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铅及其化合物性质解读

来源:未知作者:单莹 点击:所属专题: 二氧化铅
铅单质 一: 物理性质 铅为暗灰色,重而软的金属,熔点600.7K,沸点2013K,密度11.35g·cm -3 ,硬度(莫氏)1·5。铅的层性相当好,可轧成极薄的铅箔。铅有极高的锻接性能,但其延展性并不好。 二:化学性质 铅是两性金属,其主要氧化态为+2和+4。 (1)与氧,水和二氧化

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铅单质

一: 物理性质

铅为暗灰色,重而软的金属,熔点600.7K,沸点2013K,密度11.35g·cm-3铅及其化合物性质解读硬度(莫氏)1·5。铅的层性相当好,可轧成极薄的铅箔。铅有极高的锻接性能,但其延展性并不好。

二:化学性质

铅是两性金属,其主要氧化态为+2和+4。

(1)与氧,水和二氧化碳的反应:

室温下,铅能与氧,水和二氧化碳的作用,在表面生成一层致密的碱式碳酸铅的保护膜而失去金属光泽。

4Pb + 2O2+2CO2+2H2O铅及其化合物性质解读2PbCO3·Pb(OH)2

在有氧气存在的条件下,铅能与水缓慢反应生成Pb(OH)2

2Pb + O2+2H2O铅及其化合物性质解读2Pb(OH)2

(2)与非金属的反应:

在加热下,铅能与氧,卤素,硫等非金属直接反应:

Pb + X2铅及其化合物性质解读PbX2(X=F,Cl,Br,I)

2Pb + O2铅及其化合物性质解读2PbO

Pb + S铅及其化合物性质解读PbS

(3)与酸的反应:

铅可溶于热的浓盐酸或浓硫酸中,与稀HNO3反应,得到Pb(NO3)2。由于Pb(NO3)2不溶于浓HNO3,Pb不与浓HNO3反应。

Pb + 2HCl铅及其化合物性质解读PbCl2↓+ H2↑(反应很快终止)

Pb + 4HCl(浓)铅及其化合物性质解读H2[PbCl4] + H2

Pb + H2SO4(稀)铅及其化合物性质解读PbSO4↓+ H2↑(反应很快终止)

Pb + 3H2SO4(浓)铅及其化合物性质解读Pb(HSO4)2+2SO2↑+ 2H2O

3Pb + 8HNO3(稀)铅及其化合物性质解读3Pb(NO3)2+2NO↑+ 4H2O

铅在有氧存在的条件下可溶于醋酸,生成易溶的醋酸铅。这也就是用醋酸从含铅矿石中浸取铅的原理。

2Pb + O2铅及其化合物性质解读2PbO

PbO + 2CH3COOH铅及其化合物性质解读Pb(CH3COO)2+H2O

(4)与碱的反应:

铅能与强碱缓慢地反应得到亚铅酸盐,同时放出H2

Pb + 2NaOH铅及其化合物性质解读Na2PbO2+H2

或写成: Pb + NaOH + 2H2O铅及其化合物性质解读Na[Pb(OH)3] + H2↑ 

铅的氧化物

铅除了有PbO和PbO2以外,还有常见的“混合氧化物”Pb3O4

一:一氧化铅

一氧化铅PbO俗称“密陀僧”。它是用空气氧化熔融的铅而制得的。它有两种变体:红色四方晶体和黄色正交晶体。在常温下,红色的比较稳定,将黄色PbO在水中煮沸即得红色变体。PbO易溶于醋酸或硝酸得到Pb(II)盐,比较难溶于碱,这说明它偏碱性。PbO用于制铅蓄电池、铅玻璃和铅的化合物。高纯度PbO是制造铅靶彩色电视光导摄像管靶面的关键材料,也是用于激光技术拉制PbO单晶的原料。

二:铅及其化合物性质解读二氧化铅

PbO2是两性的,不过其酸性大于碱性,与强碱共热可得铅酸盐:

PbO2+2NaOH + 2H2O铅及其化合物性质解读Na2Pb(OH)6

Pb(IV)为强氧化剂,例如:

2Mn(NO3)2+5PbO2+6HNO3铅及其化合物性质解读2HMnO4+5Pb(NO3)2+2H2O

PbO2+4HCl铅及其化合物性质解读PbCl2+Cl2↑+ 2H2O

2PbO2+2H2SO4铅及其化合物性质解读2PbSO4+O2↑+ 2H2O

将PbO2加热,它会逐步转变为铅的低氧化态氧化物:

PbO2铅及其化合物性质解读Pb2O3铅及其化合物性质解读Pb3O4铅及其化合物性质解读PbO

加热PbO2也分解放出O2。当它与可燃物,如磷或硫在一起研磨时即发火,可用于制火柴。

PbO2实际上也是非整比化合物,在它的晶体中氧原子与铅原子的数量比为O:Pb=1.88而不是2,因为有些应为氧原子占据的位置成为空穴,所以它能导电,用在铅蓄电池中起电极的作用。

三:四氧化三铅

将Pb在纯O2中加热,或者在673~773K间将PbO小心地加热,都可以得到红色的四氧化三铅Pb3O4粉末。这种化合物俗名“铅丹”或“红丹”。在它的晶体中既有Pb(IV)又有Pb(II),化学式可以写为2PbO·PbO2。但根据其结构它应属于铅酸盐,所以化学式是Pb[PbO4]。

Pb3O4与HNO3反应得到PbO2

Pb3O4+4HNO3铅及其化合物性质解读PbO2↓+ 2Pb(NO3)2+2H2O

这个反应也说明了在Pb3O4的晶体中有2/3的Pb(II)和1/3的Pb(IV)。

铅丹用于制铅玻璃和钢材上用的涂料。因为它有氧化性,涂在钢材上有利于钢铁表面的钝化,其防锈蚀效果好,所以被大量地用于油漆船舶和桥梁钢架。 

铅的氢氧化物

Pb(OH)2具有两性,溶于酸生成铅盐,溶于碱生成亚铅酸盐:

Pb(OH)2+2HCl铅及其化合物性质解读PbCl2+2H2O

Pb(OH)2+NaOH铅及其化合物性质解读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。

Pb(OH)2铅及其化合物性质解读PbO + H2O 

铅的铅及其化合物性质解读卤化

一:四氯化铅

在用盐酸酸化过的PbCl2溶液中通入Cl2,得到黄色液体PbCl4,这种化合物极不稳定,室温下就分解为PbCl2和Cl2。PbBr4和PbI4不容易制得,就是制成了,也会迅速分解。

PbCl4铅及其化合物性质解读PbCl2+Cl2

二、二卤化铅

PbCl2难溶于冷水,易溶于热水,也能溶解于盐酸中。

PbCl2+2HCl铅及其化合物性质解读H2[PbCl4]

PbI2是黄色丝状有亮光的沉淀,易溶于沸水,难溶于冷水,且易溶于KI溶液中。

PbI2+2KI铅及其化合物性质解读K2[PbI4] 

铅的硫化物

PbS为黑色沉淀,其铅及其化合物性质解读溶度积很小,不溶于稀酸和硫化钠溶液,但能溶于稀HNO3或浓盐酸中。

3PbS + 8H+2NO3铅及其化合物性质解读3Pb2++ 3S + 2NO↑+ 4H2O

PbS + 4HCl(浓)铅及其化合物性质解读H2S↑+ H2[PbCl4]

将PbS在空气中煅烧或加氧化剂,如HNO3或H2O2等,它很容易转化为白色的PbSO4

PbS + 2O2铅及其化合物性质解读 PbSO4

PbS + 4H2O2铅及其化合物性质解读PbSO4+4H2O

铅的含氧酸盐

铅的许多化合物难溶于水,有颜色和有毒。它的毒性在于Pb2+与蛋白质中半胱氨酸的巯基(-SH)反应,生成难溶物。铅盐的性质和用途列于下表中.

含氧酸盐

性状和制法

主要用途





硝酸铅
Pb(NO3)2

无色晶体。由Pb或PbO或PbCO3溶于HNO3得到。

用于制取其它铅的化合物

醋酸铅
Pb(CH3COO)2·3H2O

无色晶体,俗名“铅糖”,有毒。由PbO溶于醋酸或在通空气(或O2)的条件下,将Pb溶于醋酸得到。





硫酸铅
PbSO4

白色晶体。由Pb(NO3)2与Na2SO4溶液作用制得。

制白色油漆

碳酸铅
PbCO3

白色晶体,有毒。由可溶性铅盐加NaHCO3或通CO2于碱式醋酸铅溶液转变为碱式碳酸铅2PbCO3.Pb(OH)2,这化合物俗名“铅白”。

用于制防锈油漆和陶瓷工业

铬酸铅
PbCrO4

亮黄色晶体。有毒。加热分解出O2,所以是一种氧化剂。由可溶性铅盐与Na2CrO4反应而得到。

为黄色涂料-“铬黄”的主要成分

(责任编辑:化学自习室)
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