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21 － 3 锗分族

21 － 3 锗分族. Ge 、 Sn 、 Pb ，常见氧化数为＋ 2 、＋ 4 。 Pb ＋ 2 氧化数稳定。？？ 原因是： ns 2 上的电子随着 n 的增大而稳定，不易参与成键，表现出惰性，常被称为惰性电子对。 Pb ＋ 4 氧化数氧化性强。. 一、单质*. Ge： 白色，脆性金属，金刚石型晶体结构，良好的半导体。 Sn： 白锡、灰锡、脆锡（有延展性） Sn 可溶于热 HCl， 稀 HCl 溶解慢， Sn 熔点低 。. Pb： 高密度金属，表面形成碱式碳酸铅保护膜。 铅可用于保护性材料防止射线， X －透视防护用。 用于制合金、蓄电池等。.

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21 － 3 锗分族

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Presentation Transcript

  1. 21－3 锗分族 • Ge、Sn、Pb ，常见氧化数为＋2、＋4。 • Pb ＋2氧化数稳定。？？ • 原因是：ns2上的电子随着n的增大而稳定，不易参与成键，表现出惰性，常被称为惰性电子对。 • Pb ＋4氧化数氧化性强。

  2. 一、单质* • Ge：白色，脆性金属，金刚石型晶体结构，良好的半导体。 • Sn：白锡、灰锡、脆锡（有延展性） • Sn可溶于热HCl，稀HCl溶解慢，Sn熔点低 。

  3. Pb：高密度金属，表面形成碱式碳酸铅保护膜。Pb：高密度金属，表面形成碱式碳酸铅保护膜。 • 铅可用于保护性材料防止射线，X－透视防护用。 • 用于制合金、蓄电池等。

  4. 二、单质的化学性质 • 单质的化学活性Ge→Pb增大。 • Sn＋O2→SnO2（燃烧） • Sn＋Cl2(干燥)→ SnCl4 • Sn＋2OH－＋2H2O→Sn(OH)42－＋H2 • Sn＋HNO3(浓)→H2SnO3＋4NO2+H2 • Sn＋HNO3(稀) →3Sn(NO)3＋2NO＋4H2O

  5. 2Pb+O2+CO2+H2O→Pb2(OH)2CO3 铅中毒 • Pb+Cl2→PbCl2 • Pb+O2→PbO2 • 2Pb＋O2（或S）→2PbO（或PbS） （强热） • Pb+2H2O+O2→2Pb(OH)2 • Pb+3HCl→HPbCl3+H2 • Pb+3H2SO4→Pb(HSO4)2+SO2+2H2O • Pb+4HNO3→Pb(NO3)2+2NO2+2H2O • （浓硝酸中反应慢，稀酸中反应快，NO）

  6. 三、Ge、Sn、Pb 的化合物 • 氧化物：MO2和MO。 • MO2共价型、两性偏酸性； • MO两性偏碱性，离子性较强。 • 氧化物不溶于水。

  7. Sn和Pb的氧化物不溶于水，不与水反应，SnO， SnO2，PbO， Pb3O4，Pb2O3，PbO2。 • SnO2溶于NaOH，不溶于酸。 • SnO2＋2NaOH→Na2SnO3＋H2O （共熔） • SnO溶于酸， SnO＋2HCl→SnCl2＋H2O • SnO2＋Na2CO3→Na2SnO3＋CO2 （加热） • 2SnO→SnO2+Sn • SnO2＋H2→Sn+2H2O （加热）

  8. Pb的氧化物颜色不同，T变化可转化， • PbO2(黑褐)→Pb2O3→Pb3O4(红)→PbO(红) • PbO＋SO3→PbSO4 （加热） • PbO＋CO→Pb＋CO2 （加热） • PbO＋2HCl→PbCl2＋H2O • PbO＋(NH4)2S＝PbS↓＋2NH3↑＋H2O • 2PbO＋Sn→SnO2＋2Pb （高温）

  9. PbO2＋H2O2→PbO＋H2O＋O2 • PbO2＋H2O2＋2HCl→PbCl2＋2H2O＋O2 • PbO2＋H2O2＋2HNO3→Pb(NO3)2＋2H2O＋O2 • PbO2＋4HCl(浓)→PbCl2＋2H2O＋Cl2 加热 • PbO2＋4HCl(稀)→PbCl4＋2H2O （0℃）

  10. PbO2+H2SO3→PbSO3+H2O+[O] • 2PbO2+2H2SO4(浓)＝2PbSO4+2H2O+O2↑ • PbO2+4HNO3＝Pb(NO3)4+2H2O (加热) • PbO2+2(NH4)2S＝PbS↓+4NH3+2H2O+S • 5PbO2+2Mn2＋+4H＋＝2MnO4－+5Pb2＋+2H2O （硝酸中进行） • PbO2+2KI+4HNO3＝Pb(NO3)2+2H2O+2KNO3+I2 • PbO2+H2S＝PbO＋H2O＋S

  11. 氧化物的酸碱性 • PbO2+HNO3→溶解。 • PbO+2HAc→Pb(Ac)2+H2O。 • PbO+NaOH→难溶，故显碱性 . • PbO2+2NaOH→Na2PbO3+H2O（加热）

  12. Ge的氧化物：两性 • GeO：碱性为主，GeO2：酸性为主。 • GeO2＋4HCl→GeCl4＋2H2O • GeO2＋4HI→GeI4(红)＋2H2O （160℃） • GeO2＋2NaOH→Na2GeO3＋H2O • GeO2＋6HF＋K2CO3→K2GeF6＋CO2＋3H2O • GeO2＋5H2S＝GeS2＋2H2O （加H2SO4） • GeO＋2HCl→GeCl2＋H2O

  13. Ge、Sn、Pb的氢氧化物：难溶于水为两性化合物。M(OH)4和M(OH)2两种。Ge、Sn、Pb的氢氧化物：难溶于水为两性化合物。M(OH)4和M(OH)2两种。 • Ge(OH)4 Sn(OH)4 Pb(OH)4碱性增强。 • Ge(OH)2 Sn(OH)2 Pb(OH)2碱性减弱。 • M(OH)4→M(OH)2碱性增强。

  14. Ge(OH)2+2NaOH→Na2GeO3+2H2O • Sn2++2OH－→Sn(OH)2→H++HSnO2－（Pb2+） • Sn(OH)2→SnO+H2O （加热） • Sn(OH)2+2NaOH→Na2Sn(OH)4 • Sn(OH)2+2NaOH→Na2SnO2＋2H2O • Sn(OH)2+2OH－足量→Sn(OH)42－ • Sn(OH)2+2HCl→SnCl2+2H2O • Sn(OH)2+2H+→Sn2++2H2O

  15. Pb(OH)2+H2O2→PbO2+2H2O • Pb(OH)2+2HCl→PbCl2+2H2O （热） • Pb(OH)2+2OH-+Cl2→H2PbO3+2Cl-+H2O • Pb(OH)2→PbO+H2O （ 140℃ ） • Pb(OH)2+2NaOH→Na2PbO2+2H2O • 7Pb(OH)2+4Na2CO3→(PbO)3(PbCO3)4·2H2O↓ +8NaOH+2H2O

  16. 卤化物：GeX2，GeX4， SnF4，SnCl2，SnCl4；PbCl2，PbCl4，PbI2。 • Br与Pb不生成四溴化Pb。

  17. SnCl2：还原剂，发生水解和氧化。 • GeCl4、SnCl4：共价化合物→H2O，强烈水解 • PbX2：溶解度较低， • PbCl4→PbCl2+Cl2 • PbX2+2X－(过量) →PbX42-时溶解度增大。

  18. GeCl4和SnCl4无色液体，空气中水解发烟。PbCl4极不稳定易分解。GeCl4和SnCl4无色液体，空气中水解发烟。PbCl4极不稳定易分解。 • GeCl4＋4H2O→GeO2·2H2O＋4HCl • GeCl4＋2SO3＋2H2O→Ge(SO4)2＋4HCl • GeCl4＋H2S→GeS2↓＋4HCl • GeCl4＋6NH3→GeCl4·6NH3 • GeCl4＋H2→Ge＋4HCl （加热）

  19. SnCl4＋Sn→2SnCl2 • SnCl4＋2H2→Sn＋4HCl • SnCl4＋2H2O→SnO2＋4HCl↑ • SnCl4＋4H2O→Sn(OH)4＋2H2SnCl6 不完全水解 • SnCl4+4H2O(过量)→4HCl+Sn(OH)4 ↓ 煮沸

  20. Sn2+可与Cl2，I2、O2，Zn，H2O2，H2S，SO32-，S2O32-，CO32-，Fe3+，Hg2+，Au3+，SO2等发生反应，生成Sn4+，Sn(OH)4，SnS2，Sn(OH)2等，Sn2+可与Cl2，I2、O2，Zn，H2O2，H2S，SO32-，S2O32-，CO32-，Fe3+，Hg2+，Au3+，SO2等发生反应，生成Sn4+，Sn(OH)4，SnS2，Sn(OH)2等， • Sn2+具还原性，可被氧化为Sn4+。 • Sn2＋＋CO32－＋H2O→Sn(OH)2↓＋CO2

  21. SnCl2+Cl2→ SnCl4 • 4SnCl2+O2+2H2O→4Sn(OH)Cl↓+2Cl2 • SnCl2+H2O→Sn(OH)Cl↓+HCl • SnCl2+2NaOH→2NaCl+Sn(OH)2 • SnCl2+I2+2HCl→SnCl4+2HI • SnCl2+2HNO3＋2HCl→SnCl4+2NO+2H2O • SnCl2+2FeCl3→SnCl4+2FeCl2

  22. SnCl2(少量)+2Hg2++4Cl-→Hg2Cl2↓(白)+SnCl4 • Hg2Cl2+ SnCl2(过量)→SnCl4+2Hg↓(灰) • SnCl2溶液的配制应注意的问题：防止水解和氧化反应的发生。？ • 先溶于盐酸再加水。

  23. Sn2+与 Sn(Ⅳ) H2SnCl6 HCl H2O SnCl4 Sn+Cl2(过) H2SnO3+HCl↑ (强烈) S2－ H+ Na2S SnS2 Na2SnS3 SnS2+H2S↑ HCl [SnCl6]2－+H2S↑

  24. H+ SnS32－ SnS2↓+H2S S22－ HCl+Sn(OH)Cl↓ SnS↓ Sn4+ O2 S2- H2O，Cl－ Sn2+ HgCl2 Fe3+ Hg2Cl2↓+Sn4+ OH－ Sn2+ Sn4++Fe2+ Sn(OH)2↓ Hg↓+ Sn4+ OH－ [Sn(OH)3]－ Bi3+ Bi↓+[Sn(OH)6] 2 －

  25. PbCl2+2H2O→PbO2+2HCl • PbCl2+2HCl(浓)→H2[PbCl4] H+ • 2PbCl2+Na2S2O3→H2SO4+2PbS+4NaCl • PbI2+Na2CO3→PbCO3+2NaI • Pb2++2I－→PbI2↓（亮黄色油状） • Pb2++OH－+Cl－→Pb(OH)Cl

  26. Pb(Ⅱ)的难溶性及Pb(Ⅳ)的氧化性 PbCO3↓ (白) PbCl2 ↓(白) PbSO4 ↓ (白) PbCrO4↓(黄) PbI2 ↓(黄) PbS ↓(黑) PbCO3+2HNO3 → Pb(NO3)2+H2O+CO2↑ PbSO4+OH－(过量) → [Pb(OH)3]－+SO42－ PbSO4+NH4Ac(饱和) → Pb(Ac)3－+SO42－+NH4+ 如何使这些沉淀溶解? 醋酸铅俗名叫“铅糖”,甜,有毒

  27. PbS + HNO3 → Pb2++ S↓+NO↑+H2O H2[PbCl4] + H2S↑ PbS+ HCl(浓)== PbS + H2O2 → PbSO4↓+H2O 现出土的古代壁画、泥桶常常是黑的，因为古代人用铅白作白颜料，铅白与H2S作用成PbS黑色沉淀，因此可用此法使之变白。

  28. PbCrO4 (黄)+ HNO3 == Pb2+ +Cr2O72－+ NO3－ PbCl2 、PbI2 溶于热水 PbCl2 + HCl == H2[PbCl4] PbI2 + KI == K2[PbI4] 沉淀互相转化: Na2SO4 KI Pb(NO3)2 PbSO4↓(白) PbI2 ↓(黄) Na2CO3 PbS ↓ PbCO3 ↓(白)

  29. PbO2(棕黑) 强氧化剂：能氧化HCl、H2SO4、Mn2+ • Pb3O4红色，铅丹(2PbO·PbO2) Pb3O4 + HNO3 == Pb(NO3)2 + PbO2+ H2O K2CrO4 PbCrO4↓ 沉淀分离出来:

  30. 硫化物：GeS2（白）、SnS2（黄）、GeS（红）、SnS（棕）、PbS（黑）。硫化物：GeS2（白）、SnS2（黄）、GeS（红）、SnS（棕）、PbS（黑）。 • MS2显酸性能溶于碱性试剂中如Na2S等中： • MS2+Na2S→Na2[MS3] • 的氧化态的硫化物不溶于碱性试剂中，但GeS、SnS溶于氧化性的多硫试剂中： • MS+S22－→MS32-（加酸）→MS↓+H2S↑ • 可利用该性质鉴定Sn的不同氧化态离子。

  31. MS难溶于水；酸中的溶解情况不同。 • SnS+2HCl→SnCl2+H2S↑ • PbS+4HCl(浓)→H2[PbCl4]+H2S↑ • 3PbS+8H++2NO3－→3Pb2++3S+2NO↑+4H2O

  32. SnS2+NaOH→2Na2SnS3+Na2SnO3+3H2O • SnS2+4HCl→SnCl4+2H2S • SnS2+浓HCl→H2SnCl6+2H2S • SnS2+Na2S→Na­2SnS3 • PbS+2PbO→3Pb+SO2 • PbS+H2→Pb+H2S • 2PbS+3O2（空气）→2PbO+2SO2（加热） • PbS+2O2→PbSO4（加热）

  33. 一、元素的发现 • Ge：1886年，德国人温克勒发现分析辉银锗矿中发现锗。 • 自然界中与其它金属硫化物共生。

  34. Sn：青铜时代，将Sn与Cu 混合制得的物品硬度高。耐磨，光泽好。 • 公元前五~六千年前已炼锡。Sn熔点低。 • Sn以氧化物存在（SnO2锡石）。

  35. Pb：PbS 方铅矿，可能是Au、Ag、Cu、Sn后被发现的第五种金属，公元前3000年已有Pb制品化学惰性，耐腐蚀。

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