金属钡

一: 物理性质

   钡是银白色的活泼金属,密度3.5g/cm3,熔点993K,沸点1913K。钡有延展性。它是碱土金属中除镭外最重的一个金属。
二:化学性质

   从标准电极电势(-2.91V)看,钡是碱土金属中最活泼的金属,它的化学性质主要表现在以下几个方面:
1. 与非金属反应
   钡与卤素和氧迅速反应,生成卤化物和氧化物。锶与氮、硫、碳和氢作用,分别生成氮化钡、硫化钡碳化钡和氢化钡:

        Ba + Cl2 BaCl2

        2Ba + O2 2BaO

        Ba + H2 BaH2
2. 作还原剂
   钡具有很强的还原性,钡粉在潮湿空气中就能自燃,所以应保存在煤油中。

   钡与水猛烈反应,放出氢气:

        Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2
3. 与酸的反应
   钡与稀酸猛烈反应放出氢气:

        Ba + 2HCl BaCl2 + H2

4. 与液氨作用

   钡能溶于液氨生成六氨合钡Ba(NH3)6。它是一种带有金属光泽的固体,并具有高导电性。

 

 

钡的氧化物

一:氧化钡

   BaO是白色固体,熔点2191K,密度4.73-5.46g/cm3。BaO有毒。

   BaO易溶于水,与水猛烈反应生成Ba(OH)2并放出大量的热:

        BaO + H2O Ba(OH)2

   BaO是碱性氧化物,易溶于酸,与酸性氧化物作用生成钡盐:

        BaO + 2HCl BaCl2 + H2O

   在773-793K时与氧气作用生成过氧化钡:

        2BaO + O2 2BaO2

二:过氧化
    BaO2也可在室温下,以氨水为介质,使Ba(NO3)2和H2O2作用,然后加热到383~388K,脱去H2O2而得到BaO2
        Ba(NO3)2 + 3H2O2 + 2NH3·H2O BaO2·2H2O2 + 2NH4NO3 + 2H2O
    BaO2与稀H2SO4反应生成H2O2
        BaO2 + H2SO4(稀) BaSO4 + H2O2

三:超氧化钡
   在高压下,将氧气通过加热的过氧化物,可得到不纯的超氧化物MO4。其热稳定性依CaO4-SrO4-BaO4顺序而下降。BaO4是很强的氧化剂,遇水立即反应放出氧气:

        BaO4 + 2H2O Ba(OH)2 + H2O2 + O2

 

氢氧化钡

   氢氧化钡是白色固体,密度4.50g/cm3。溶于水,有毒。在水溶液中析出的结晶为Ba(OH)2·8H2O,它也是白色晶体,熔点351K,密度2.18g/cm3

   Ba(OH)2的碱性是碱土金属氢氧化物中最强的,为强酸,极易与空气中的CO2作用生成碳酸钡:

        Ba(OH)2 + CO2 BaCO3 + H2O

 

钡盐

一:钡盐溶解性规律

   钡的硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐和醋酸盐等易溶于水,卤化物中除氟化钡外,也易溶于水。难溶的钡盐有碳酸盐、磷酸盐、草酸盐、硫酸盐和铬酸盐。其中BaSO4和BaCrO4是碱土金属硫酸盐和铬酸盐中溶解度最小的难溶盐。

   钡的难溶盐(硫酸钡除外)大都能溶于稀的强酸溶液,如盐酸中。

:BaCl2·2H2O
   二氯化钡是最重要的可溶性钡盐,一切可溶性钡盐均具有毒性,对人的致死量为0.8克。

   二氯化钡是白色固体,熔点1235K,沸点1833K,易溶于水,有毒。在水溶液中析出的结晶为BaCl2·2H2O,密度3.097g/cm3,加热到394K时失去全部结晶水。
   工业上是在高温下用煤气使重晶石BaSO4还原为BaS,再使BaS与CaCl2反应而生成BaCl2
        BaSO4 + 4C BaS + 4CO
        BaS + CaCl2 BaCl2 + CaS
在BaCl2溶液中加入NaOH,经浓缩、结晶可制取Ba(OH)2

三:BaSO4
   硫酸钡是白色斜方晶体,密度4.50g/cm3(288K),熔点1853K。其天然结晶产物称为“重晶石”。

   硫酸钡不溶于水、稀酸和乙醇,是碱土金属硫酸盐中溶解度最小的。在分析化学中经常利用BaSO4的不溶性定性鉴定SO42-或Ba2+离子的存在,并测定它们的含量。BaSO4可作白色涂料,俗称钡白,在橡胶、造纸工业中作白色填料。

   BaSO4在浓硫酸中因生成Ba(HSO4)2而溶解:

        BaSO4 + H2SO4 Ba(HSO4)2

   硫酸钡是唯一无毒的钡盐,它的溶解度极小(BaSO4的Ksp=l×10-10)且不溶于胃酸,不会使人中毒。BaSO4有强烈吸收X射线的能力,在肠胃X射线透视造影时服用,医学上用它和糖浆制成的混合物称作钡餐。
   BaSO4与ZnS的混合物叫作立德粉,或叫锌钡白,是白漆的原料。