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无机化学 砷、锑、铋(1) PPT课件
该法可检查出 0.007 mg 的 As 的存在。
砷可溶于 NaClO 溶液中,所 以用 NaClO 溶液可以洗掉玻璃上 的砷镜
2 As + 5 ClO- + 6 OH- —— 2 AsO43- + 5 Cl- + 3 H2O
(2) 还原性
从制备可以看出,AsH3,SbH3, BiH3 的还原性依次增强。
14. 10 砷、锑、铋的化合物
14. 10. 1 砷、锑、铋的氢化物 砷锑铋的氢化物,其沸点随着
分子体积的增大而升高
AsH3 SbH3 BiH3 沸点 / ℃ -62.5 -17 17
1. 氢化物的制备
注意从制备方法去分析物质 的化学性质。
(1) 水解法 Na3As + 3 H2O —— 3 NaOH + AsH3 Na3As + 3 HCl —— 3 NaCl + AsH3
用金属锌只能将 Bi3+ 还原成 金属 Bi。
制备 BiH3 需要更强的还原剂, 可用氢化铝锂 LiAlH4 在 -100℃ 下还原 BiCl3。
温度稍高时, BiH3 要分解。 这个反应说明 BiH3 极不稳定。 从制备反应中看出 AsH3,SbH3, BiH3 的还原性依次增强。
2. 氢化物化学性质 (1) 稳定性
这个分解反应,若在玻璃管中 进行,管壁将形成砷镜。
砷镜显黑色、有金属光泽。
砷镜反应可检测出 As 的存在。
把含 As2O3(砒霜,0. 1 g 致命) 的样品,和 Zn,盐酸等混合加热,将 产生的气体导入玻璃管中。
生成砷镜可以说明 As 的存在。
法医鉴定砷中毒的这种方法, 叫做马氏试砷法(Marsh)。
BiH3 在常温下很快分解,要在 液氮温度,约为 - 200 ℃ 下保存。
液氦沸点 液氮沸点 干冰升华温度 液氨沸点
- 269 ℃ - 210 ℃ - 78 ℃ - 33 ℃
SbH3 的稳定性次之,受热分解 2 SbH3 —— 2 Sb + 3 H2
AsH3 的稳定性最好,300℃分解 2 AsH3 —3—00—℃2 As + 3 H2
砷钼酸铵的生成不如磷钼 酸铵那样容易,需要加热。
AsO43 - 与 MgCl2,NH4Cl, 氨水混合溶液的反应,将生成白色 晶体砷酸铵镁沉淀。
AsO43 - + Mg2+ + NH4+ —— MgNH4AsO4
MgNH4AsO4 与 MgNH4PO4 不溶于氨水。
偏亚砷酸盐如 NaAsO2 很稳 定,其酸根具有链状结构。
氧化数为 + 3 的含氧酸中,还 原性最强的是 H3AsO3。
在碱介质中 AsO33 - 可以还原 I2 AsO33-+ I2 + 2 OH- —— AsO43-+ 2 I-+ H2O
Sb2O3 两性偏碱,与酸、碱 均可以反应
Sb2O3 + 6 NaOH —— 2 Na3SbO3 + 3 H2O Sb2O3 + 6 HCl(浓)—— 2 SbCl3 + 3 H2O
AsO43- 与过量的钼酸铵 在硝酸溶液中反应,生成淡黄 色的砷钼酸铵结晶
AsO43-+ 12 MoO42-+ 24 H+ + 3 NH4+ —— ( NH4)3AsMo12O40 + 12 H2O
AsO43-+ 12 MoO42-+ 24 H+ + 3 NH4+ —— ( NH4)3AsMo12O40 + 12 H2O
AsH3,SbH3,BiH3 可以自燃。
可以还原 KMnO4,K2Cr2O7, H2SO4,H2SO3 等。
AsH3 还原银盐的反应有重要的 实际意义
2 AsH3 + 12 AgNO3 + 3 H2O —— As2O3 + 12 HNO3 + 12 Ag(黑)
这是古氏试砷法(Gutzeit)的基 本反应。该法可检出 0.005 mg 的 As。
为抑制水解,盐酸需要较大 浓度。
Bi2O3 属于碱性氧化物, 不与碱反应,可以与酸反应
Bi2O3 + NaOH ≠ Bi2O3 + 6 HCl(浓)—— 2 BiCl3 + 3 H2O
2. 氧化数为 + 5 的化合物
氧化物 As2O5,Sb2O5,Bi2O5
氧化物的水化物 H3AsO4,HSb(OH)6,HBiO3
14. 10. 2 砷、锑、铋的含氧化合物
Bi2O3 黄色,Bi2O5 棕色, 其余砷、锑、铋的含氧化合物 为白色。
1. 氧化数为 + 3 的化合物
两性偏酸,与碱反应较 容易,与酸的反应进行程度很小。
As2O3 + 6 NaOH —— 2 Na3AsO3 + 3 H2O As2O3 + 6 HCl(浓)—— 2 AsCl3 + 3 H2O
生成的 AsH3 可以从盐酸中逸 出,说明 AsH3 的碱性极弱。
而 Na3N 在盐酸中水解产生的 NH3 不能放出,将成铵盐。
生成的 SbH3 和 BiH3 也可以 从盐酸中逸出,说明其碱性弱
Mg3Sb2 + 6 HCl —— 3 MgCl2 + 2 SbH3 Mg3Bi2 + 6 HCl —— 3 MgCl2 + 2 BiH3
砷的 M(Ⅲ)氧化物的水化 物在水溶液中有两种解离方式
碱式解离 As(OH)3 —— As(OH )2+ + OH-
酸式解离 H3 AsO3 —— H+ + H2AsO3-
H3AsO3 以酸式解离为主, 两性偏酸
H3AsO3 分子中没有 As-H 键存在,是三元酸。
H3AsO2 称为偏亚砷酸。
均为酸性物质。
As2O5 在空气中吸潮 ,易溶 于水生成砷酸 H3AsO4。
但溶解的速度较慢,As2O5 溶 于碱溶液很快并生成砷酸盐。
除正盐外,砷酸还有一氢盐 和二氢盐。
NaH2AsO4 —加热— NaAsO3 + H2O H3AsO4 和 H3PO4 的 Ka 值很
接近,也有许多相似的反应。
(2) 还原法 在盐酸介质中,用金属锌可 以将 As2O3 直接还原成 AsH3
As2O3 + 6 Zn + 12 HCl —— 2 AsH3 + 6 ZnCl2 + 3 H2O
制备 SbH3 也有类似的反应 Sb3+ + 3 Zn + 3 H+ —— SbH3 + 3 Zn2+
也可以用比 Zn 强的还原剂, 还原 Sb(Ⅲ)制备 SbH3。