大一无机化学砷锑铋 共30页30页PPT
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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。
第10章主族金属元素(二)铝锡铅砷锑铋【内容】10.1 P区元素概述10.2 铝10.3 锡铅10.4 砷锑铋10.5 专题讨论惰性电子对效应【要求】1.了解P区元素的特点、共性和递变规律;2.掌握铝及其重要化合物的性质和用途;3.掌握锡和铅及其重要化合物的性质和用途;4.了解砷锑铋及其重要化合物的性质和用途;5.能用惰性电子对效应解释P区金属元素性质的递变规律;10.1P区元素概述p区元素是指元素周期表中ⅢA~ⅧA族的所有元素,分为金属元素(左下角)和非金属元素(右上角)两部分。
见表10-1。
表10–1 元素周期表中的p区元素1. p区元素原子价层电子构型及性质递变规律p区元素原子的价层电子构型为n s2n p1~ 6,价层除有2个s电子外,还有1~6个p电子,He只有2个s电子。
p区元素全属于主族元素,每一族自上而下,原子半径逐渐增大,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱,第ⅢA、ⅣA、ⅤA主族元素都是从非金属过渡到金属。
p区元素从左到右原子半径逐渐减小,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强(稀有气体除外),F是最强的非金属元素。
2. p区元素氧化数p区元素除F外,一般都有多种氧化数;除F和O外,其最高正氧化数均等于最外层电子数,即所在族序数,见表10-2。
表10 - 2 元素周期表中p区元素的氧化数过渡元素后的p区金属元素,由于n s2惰性电子对效应,使其低氧化态自上而下趋于稳定,ⅢA,ⅣA,ⅤA三族表现得特别突出,尤其是第6周期的Tl(﹢1),Pb(﹢2),Bi(﹢3)均很稳定,而其最高正氧化态Tl(﹢3),Pb(﹢4),Bi(﹢5)不稳定,具有较强的氧化性。
3. p区金属元素的特性①熔点低表10 - 3 p区金属的熔点周期表中的p区金属与ⅡB族的Zn(419.6℃),Cd(320.9℃),Hg(-38.9℃)合称为低熔点元素区。
这些金属相互能形成多种重要的低熔点合金.② p区准金属及其某些化合物具有半导体性质,其导电性介于金属和绝缘体之间,如硅、锗、硒、磷化铝、砷化镓等。
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。