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锗、锡、铅的氢氧化物


实验室k / 2019-03-14

       由于锗、锡、铅的氧化物难溶于水,它们的氢氧化物是用盐溶液加碱制得的。这些氢氧化物实际上是一些组成不定的氧化物的水合物:xMO2·yH2O和xMO·yH2O,通常也将它们的化学式写作M(OH)4和M(OH)2。它们都是两性的,在水溶液中进行两式电离:


在这些氢氧化物中,酸性最强的Ge(OH)4仍然是一个弱酸(K1=8×10(-10次方)),碱性最强的Pb(OH)2也还是两性的。由此可知,分族元素的金属性很弱,但从Ge到Pb逐渐增强。

       在这些氢氧化物中,常见的是Sn(OH)2和Pb(OH)2。Sn(OH)2既溶于酸又溶于强碱:

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

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

第二个反应方程式应写为:

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

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

亚锡酸根离子是一种好的还原剂,它在碱性介质中容易转变为锡酸根离子。例如,Na2SnO2在碱性溶液中能将Bi3+还原为金属Bi。

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

Pb(OH)2也具有两性:

Pb(OH)2+2HCl=(加热)PbCl2+2H2O

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

若将Pb(OH)2在373K脱水,得到红色PbO;如果加热温度低,则得到黄色的PbO。

       在M(OH)4中,Ge(OH)4和Sn(OH)4比较常见,它们实际上都以水合氧化物的形式而存在,分别称为锗酸和锡酸。在M(Ⅳ)的盐溶液中加碱,或者由GeCl4、SnCl4水解,或者将金属Ge和Sn分别与浓HNO3反应,都得到锗酸和锡酸。如:

GeCl4+3H2O=H2GeO3+4HCl

这是在制备的过程中的一个重要反应,它可以朝两个方向进行,究竟正向进行还是逆向进行,取决于溶液的酸度。生产上利用控制酸度的方法,将GeCl4转变为GeO2,再将GeO2转变为GeCl4,如此反复进行以达到纯化GeO2的目的。

       锡酸分α锡酸和β锡酸两种。前者为无定形粉末,能溶于酸或碱。它是由Sn(Ⅳ)盐在低温下水解或者与碱反应而得到的。有关反应方程式如下:

SnCl4+4NH3·H2O=H2SnO3↓+4NH4Cl+H2O

H2SnO3+2NaOH=Na2SnO3+2H2O

H2SnO3+4HCl=SnCl4+3H2O

β锡酸是晶态的。它不溶于酸或碱,通常由Sn(Ⅳ)盐在高温下水解,或者用金属Sn与浓HNO3反应而制得。α锡酸放置时间长了也转变为β锡酸。


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