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卤化物(氯化物)的化学性质


实验室k / 2018-07-19

A 热稳定性
    多数卤化物很稳定,如碱金属的卤化物,受热时不易分解;但也有些卤化物不稳定,受热时易分解。例如

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

氯化物

    卤化物热稳定性的大致规律是:
    (1)同一元素生成氧化数不同的氯化物时,氧化数低的氯化物比氧化数高的稳定。例如PbCl2相当稳定,在沸点(954℃)时也不分解;PbCl4则易分解,如果把它加热到105℃时就会发生爆炸。又如BiCl5不存在,但BiCl3却很稳定。
    (2)氧化数相同的同一元素的卤化物,热稳定性依氟化物、氯化物、溴化物、碘化物的顺序降低。例如PbF4在熔点(597℃)时不分解;PbCl4加热到105℃时就会发生爆炸;而PbBr4和PbI4不存在。
    一般碘化物、溴化物热稳定性较差,因此常用热分解碘化物的方法来制备一些高纯单质,如钛的精炼

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

B 水解反应
    氯化物与水作用可以分为溶解和水解两种情况。除Re、Mg外,碱金属和碱土金属的氯化物都溶于水,在水中以水合离子存在,不水解。镁、铝等大多数金属的氯化物会发生不同程度的水解,而且水解是分级和可逆的。例如

MgCl2 +H2O=Mg(OH)Cl+HCl

    把预先在800℃加热过的氧化镁和30%氯化镁溶液混合,使氧化镁和氯化镁的水解产物盐酸发生反应生成碱式氯化镁

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

产物逐渐硬化,结成白色坚硬的固体。这种固体称作镁氧水泥,除做建筑材料外,还还用来制造磨石和砂轮等。
    又如
三氯化铁可用下列反应式表示其分级水解过程

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

    通常FeCl3主要进行一级水解,二级、三级水解相对较弱,所以固体FeCl3溶于水,一般不产生沉淀。若将浓FeCl3溶液加入沸水中,水解度增大,可产生氢氧化铁溶胶。
    一般来说,氧化数为+3的金属氯化物的水解程度比氧化数为+2的金属氯化物的要大些。例如水解度,FeCl3>FeCl2
AlCl3MgCl2等。价态高于+3的金属氯化物,水解作用一般可以进行到底。例如四氯化锗水解,生成胶状二氧化锗的水合物

GeCl4+4H2O=GeO2·2H2O ↓+4HCl

    某些金属氯化物水解生成的碱式盐,因脱水而析出氯氧化物沉淀。例如

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

    在配制这些氯化物溶液时,为了抑制其水解,一般都先将固体溶于较浓的盐酸中,再加适量水稀释而成。
    硅、磷等大多数非金属元素的氯化物(Cl4、NCl3等除外)能迅速发生完全水解作用,生成两种酸,例如

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

    这些氯化物在潮湿空气中成雾,就是由于强烈水解作用而引起的。


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