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鍺、錫、鉛的氫氧化物


實驗室k / 2019-03-14

       由于鍺、錫、鉛的氧化物難溶于水,它們的氫氧化物是用鹽溶液加堿制得的。這些氫氧化物實際上是一些組成不定的氧化物的水合物:xMO2·yH2O和xMO·yH2O,通常也將它們的化學式寫作M(OH)4和M(OH)2。它們都是兩性的,在水溶液中進行兩式電離:


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次方)),堿性最強的Pb(OH)2也還是兩性的。由此可知,分族元素的金屬性很弱,但從Ge到Pb逐漸增強。

       在這些氫氧化物中,常見的是Sn(OH)2和Pb(OH)2。Sn(OH)2既溶于酸又溶于強堿:

Sn(OH)2+2HCl=SnCl2+2H2O

Sn(OH)2+2NaOH=Na2SnO2+2H2O

第二個反應方程式應寫為:

Sn(OH)2+2NaOH=Na2[Sn(OH)4]

Sn(OH)62-+2e-=Sn(OH)42-+2OH-                        EB°=-0.93V

亞錫酸根離子是一種好的還原劑,它在堿性介質(zhì)中容易轉(zhuǎn)變?yōu)殄a酸根離子。例如,Na2SnO2在堿性溶液中能將Bi3+還原為金屬Bi。

3Na2SnO2+2BiCl3+6NaOH=2Bi↓+3Na2SnO3+6NaCl+3H2O

Pb(OH)2也具有兩性:

Pb(OH)2+2HCl=(加熱)PbCl2+2H2O

Pb(OH)2+NaOH=Na[ Pb(OH)3]

若將Pb(OH)2在373K脫水,得到紅色PbO;如果加熱溫度低,則得到黃色的PbO。

       在M(OH)4中,Ge(OH)4和Sn(OH)4比較常見,它們實際上都以水合氧化物的形式而存在,分別稱為鍺酸和錫酸。在M(Ⅳ)的鹽溶液中加堿,或者由GeCl4、SnCl4水解,或者將金屬Ge和Sn分別與濃HNO3反應,都得到鍺酸和錫酸。如:

GeCl4+3H2O=H2GeO3+4HCl

這是在制備的過程中的一個重要反應,它可以朝兩個方向進行,究竟正向進行還是逆向進行,取決于溶液的酸度。生產(chǎn)上利用控制酸度的方法,將GeCl4轉(zhuǎn)變?yōu)镚eO2,再將GeO2轉(zhuǎn)變?yōu)镚eCl4,如此反復進行以達到純化GeO2的目的。

       錫酸分α錫酸和β錫酸兩種。前者為無定形粉末,能溶于酸或堿。它是由Sn(Ⅳ)鹽在低溫下水解或者與堿反應而得到的。有關反應方程式如下:

SnCl4+4NH3·H2O=H2SnO3↓+4NH4Cl+H2O

H2SnO3+2NaOH=Na2SnO3+2H2O

H2SnO3+4HCl=SnCl4+3H2O

β錫酸是晶態(tài)的。它不溶于酸或堿,通常由Sn(Ⅳ)鹽在高溫下水解,或者用金屬Sn與濃HNO3反應而制得。α錫酸放置時間長了也轉(zhuǎn)變?yōu)?beta;錫酸。


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