鍺、錫、鉛有MO2和MO兩類氧化物。MO2都是共價型、兩性偏酸性的化合物。MO也是兩性的,但堿性略增。MO的離子性也略增,但還不是典型的離子化合物。所有這些氧化物都是不溶于水的固體。
MO2 | 體態(tài) | 熔點/K | MO | 體態(tài) | 熔點/K |
GeO2 |
白色固體 | 1388 | GeO | 黑色固體 | 983(升華) |
SnO2 | 白色固體 | 1400 | SnO | 黑色固體 | 1353(分解) |
PbO2 | 棕黑色固體 | 563 | PbO |
黃或黃紅色固體 |
1161 |
1.錫的氧化物 在錫的氧化物中重要的為二氧化錫SnO2??梢杂媒饘馘a在空氣中燃燒而制得。它不溶于水,也難溶于酸或堿,但是與NaOH或Na2CO3和S共熔,可轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄喳}:
SnO2+2NaOH=Na2SnO3(錫酸鈉)+H2O
SnO2+2Na2CO3+4S=Na2SnS3(硫代錫酸鈉)+Na2SO4+2CO2
SnO2用于琺瑯和陶瓷中,還用于制不透明的玻璃。
2.鉛的氧化物 鉛除了有PbO和PbO2以外,還有常見的“混合氧化物”Pb3O4。
一氧化鉛PbO俗稱“密陀僧”。它是用空氣氧化熔融的鉛而制得的。它有兩種變體:紅色四方晶體和黃色正交晶體。在常溫下,紅色的比較穩(wěn)定,將黃色PbO在水中煮沸即得紅色變體。PbO易溶于醋酸或硝酸得到Pb(Ⅱ)鹽,比較難溶于堿,這說明它偏堿性。PbO用于制鉛蓄電池、鉛玻璃和鉛的化合物。高純度PbO是制造鉛靶彩色電視光導(dǎo)攝像管靶面的關(guān)鍵材料,也是用于激光技術(shù)拉制PbO單晶的原料。
用熔融的KClO3或硝酸鹽氧化PbO,或者電解二價鉛鹽溶液(Pb2+在陽極上被氧化),或者用NaOCl氧化亞鉛酸鹽,都可以得到PbO2。
Pb(OH)3-+ClO-=PbO2+Cl-+OH-+H2O
PbO2是兩性的,不過其酸性大于堿性。
PbO2+2NaOH=Na2PbO3+H2O
PbO2+4HCl=PbCl4+2H2O
因為Pb(Ⅳ)為強氧化劑,PbCl4將分解為PbCl2和Cl2。所以PbO2與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是:
PbO2+4HCl=PbCl2+Cl2↑+2H2O
PbO2的氧化性還表現(xiàn)在它與H2SO4反應(yīng)時放出O2:
2PbO2+2H2SO4=2PbSO4+O2↑+2H2O
PbO2本身加熱也分解放出O2,當(dāng)它與可燃物,如磷或硫在一起研磨時即發(fā)火,所以用于制火柴。
PbO2實際上是個非整比化合物,在它的晶體中氧原子與鉛原子的個數(shù)比,O:Pb=1.88,而不是2,因為有些應(yīng)為氧原子占據(jù)的位置成為空穴,所以它能導(dǎo)電,用在鉛蓄電池中起電極的作用。
將Pb在純O2中加熱,或者在673~773K間將PbO小心地加熱,都可以得到紅色的四氧化三鉛Pb3O4粉末。這化合物俗名“鉛丹”或”紅丹”。在它的晶體中既有Pb(Ⅳ)又有Pb(Ⅱ),化學(xué)式可以寫為2PbO·PbO2。但根據(jù)結(jié)構(gòu),它應(yīng)屬于鉛酸鹽,化學(xué)式是Pb2[PbO4]。
Pb3O4與HNO3反應(yīng)而得到PbO2:
Pb3O4+4HNO3=PbO2↓+2Pb(NO3)2+2H2O
這個反應(yīng)也說明了在Pb3O4的晶體中有2/3的Pb(Ⅱ)和1/3的Pb(Ⅳ)。
鉛丹用于制鉛玻璃和鋼材上用的涂料。因為它有氧化性,涂在鋼材上有利于鋼鐵表面的鈍化,其防銹蝕效果好,所以被大量地用于油漆船舶和橋梁鋼架。
將PbO2加熱,它會逐步轉(zhuǎn)變?yōu)殂U的低氧化態(tài)氧化物: