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鹵化物(氯化物)的化學(xué)性質(zhì)


實驗室k / 2018-07-19

A 熱穩(wěn)定性
    多數(shù)鹵化物很穩(wěn)定,如堿金屬的鹵化物,受熱時不易分解;但也有些鹵化物不穩(wěn)定,受熱時易分解。例如

TiCl4=Ti+2I2
2
CuCl2 =2CuCl+Cl2

氯化物

    鹵化物熱穩(wěn)定性的大致規(guī)律是:
    (1)同一元素生成氧化數(shù)不同的氯化物時,氧化數(shù)低的氯化物比氧化數(shù)高的穩(wěn)定。例如PbCl2相當穩(wěn)定,在沸點(954℃)時也不分解;PbCl4則易分解,如果把它加熱到105℃時就會發(fā)生爆炸。又如BiCl5不存在,但BiCl3卻很穩(wěn)定。
    (2)氧化數(shù)相同的同一元素的鹵化物,熱穩(wěn)定性依氟化物、氯化物、溴化物、碘化物的順序降低。例如PbF4在熔點(597℃)時不分解;PbCl4加熱到105℃時就會發(fā)生爆炸;而PbBr4和PbI4不存在。
    一般碘化物、溴化物熱穩(wěn)定性較差,因此常用熱分解碘化物的方法來制備一些高純單質(zhì),如鈦的精煉

Ti(粗)+2I2(g)=TiI4(溫度400-500℃)
TiI4=Ti(精)+2I2(g)(溫度1200-1400℃)

B 水解反應(yīng)
    氯化物與水作用可以分為溶解和水解兩種情況。除Re、Mg外,堿金屬和堿土金屬的氯化物都溶于水,在水中以水合離子存在,不水解。鎂、鋁等大多數(shù)金屬的氯化物會發(fā)生不同程度的水解,而且水解是分級和可逆的。例如

MgCl2 +H2O=Mg(OH)Cl+HCl

    把預(yù)先在800℃加熱過的氧化鎂和30%氯化鎂溶液混合,使氧化鎂和氯化鎂的水解產(chǎn)物鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成堿式氯化鎂

MgCl2+ MgO+H2O=2Mg(OH)Cl

產(chǎn)物逐漸硬化,結(jié)成白色堅硬的固體。這種固體稱作鎂氧水泥,除做建筑材料外,還還用來制造磨石和砂輪等。
    又如
三氯化鐵可用下列反應(yīng)式表示其分級水解過程

FeCl3 +H2O=Fe(OH)Cl2+HCl
Fe(OH)Cl2+H2O= Fe(OH)2Cl+HCl

    通常FeCl3主要進行一級水解,二級、三級水解相對較弱,所以固體FeCl3溶于水,一般不產(chǎn)生沉淀。若將濃FeCl3溶液加入沸水中,水解度增大,可產(chǎn)生氫氧化鐵溶膠。
    一般來說,氧化數(shù)為+3的金屬氯化物的水解程度比氧化數(shù)為+2的金屬氯化物的要大些。例如水解度,F(xiàn)eCl3>FeCl2,
AlCl3MgCl2等。價態(tài)高于+3的金屬氯化物,水解作用一般可以進行到底。例如四氯化鍺水解,生成膠狀二氧化鍺的水合物

GeCl4+4H2O=GeO2·2H2O ↓+4HCl

    某些金屬氯化物水解生成的堿式鹽,因脫水而析出氯氧化物沉淀。例如

SbCl3 +H2O=SbOCl ↓+ 2HCl
BiCl3 +H2O=BiOCl ↓+ 2HCl

    在配制這些氯化物溶液時,為了抑制其水解,一般都先將固體溶于較濃的鹽酸中,再加適量水稀釋而成。
    硅、磷等大多數(shù)非金屬元素的氯化物(Cl4、NCl3等除外)能迅速發(fā)生完全水解作用,生成兩種酸,例如

SiCl4 +3H2O=H2SiO3 ↓+ 4HCl
PCl5+4H2O=H3PO4+ 5HCl

    這些氯化物在潮濕空氣中成霧,就是由于強烈水解作用而引起的。


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