合物+3As2O3(白)Sb2O3(白)Bi2O3(黄)H3AsO3Sb(OH)3Bi(OH)3两性偏酸两性弱碱性+5As2O5(白)Sb2O5(淡红)Bi2O5(红棕)H3AsO4H[Sb(OH)6]极不稳定中强酸两性偏酸弱酸性碱性增强H3AsO3在碱性介质中还原性较强如AsO3+I2+2OH-→AsO4 +2I-+H2OBi(OH)3在碱性介质中被强氧化剂氧化如Bi(OH)3+Cl2+3NaOH →NaBiO3+2NaCl+3H2O3-3-还原性减弱2砷、锑、铋的氧化物及其水合物+3As2O3(白)Sb2O3(白)Bi2O3(黄)H3AsO3Sb(OH)3Bi(OH)3两性偏酸两性弱碱性+5As2O5(白)Sb2O5(淡红)Bi2O5(红棕)H3AsO4H[Sb(OH)6]极不稳定中强酸两性偏酸弱酸性碱性增强还原性减弱AsO4 、SbO4 在强酸性介质中有氧化性如H3AsO4+2I-+2H+→H3AsO3+I2+H2O铋酸盐在酸性介质中是强氧化剂如5NaBiO3+2Mn2++14H+→5Bi3++2MnO4-+ 5Na++7H2O3-3-2砷、锑、铋的氧化物及其水合物+3As2O3(白)Sb2O3(白)Bi2O3(黄)H3AsO3Sb(OH)3Bi(OH)3两性偏酸两性弱碱性+5As2O5(白)Sb2O5(淡红)Bi2O5(红棕)H3AsO4H[Sb(OH)6]极不稳定中强酸两性偏酸弱酸性碱性增强还原性减弱AsO4 、SbO4 在强酸性介质中有氧化性如H3AsO4+2I-+2H+→H3AsO3+I2+H2O铋酸盐在酸性介质中是强氧化剂如5NaBiO3+2Mn2++14H+→5Bi3++2MnO4-+ 5Na++7H2O3-3-用于鉴定Mn2+离子多数无色,易水解☐阳离子盐: M 3+、M 5+、As 3+、As 5+、Sb 3+、Sb 5+铋主要形成Bi 3+盐☐含氧酸盐: MO 3 、MO 4、AsO 3 、AsO 4 、SbO 3 、SbO 4、NaBiO 3(黄色)3-3-3-3-3-3砷、锑、铋的盐3-3砷、锑、铋的盐氯化物、硝酸盐水解AsCl3+ 3H2O →H3AsO3+ 3HClSbCl3+H2O →SbOCl+ 2HClBiCl3+ H2O →BiOCl+ 2HClSb(NO3)3+H2O →SbONO3+ 2HNO3Bi(NO3)3+ H2O →BiONO3+ 2HNO3配制以上盐溶液,应加入酸, 抑制水解+3As 2S 3(黄)Sb 2S 3(橙红)Bi 2S 3(黑)两性两性碱性溶于A 溶于A 、B 溶于B +5As 2S 5(黄)Sb 2S 5(橙红)////////两性偏酸两性溶于A溶于AA —Na S 、(NH )S 、强碱B —浓HClM 3+, M 5+溶液中加H 2S, 生成硫化物4砷、锑、铋的硫化物+3As 2S 3(黄)Sb 2S 3(橙红)Bi 2S 3(黑)两性两性碱性溶于A 溶于A 、B 溶于B +5As 2S 5(黄)Sb 2S 5(橙红)////////两性偏酸两性溶于A 溶于AA —Na S 、(NH )S 、强碱B —浓HClM 3+, M 5+溶液中加H 2S, 生成硫化物4砷、锑、铋的硫化物酸性增强碱性增强+3As 2S 3(黄)Sb 2S 3(橙红)Bi 2S 3(黑)两性两性碱性溶于A 溶于A 、B 溶于B +5As 2S 5(黄)Sb 2S 5(橙红)////////两性偏酸两性溶于A 溶于A A —Na S 、(NH )S 、强碱B —浓HClM 3+, M 5+溶液中加H 2S, 生成硫化物4砷、锑、铋的硫化物酸性增强碱性增强与Na 2S 、(NH 4)2S 反应As 2S 3+ 3S 2-→ 2AsS 3 硫代亚砷酸根Sb 2S 3+ 3S 2-→ 2SbS 3 硫代亚锑酸根As 2S 5+ 3S 2-→ 2AsS 4 硫代砷酸根Sb 2S 5+ 3S 2-→ 2SbS 4 硫代锑酸根Bi 2S 3+ S 2-→×硫代酸根3-3-3-3-+3As 2S 3(黄)Sb 2S 3(橙红)Bi 2S 3(黑)两性两性碱性溶于A 溶于A 、B 溶于B +5As 2S 5(黄)Sb 2S 5(橙红)////////两性偏酸两性溶于A 溶于AA —Na S 、(NH )S 、强碱B —浓HClM 3+, M 5+溶液中加H 2S, 生成硫化物4砷、锑、铋的硫化物酸性增强碱性增强+3As 2S 3(黄)Sb 2S 3(橙红)Bi 2S 3(黑)两性两性碱性溶于A 溶于A 、B 溶于B +5As 2S 5(黄)Sb 2S 5(橙红)////////两性偏酸两性溶于A 溶于AA —Na S 、(NH )S 、强碱B —浓HClM 3+, M 5+溶液中加H 2S, 生成硫化物4砷、锑、铋的硫化物酸性增强碱性增强与NaOH 反应,如As 2S 3+ 6OH -→ AsO 3 +AsS 3 +3H 2O 3-3-+3As 2S 3(黄)Sb 2S 3(橙红)Bi 2S 3(黑)两性两性碱性溶于A 溶于A 、B 溶于B +5As 2S 5(黄)Sb 2S 5(橙红)////////两性偏酸两性溶于A 溶于A A —Na S 、(NH )S 、强碱B —浓HClM 3+, M 5+溶液中加H 2S, 生成硫化物4砷、锑、铋的硫化物酸性增强碱性增强与浓HCl 反应Sb 2S 3+12HCl → 2H 3[SbCl 6]+3H 2SBi 2S 3+ 8HCl → 2H[BiCl4]+ 3H 2S第十二章氮族、碳族和硼族元素硫代酸根均无色,在碱中稳定硫代酸不稳定,立即分解As 2S 5+3S 2-→2AsS 42H 3AsS 4→As 2S 5 +3H 2S As 2S 3+3S 2-→2AsS 32H 3AsS 3→As 2S 3 +3H 2S 6H +Sb 2S 3+3S 2-→2SbS 32H 3SbS 3→Sb 2S 3 +3H 2S Sb 2S 5+3S 2-→2SbS 42H 3SbS 4→Sb 2S 5 +3H 2S4砷、锑、铋的硫化物12.1.6砷、锑、铋及其重要化合物3-3-3-3-6H +6H +6H +。
3.11 砷、锑、铋浏览字体设置:10pt 12pt 14pt 16pt放入我的网络收藏夹3.11砷、锑、铋在本族后三个元素砷、锑、铋中,锑是准金属,铋是金属元素,为便于比较故与砷一起讨论。
3.11.1 砷、锑、铋的存在,性质与应用砷、锑、铋在自然界主要以硫化物矿存在,例如雄黄(As4S4)、雌黄(AS2S3)、砷硫铁矿(FeAsS)、辉锑矿(Sb2S3)、辉铋矿(Bi2S3)等。
这三种元素在地壳中的含量都不大,在地壳中的丰度分别为1.8ppm,0.2ppm,0.008ppm。
我国和瑞典是世界上主要产砷国家。
我国锑的蕴藏量占世界第一位。
一般由先焙烧硫化矿使它们转化为氧化矿,然后以还原剂碳熔炼制得金属,或由碳直接还原氧化物等法制取。
砷与锑都有黄、灰、黑三种同素异性体,在常温下稳定的是灰砷和灰锑。
灰砷、灰锑和铋都有金属的外形,能传热、导电,但性脆,熔点低,易挥发。
熔点从As到Bi依次降低,在气态时砷、锑、铋都是多原子分子。
砷和锑的蒸气子都是四原子分子。
加热到107.3K开始分解为As2、Sb2,铋的蒸气密度表明,单原子和双原子分子处于平衡状态。
常温下砷、锑、铋在水和空气中都比较稳定,但能与硝酸、热浓硫酸、王水等反应,与硝酸作用生成砷酸,锑酸(水合五氧化二锑)和铋(Ⅲ)盐3As+5HNO3+2H2O→3H3AsO4+5NO6Sb+10HNO3+3H2O→3Sb2O5·H2O+10NO+5H2OBi+4HNO3→Bi(NO3)3+NO+2H2O在高温时能和氧、硫、卤素发生反应。
砷、锑、铋和卤素反应,一般生成三卤化物,但砷在过量氟存在时生成AsF5,锑在过量氟和氯存在时生成SbF5和SbCl5,锑、铋不与NaOH作用。
它们的化合物一般是有毒的。
砷、锑、铋能和绝大多数金属形成合金。
砷是合金的加硬剂。
人们发现即使很难熔化的铂(熔点为2074K),只要添加砷,就可降低它的熔点。
锑也可作合金的加硬剂,如在铅中加入10~20%锑能使铅的硬度增加,适用于制造子弹和轴承。
中学化学竞赛试题资源库——砷锑铋A组1.根据砷元素在元素周期表中的位置,推测砷元素单质及其化合物不可能具有的性质是A 砷元素单质在通常情况下是固体B 砷元素有-3、+3、+5等多种化合价C As2O5对应的水化物的酸性比磷酸强D 砷化氢不稳定B组2.据报道,某地一辆装载有砒霜的货车因故滑下河道,部分砒霜散落到河中。
砒霜的主要成分是As2O3,剧毒,可用于制造杀虫剂和灭鼠剂等。
As2O3是两性偏酸性氧化物,其无色晶体在193℃升华,微溶于水生成H3AsO3;其对应的盐也有毒性。
其中碱金属对应的盐易溶于水,其他金属对应的盐几乎不溶于水。
根据以上信息,下列说法正确的是A As2O3是砷的最高价含氧酸的酸酐B As2O3的晶体为分子晶体C 可向河水中投入纯碱,以消除对河水的污染D 可向河水中撒入生石灰,以消除对河水的污染3.在NaOH中溶解度最小的或跟NaOH最少反应的是A Sb2O3B Bi2O3C As2O5D As2O34.铋酸钠在酸性介质中可以把Mn2+氧化成MnO4-,在调节溶液酸性的,不应选用的酸是A 稀硫酸B 稀盐酸C 稀硝酸D 高氯酸5.As2S3和As2O3的性质相似,均有还原性;Na2S2和Na2O2的性质相似,均有氧化性,当As2S3与Na2S2相互反应时,生成的盐是A Na3AsS4B Na2AsS3C Na3AsS3D Na2AsS46.对于反应:As2S3+3S22-=2AsS43-+S的正确说法是A 属于置换反应B S22-只是还原剂C As2S3是还原剂D AsS43-既是氧化产物又是还原产物7.法医鉴定砷中毒(通常为砒霜)的方法是用锌、盐酸和试样混在一起,将生成的气体导入热玻璃管,如果试样中有砷化物存在,则在玻璃管内壁上出现亮黑色的“砷镜”。
试写出有关的反应式。
8.判断含氧酸强弱的一条经验规律是:含氧酸分子的结构中含非羟基氧原子数越多,该含氧酸的酸性越强。
某些含氧酸的酸性如右表:(1)亚磷酸H3PO3和亚砷酸H3AsO3分子式相似,但它们的酸性差别很大。
第十六讲氮族元素16.6 砷、锑、铋的化合物16.6 The Compounds of Arsenic, Antimony and Bismuth生活中的化学《水浒传》中潘金莲用砒霜毒杀武大郎的故事相信每位同学都知道。
砒霜的主要成分是什么?为什么砒霜能使人中毒?有无解毒的办法?砒霜-砷、锑、铋的氢化物都是无色剧毒气体AsH 3SbH 3BiH 3•稳定性降低•熔沸点升高•酸性和还原性增强氢化物HydrideMH 3的结构As 、Sb 、Bi 原子O 原子-检验砷中毒的马氏试砷法,检出限为0.007mg2AsH 32As +3H 25NaClO +2As +3H 2O =2H 3AsO 4+5NaCl-古氏试砷法,检出限为0.005mg2AsH 3+12AgNO 3+3H 2O =12Ag +As 2O 3+12HNO 3砷中毒的检验砷化氢的制备-可由其金属化合物水解得到Na3As+3H2O=AsH3(g)+3NaOH-可用活泼金属还原其氧化物得到As2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3(g)+ZnSO4+3H2O氧化物Oxide-砷、锑、铋有氧化数为+3和+5 两个系列的氧化物As2O3(白色)Sb2O3(白色)Bi2O3(黑色)As2O5(白色)Sb2O5(淡红色)Bi2O5(红棕色)-As2O3 为白色粉末状剧毒物,微溶于水-致死量约为0.1 g-溶解后生成两性偏酸的亚砷酸As2O3+ 6NaOH = 2Na3AsO3+ 3H2OAs2O3+ 6HCl = 2AsCl3+ 3H2O-Sb2O3、Bi2O3 都难溶于水-Sb2O3 具有明显的两性,Bi2O3 是弱碱性化合物,不溶于碱-As2O3→ Sb2O3 → Bi2O3还原性依次减弱+3 氧化态氧化物-氧化数为+5的砷、锑、铋的氧化物都呈酸性-酸性都强于相应的+3氧化物-As2O5→ Sb2O5→ Bi2O5氧化性依次增强+5 氧化态氧化物●砒霜的主要成分:As 2O 3●中毒原因As 2O 3刺激皮肤和粘膜,影响神经系统和毛细血管通透性,严重损伤肝肾功能●解毒As 2O 3+4NaOH→2Na 2HAsO 3+H 2O生活中的化学砒霜老师,马氏试砷法和古氏试砷法检验的都是砷的氢化物,而砒霜中的主要成分是AsO3,2该如何检验呢?As2O3 也可以用马氏试砷法或古氏试砷法进行检验先将氧化物转化成氢化物:一般的方法是将试样与锌和盐酸(或硫酸)混合,使AsO32转化为砷的氢化物,再将产生的气体导入热玻璃管或通入硝酸银溶液中进行检验。