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(完整版)无机化学经典知识点

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同产物各异,如硝酸盐的几种类型;碳酸盐和硫酸盐等居中,且硫酸盐的分解温度高于碳酸盐,一般含氧酸盐的酸式盐不如正盐稳定。 十,金属元素高低价转化的规律

元素周期表中,除少数金属元素无变价外,其余均有变价。同一金属的多种不同价态在溶液中存在的形式不同,它们都以各自的最稳定状态而存在于溶液中。①处于低价态的金属离子一般以简单的阳离子形式存在于溶液中,如Pb2+、Mn2+、Fe2+、Bi3+、Cr3+等;②处于中间价态的金属元素大都以氧化物、氧酰离子或相应价态的酸根离子形式存在于溶液中,如MnO2、PbO+、CrO2等;③处于高价态的金属元素常以复杂的含氧酸根形式存在,如MnO4、BiO3、CrO42、FeO42等。这主要是因为同一金属元素离子价态越高,半径就越小,离子电荷与半径的比值越大的离子,对水分子的极化力大。由于极化,使O-H键电子密度减少,易断键,结果,由水配位的金属离子转化为羟基配位的金属离子,进一步转化为氧配位的配合阴离子如MnO4

金属元素高低价态离子间的相互转化过程,实际上就是氧化还原的过程。有些氧化还原过程常伴有介质参加,而且介质可影响氧化还原产物。因此水溶液中金属元素的高低价相互转化过程与介质的酸碱性有关,而且存在普遍规律:

1,由低价态化合物转化到高价态化合物,需在碱性介质中用氧化剂氧化低价态的离

子,如:

Pb2+ →PbO22 →PbO2 Cr3+ →CrO2

- -

Bi3+ →Bi(OH)3 →NaBiO3

→CrO42

Mn2+ →Mn(OH)2→MnO2→MnO42

Fe2+ →Fe(OH)2 Ni2+ →Ni(OH)2

→Fe(OH)3 →Ni2O3

→FeO42 Co2+ →Co(OH)2 →Co2O3

在碱性介质中能完成这种转化过程,有几点原因:①从电极电势来看在碱性介质中金属的电对较低,其还原态不稳定,还原性较强,易找合适的氧化剂将低价态氧化成高价态。②这些元素的高价态在酸性介质中极不稳定,只能在碱性中存在。如Pb4+

在酸性介质中不能稳定存在,只能在碱性中以PbO2形式存在,Co3+、Ni3+在酸中也不稳定,只在碱中以Co2O3、Ni2O3存在;Bi3+及HBiO3不稳定,以NaBiO3存在,MnO42在碱中存在,酸中迅速歧化。因此,碱性条件是形成高价态化合物本身的要求。当然也有一些高价态在酸中稳定,不一定用碱,但只是少数,如:Sn2+→Sn4+

Fe2+→Fe3+

Ce3+→Ce4+ 再如Mn2+转化成MnO4在碱性介质较易转化,而

在酸性溶液中则需很强的氧化剂(BiO3、S2O82、PbO2、IO4等)才能进行。绝大多数金属由低价态转化到高价态需在碱性介质中进行,是主要的制备原则(碱性介质加上强氧化剂是制备高价态的一个原则)。

2,由高价态向低价态转化需在酸性介质条件下,用强还原剂将高价化合物还原,如:

PbO2→Pb2+ NaBiO3→Bi3+ CrO42→Cr3+

在酸性介质中,电对的值增大,其高价态的氧化性增强,在强还原剂的作用下可以

转化为低价态的金属离子。

元素的存在 锂Li 主要矿物的名称和组成 锂辉石LiAl(SiO3)2,锂云母K2Li3Al4Si7O21(OH2F)3,透锂长石LiAlSi4O10 钠Na 盐湖和海水中的氯化钠(每升海水约含30gNaCl),天然碱Na2CO3·xH2O, 硝石NaNO3,芒硝Na2SO4·10H2O 钾K 光卤石KCl·MgCl2·6H2O,钾长石K[AlSi3O8],盐湖KCl,海水中KCl的含量仅为NaCl的1/40 铍Be 绿柱石Be3Al2(SiO3)6,硅铍石Be2SiO4,铝铍石BeO·Al2O3 镁Mg 菱镁矿MgCO3,光卤石,白云石(Ca,Mg)CO3 -

钙Ca 大理石,方解石,白垩,石灰石(CaCO3),石膏CaSO4·2H2O,萤石CaF2 锶Sr 钡Ba 硼B 天青石SrSO4,碳酸锶矿SrCO3 重晶石BaSO4,毒重石BaCO3 硼砂Na2B4O7·10H2O,方硼石2Mg3B3O15·MgCl2,硼镁矿Mg2B2O5·H2O,少量硼酸H3BO3 铝Al 镓Ga 铝矾土矿Al2O3·xH2O 以杂质形式分散于铝矾土矿中 铟In铊闪锌矿ZnS中含有少量的铟和铊 Tl 锗Ge 与硫化物矿共生,如硫银锗矿4Ag2S·GeS2,硫铅锗矿2PbS·GeS2,或以GeO2的形式富集在烟道灰中 锡Sn 铅Pb 硅Si 锡石SnO2 硫化物和碳酸盐,如方铅矿PbS,白铅矿PbCO3 正长石K2O·Al2O3·6SiO2,白云母K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O 高岭土Al2O3·2SiO2·2H2O,石棉CaO·3MgO·4SiO2 滑石3MgO·4SiO2·H2O,泡沸石Na2O·Al2O3·2SiO2·nH2O 磷P 砷As 锑Sb 铋Bi 磷酸钙Ca3(PO4)2,氟磷灰石3Ca3(PO4)2·CaF2 雄黄As4S4 辉锑矿Sb2S3 辉铋矿Bi2S3 硒Se分散稀有元素,以极微量存在于各种硫化物矿中 碲Te 硫S 黄铁矿FeS2,其他PbS,CuFeS2,ZnS,CaSO4,BaSO4,Na2SO4·10H2O 氟F 萤石CaF2,冰晶石Na3AlF6 氯Cl溴主要以钠、钾、钙、镁的无机盐形式存在于海水中,其Br碘I 中氯化钠的含量最高,某些海藻体内含有碘元素,智利硝石(NaNO3)中含有少量碘酸钠(NaIO3) 钛Ti 钒V 钛铁矿FeTiO3,金红石TiO2 分散存在,四川攀枝花铁矿中含有丰富的钛和相当数量的钒 铬Cr 钼Mo 钨W 铬铁矿Fe(CrO2)2 辉钼矿MoS2 黑钨矿MnFeWO4,白钨矿CaWO4(我国钨矿储量约占世界总储量的一半) 锰Mn 铁Fe 钴Co 镍Ni 铜Cu 银Ag 金Au 软锰矿MnO2·xH2O,深海锰矿“锰结核” 赤铁矿Fe2O3,磁铁矿Fe3O4,黄铁矿FeS2,菱铁矿FeCO3 辉钴矿CoAsS 镍黄铁矿NiS·FeS 辉铜矿Cu2S,孔雀石Cu2(OH)2CO3 辉银矿Ag2S 碲金矿AuTe2,金沙(单质金与砂子的混合物) 稀土元轻稀土元素(La Ce Pr Nd Pm Sm Eu铈组):独居石(磷素Rare 铈镧矿,Ce,La等的磷酸盐),氟碳铈镧矿(Ce,LaEarths,等的氟碳酸盐) 含镧系重稀土元素(Gd Tb Dy (Y) Ho Er Tm Yb Lu 钇组):硅元素及铍钇矿(Y2FeBe2SiO10),磷酸钇矿YPO4,黑稀金矿钇Y、[(Y,Ce,La)(No,Ta,Ti)2O6]等 镥Lu 我国已探明稀土储量及工业储量均占世界总储量和世界工业储量的80%左右 钍Th 铀U 硅酸钍矿ThSiO4,独居石 沥青铀矿U3O8 单质的制取

工业上冶炼金属的一般方法

工业上的还原过程即称为冶炼,把金属从化合物中的还原成单质。由于金属的化学活泼性不同,需采取不同的冶炼方法,一种金属采用什么提炼方法与它们的化学性质、矿石的类型和经济效果等有关。金属的提炼方法与它们在周期表中的位置大致关系见下表。

IA1H31氢22锂铍11Na12Mg3钠镁IIIB37IIALi4BeIIIAIVAVAVIAVIIA氦5B6C7N8O9F10NeHe硼碳氮氧氟氖134钾钙钪钛钒铬锰铁钴镍铜锌镓锗砷硒溴 氪Rb38Sr39IVBVBVIBVIIB19K20Ca21Sc22Ti23V24Cr25MnYVIIIIBIIB26Fe27Co28Ni29Cu30ZnPd铝 硅磷硫氯氩31Ga32Ge33As34Se35Br36KrAl14Si15P16S17Cl18Ar5铷锶钇锆铌 钼锝钌铑钯银镉铟锡锑碲碘氙 55Cs56Ba57-7172Hf 73Ta74W 75Re 76Os77Ir78Pt 79Au80Hg81Tl 82Pb83Bi84Po85At86Rn6铯钡LaLu-铪钽钨铼 锇 铱铂金汞铊铅铋钋砹氡2.电解法或3.热还原法4.热分解法71.电解法活泼金属还原金属提炼方法与周期表位置的关系

41Nb42Mo43 Tc4440Zr Ru45Rh4647Ag48Cd49In50Sn51Sb52Te53I 54Xe

(完整版)无机化学经典知识点

同产物各异,如硝酸盐的几种类型;碳酸盐和硫酸盐等居中,且硫酸盐的分解温度高于碳酸盐,一般含氧酸盐的酸式盐不如正盐稳定。十,金属元素高低价转化的规律元素周期表中,除少数金属元素无变价外,其余均有变价。同一金属的多种不同价态在溶液中存在的形式不同,它们都以各自的最稳定状态而存在于溶液中。①处于低价态的金属离子一般以简单的阳离子形式存在于溶液中,如Pb2+、Mn2+、Fe2+、
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