铋单质

一: 物理性质

   铋为有银白色光泽的金属,熔点544K,沸点1853K,密度9.80g/cm3。性脆,易粉碎。铋没有同素异形体。

   与其他金属不同的是,铋和锑一样热缩冷胀,它由熔化状态凝固时,体积膨胀约3%。固态铋的导电性能随着温度的升高而减小,但温度达到熔点时却突然增加,然后又随着温度的升高而下降。这种反常现象是由于它在各个阶段成键类型不完全相同所造成的。

二: 化学性质
   常温下铋在水和空气中都稳定。铋不与稀的非氧化性酸作用,但能溶于硝酸、热浓硫酸和王水中:
      2Bi + 4HNO3(稀) Bi(NO3)3 + NO↑+ 2H20
      2Bi + 6H2SO4(热、浓) Bi2(SO4)3 + 3SO2↑+ 6H2O

   Bi为金属,不与NaOH作用。
   高温时铋可以和氧、硫、卤素等发生作用:
        4Bi + 3O2 2Bi2O3
        2Bi + 3S Bi2S3
        2Bi + 3X2 2BiX3   (X代表卤素)
   铋能和许多金属形成合金或化合物,如和碱金属形成M3Bi型化合物(M为碱金属),与镓、铝生成半导体材料。

 

铋的卤化物

   铋的三卤化物在溶液中会强烈地水解,生成难溶于水的卤化铋酰沉淀:
         BiCl3 + 2H2O Bi(OH)2Cl + 2HCl
                            └→BiOCl↓(氯化氧铋或氯化铋酰)+ H2O

 

铋的氧化物及其水合物

   铋的氧化物只有Bi2O3,至今还没有制得纯净的Bi2O5,也还没有分离出铋(Ⅴ)的含氧酸,但已制得许多铋(Ⅴ)的含氧酸盐,如NaBiO3

一:三氧化二铋及水合物

   Bi2O3是碱性氧化物,颜色为黄色,是离子型晶体。它不溶于水,只溶于酸,在溶液中存在的形式只有Bi3+或水解产物BiO+离子。Bi2O3的水合物是Bi(OH)3,是个弱碱。

二:铋酸钠

   在碱性介质中用强氧化剂可以把Bi(Ⅲ)的化合物氧化成铋酸盐:

        Bi(OH)3 + Cl2 + 3NaOH NaBiO3 + 2NaCl + 3H2O

   NaBiO3是黄色或棕色无定形粉末,不溶于水。NaBiO3在酸性介质中是一种很强的氧化剂,能把Mn2+离子氧化为MnO4-离子:
        2Mn2+ + 3BiO3- + 14H+ 2MnO4- + 5Bi3+ + 7H2O

分析化学上用该反应来鉴定Mn2+的存在。

 

铋的硫化物

   Bi2S3为棕黑色的碱性氧化物,它可溶于浓盐酸中,但不溶于NaOH和碱性硫化物如Na2S或(NH4)2S中。
        Bi2S3 + 6HCl 2BiCl3 + 3H2S↑
   因Bi2S3的还原性极弱,所以不与多硫化物作用。
   与铋的氧化物相似,至今还没有制得纯净的Bi2S5