△FeO(g)+12CO(g)+6S(g) 2234 又如,全自動(dòng)氮吹儀實(shí)驗(yàn)室中制備氯氣: 4HCl(濃)+MnO(s)MnCl(aq)+2HO+Cl(g) 2222 (2)還原法 如從磷酸鈣礦制取磷: △ 2Ca(PO)(s)+10C(s)+6SiO(s) 6CaSiO(s)+10CO(g)+P(g) 3422224 又如,從石英礦中制取硅: SiO(s)+2C(s) 電爐 Si(s)+2CO(g) 2 。ǎ常岱纸夥ā∪鐝墓柰橹迫」瑁 △ SiH(g) Si(s)+2H2(g) 4 。ǎ矗╇娊夥ā(duì)于用一般的化學(xué)方法無(wú)法制得的活潑非金屬單質(zhì),如F, 可用電解法制備。用鐵、鎳和銅制的電解槽,電解熔融的KHF2,以石墨做陽(yáng)極, 槽體本身為陰極,在陽(yáng)極上即可得到F2,在陰極得到H2: 2KHF(l) 電解 2KF(g)+H(g)+F(g) 222 第三節(jié) 非金屬元素化合物21 11 用電解食鹽水溶液制取氯氣和氫氣是氯堿工業(yè)的基礎(chǔ)。用電解高純水(加 入KOH以增加電導(dǎo))以制取氧氣和氫氣,也是目前工業(yè)中用得十分廣泛的。 第三節(jié) 非金屬元素化合物 非金屬元素大多以各種化合物形式存在。其中包括由非金屬元素與各種金 屬元素生成的二元化合物,如金屬鹵化物、金屬
氧化物、金屬硫化物等,以及各種 金屬的氫氧化物和含氧酸鹽。還包括由非金屬元素間形成的二元或多元化合 物。尤其是以C—C鍵直接相聯(lián)的化合物,形成了有機(jī)化合物的龐大家族。有 機(jī)化合物、金屬有機(jī)化合物及金屬配位化合物雖然也是含有非金屬元素的化合 物,但通常都有專(zhuān)門(mén)的論述,而不在本章論述的范圍之內(nèi)。所以本章介紹的只是 具有一定代表性的某些含非金屬元素或以非金屬元素為主構(gòu)成的最基本的無(wú)機(jī) 化合物。 一、氯化物 氯與電負(fù)性比它小的元素生成的二元化合物稱(chēng)為氯化物,氯化物可以看作 是鹵化物的代表。除稀有氣體和少數(shù)元素外,氯能與絕大多數(shù)的金屬和非金屬 生成二元化合物。 活潑金屬的氯化物(如NaCl、CaCl等)為離子化合物,而非金屬氯化物為共 2 價(jià)化合物。其它金屬氯化物隨著金屬離子極化力的增強(qiáng),其分子逐漸由離子型 向共價(jià)型過(guò)渡。相應(yīng)地,氯化物的晶體類(lèi)型亦由離子晶體向分子晶體轉(zhuǎn)化,晶體 的熔點(diǎn)、硬度以及在水中溶解度都隨之降低。 氯化物是一類(lèi)用途很廣的化學(xué)品,在實(shí)際中往往配成溶液使用。因而討論 氯化物在水溶液中的存在形式及其與水的作用,對(duì)正確使用氯化物是很有幫助 的,這里我們主要討論氯化物的水解作用。 不同元素的氯化物水解情況是不同的;顫娊饘偃
鈉、鉀、鋇的氯化物在水 中完全電離,但不發(fā)生水解。鎂和大多數(shù)金屬的氯化物會(huì)發(fā)生不同程度的水解。 一般水解是分級(jí)進(jìn)行的,有的鹵化物水解能進(jìn)行到底,得到氫氧化物,有的鹵化 物水解不能進(jìn)行到底,得到難溶的堿式氯化物。例如,MgCl水解一般只進(jìn)行一 2 級(jí)水解: MgCl+HOMg(OH)Cl↓+HCl 22 利用這一反應(yīng)原理,人們把在800℃煅燒過(guò)的氧化鎂和30%氯化鎂溶液混合,使 氧化鎂與氯化鎂水解所產(chǎn)生的鹽酸發(fā)生反應(yīng),形成堿式氯化鎂: MgCl+MgO+HO2Mg(OH)Cl 22 212第五章 單質(zhì)及無(wú)機(jī)化合物 從而逐漸硬化,結(jié)成白色堅(jiān)硬的固體,這就是鎂氧水泥,除用做建筑材料外,還可 制造磨石和砂輪等。又如,氯化鋅水解生成堿式氯化鋅Zn(OH)Cl和鹽酸,有除 銹作用。因此在焊接金屬時(shí)常用氯化鋅濃溶液清除鋼鐵表面的氧化物。一般來(lái) 說(shuō),+3價(jià)金屬離子的氯化物的水解程度比+2價(jià)金屬離子的氯化物要大些。如 FeCl、AlCl都較易水解完全,FeCl在沸水中完全水解,生成Fe(OH)。 高價(jià)金屬離子的氯化物水解可以進(jìn)行到底。例如,GeCl水解生成膠狀的 3333 4 二氧化鍺水合物GeO2·H2O,這種二氧化鍺凝膠脫水后得到GeO2晶體,是工業(yè) 上制備高純鍺的原料。硅、磷和其它非金屬元素的氯化物(CCl4 、NCl除外),都 3