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本文目录:
高中化学所有常见物质的属性,要全面的
高中化学常见物质的物理性质归纳(有原稿,要的话留邮箱可以发给你)
1.颜色的规律
(1)常见物质颜色
以红色为基色的物质
红色:难溶于水的Cu,Cu2O,Fe2O3,HgO等
碱液中的酚酞酸液中甲基橙石蕊及pH试纸遇到较强酸时及品红溶液
橙红色:浓溴水甲基橙溶液氧化汞等
棕红色:Fe(OH)3固体Fe(OH)3水溶胶体等
以黄色为基色的物质
黄色:难溶于水的金碘化银磷酸银硫磺黄铁矿黄铜矿(CuFeS2)等
溶于水的FeCl3甲基橙在碱液中钠离子焰色及TNT等
浅黄色:溴化银碳酦银硫沉淀硫在CS2中的溶液,还有黄磷Na2O2氟气
棕黄色:铜在氯气中燃烧生成CuCl2的烟
以棕或褐色为基色的物质
碘水浅棕色碘酒棕褐色铁在氯气中燃烧生成FeCl3的烟等
以蓝色为基色的物质
蓝色:新制Cu(OH)2固体胆矾硝酸铜溶液中淀粉与碘变蓝石蕊试液碱变蓝pH试纸与弱碱变蓝等
浅蓝色:臭氧液氧等
蓝色火焰:硫硫化氢一氧化碳的火焰甲烷氢气火焰(蓝色易受干扰)
以绿色为色的物质
浅绿色:Cu2(OH)2CO3,FeCl2,FeSO4?7H2O
绿色:浓CuCl2溶液pH试纸在约pH=8时的颜色
深黑绿色:K2MnO4
黄绿色:Cl2及其CCl4的萃取液
以紫色为基色的物质
KMnO4为深紫色其溶液为红紫色碘在CCl4萃取液碘蒸气中性pH试纸的颜色K+离子的焰色等
以黑色为基色的物质
黑色:碳粉活性碳木碳烟怠氧化 铜四氧化三铁硫化亚铜(Cu2S)硫化铅硫化汞硫化银硫化亚铁氧化银(Ag2O)
浅黑色:铁粉
棕黑色:二氧化锰
白色物质
无色晶体的粉末或烟尘;
与水强烈反应的P2O5;
难溶于水和稀酸的:AgCl,BaSO3,PbSO4;
难溶于水的但易溶于稀酸:BaSO3,Ba3(PO4)2,BaCO3,CaCO3,Ca3(PO4)2,CaHPO4,Al(OH)3,Al2O3,ZnO,Zn(OH)2,ZnS,Fe(OH)2,Ag2SO3,CaSO3等;
微溶于水的:CaSO4,Ca(OH)2,PbCl2,MgCO3,Ag2SO4;
与水反应的氧化物:完全反应的:BaO,CaO,Na2O;
不完全反应的:MgO
灰色物质
石墨灰色鳞片状砷硒(有时灰红色)锗等
(2)离子在水溶液或水合晶体的颜色
水合离子带色的:
Fe2+:浅绿色;
Cu2+:蓝色;
Fe3+:浅紫色 呈黄色因有[FeCl4(H2O)2] 2-;
MnO4-:紫色
:血红色;
:苯酚与FeCl3的反应开成的紫色
主族元素在水溶液中的离子(包括含氧酸根)无色
运用上述规律便于记忆溶液或结晶水合物的颜色
(3)主族金属单质颜色的特殊性
A,A,A,A的金属大多数是银白色
铯:带微黄色钡:带微黄色
铅:带蓝白色铋:带微红色
(4)其他金属单质的颜色
铜呈紫红色(或红),金为黄色,其他金属多为银白色,少数为灰白色(如锗)
(5)非金属单质的颜色
卤素均有色;氧族除氧外,均有色;氮族除氮外,均有色;碳族除某些同素异形体(金钢石)外,均有色
2.物质气味的规律(常见气体挥发物气味)
没有气味的气体:H2,O2,N2,CO2,CO,稀有气体,甲烷,乙炔
有刺激性气味:HCl,HBr,HI,HF,SO2,NO2,NH3?HNO3(浓液)乙醛(液)
具有强烈刺激性气味气体和挥发物:Cl2,Br2,甲醛,冰醋酸
稀有气味:C2H2
臭鸡蛋味:H2S
特殊气味:苯(液)甲苯(液)苯酚(液)石油(液)煤焦油(液)白磷
特殊气味:乙醇(液)低级酯
芳香(果香)气味:低级酯(液)
特殊难闻气味:不纯的C2H2(混有H2S,PH3等)
3.熔点沸点的规律
晶体纯物质有固定熔点;不纯物质凝固点与成分有关(凝固点不固定)
非晶体物质,如玻璃水泥石蜡塑料等,受热变软,渐变流动性(软化过程)直至液体,没有熔点
沸点指液体饱和蒸气压与外界压强相同时的温度,外压力为标准压(1.01 105Pa)时,称正常沸点外界压强越低,沸点也越低,因此减压可降低沸点沸点时呈气液平衡状态
(1)由周期表看主族单质的熔沸点
同一主族单质的熔点基本上是越向下金属熔点渐低;而非金属单质熔点沸点渐高但碳族元素特殊,即C,Si,GeSn越向下,熔点越低,与金属族相似还有A族的镓熔点比铟铊低,A族的锡熔点比铅低
(2)同周期中的几个区域的熔点规律
高熔点单质
C,Si,B三角形小区域,因其为原子晶体,熔点高金刚石和石墨的熔点最高大于3550,金属元素的高熔点区在过渡元素的中部和中下部,其最高熔点为钨(3410)
低熔点单质
非金属低熔点单质集中于周期表的右和右上方,另有IA的氢气其中稀有气体熔沸点均为同周期的最低者,而氦是熔点(-272.2,26 105Pa)沸点(268.9)最低
金属的低熔点区有两处:IAB族Zn,Cd,Hg及A族中Al,Ge,Th;A族的Sn,Pb;A族的Sb,Bi,呈三角形分布最低熔点是Hg(-38.87),近常温呈液态的镓(29.78)铯(28.4),体温即能使其熔化
(3)从晶体类型看熔沸点规律
原子晶体的熔沸点高于离子晶体,又高于分子晶体金属单质和合金属于金属晶体,其中熔沸点高的比例数很大(但也有低的)
在原子晶体中成键元素之间共价键越短的键能越大,则熔点越高判断时可由原子半径推导出键长键能再比较如熔点:
金刚石碳化硅晶体硅
分子晶体由分子间作用力而定,其判断思路是:
结构性质相似的物质,相对分子质量大,范德华力大,则熔沸点也相应高如烃的同系物卤素单质稀有气体等
相对分子质量相同,化学式也相同的物质(同分异构体),一般烃中支链越多,熔沸点越低烃的衍生物中醇的沸点高于醚;羧酸沸点高于酯;油脂中不饱和程度越大,则熔点越低如:油酸甘油酯常温时为液体,而硬脂酸甘油酯呈固态
上述情况的特殊性最主要的是相对分子质量小而沸点高的三种气态氢化物:NH3,H2O,HF比同族绝大多数气态氢化物的沸点高得多(主要因为有氢键)
(4)某些物质熔沸点高低的规律性
同周期主族(短周期)金属熔点如
Li 碱土金属氧化物的熔点均在2000以上,比其他族氧化物显著高,所以氧化镁氧化铝是常用的耐火材料
卤化钠(离子型卤化物)熔点随卤素的非金属性渐弱而降低如:NaFNaClNaBrNaI
4.物质溶解性规律
(1)气体的溶解性
常温极易溶解的
NH3[1(水):700(气)] HCl(1:500)
还有HF,HBr,HI,甲醛(40%水溶液福尔马林)
常温溶于水的
CO2(1:1) Cl2(1:2)
H2S(1:2.6) SO2(1:40)
微溶于水的
O2,O3,C2H2等
难溶于水的
H2,N2,CH4,C2H2,NO,CO等
(2)液体的溶解性
易溶于水或与水互溶的
如:酒精丙酮醋酸硝酸硫酸
微溶于水的
如:乙酸乙酯等用为香精的低级酯
难溶于水的
如:液态烃醚和卤代烃
(3)固体的水溶性(无机物略)
有机物中羟基和羧基具有亲水性,烃基具有憎水性,烃基越大,则水溶性越差,反而易I溶于有机溶剂中如:甲酸乙酸与水互溶,但硬脂酸油酸分子中因COOH比例过少反而不溶于水而溶于CCl4,汽油等有机溶剂苯酚三溴苯酚苯甲酸均溶于苯
(4)从碘溴氯的水溶液中萃取卤素的有机溶剂
如:苯汽油乙醚乙酸乙酯CCl4CS2等
(5)白磷硫易溶于CS2
(6)常见水溶性很大的无机物
如:KOH,NaOH,AgNO3溶解度在常温超过100g(AgNO3超过200g)KNO3在20溶解度为31.6g,在100溶解度为246g溶解度随温度变化甚少的物质常见的只有NaCl
(7)难溶于水和一般溶剂的物质
原子晶体(与溶剂不相似)如:C,Si,SiO2,SiC等其中,少量碳溶于熔化的铁
有机高分子:纤维素仅溶于冷浓H2SO4铜氨溶液和CS2跟NaOH作用后的溶液中,已热固化的酚醛树脂不溶于水或一般溶剂
5.常见的有毒物质
(1)剧毒物质
白磷偏磷酸氰化氢(HCN)及氰化物(NaCN,KCN等)砒霜(As2O3)硝基苯等
CO(与血红蛋白结合),Cl2,Br2(气),F2(气),HF,氢氟酸等
(2)毒性物质
NO(与血红蛋白结合),NO2,CH3OH,H2S
苯酚甲醛二氧化硫重铬酸盐汞盐可溶性钡盐可溶性铅盐可溶性铜盐等
这些物质的毒性,主要是使蛋白质变性,其中常见的无机盐如:HgCl2,BaCl2,Pb(CHCOO)2;铜盐也使蛋白质凝固变性,但毒性较小,此外铍化合物也有相当的毒性
钦酒过多也有一定毒性汞蒸气毒性严重有些塑料如聚氯乙烯制品(含增塑剂)不宜盛放食品等
矿物溶解度及元素在流体中的存在形式
矿物在热液中的溶解度是成矿元素在热液中运移能力的直接判据,热力学计算是研究矿物在热液中溶解度的最简便方法。以下以方铅矿为例,说明金属矿物在成矿流体中溶解度的计算方法及其影响因素。
方铅矿在热液中的溶解形式可简单表示如下:
地球化学
根据质量作用定律,Pb2+的浓度可由下式计算;
地球化学
Pb2+在溶液中可与多种配位体形成络合物,最常见的是氯的络合物和硫氢根络合物,配合反应如下:
地球化学
地球化学
由质量作用定律,可计算出各络合物的浓度,如:
地球化学
同样,可将上述反应中各种络合物的浓度都计算出来。溶液中铅的总浓度可写作:
地球化学
另一方面溶液中的 Cl-和 HS-等离子的浓度也都是溶液物理化学条件的函数,因此在上述计算过程中还需考虑到以下配位体的有关反应:
地球化学
将以上反应的质量作用定律方程与上述各方程联立求解,并考虑到系统中的质量守恒和溶液的电中性条件。计算矿物溶解度的公式可概括如下:
质量作用定律方程:
地球化学
质量守恒方程:
地球化学
溶液电中性条件:
地球化学
式中:cmi为第i种溶解类型的摩尔浓度;γi为第i种溶解类型的活度系数;ν,i,j为第i种溶解类型在第j个反应中的化学计量系数,依惯例,反应物取负值,产物取正值;Kj为第j个反应的平衡常数;bi,e为第e种元素在第i种溶解类型中的组成系数,Me为第e种元素在系统中的总量;zi为第i种溶解类型的电荷数。
解这一组联立方程,可求出矿物在溶液中各种不同条件下的溶解度以及各种溶解类型的浓度分布情况,以确定有关元素迁移的条件、形式和沉淀的条件等。
对于方铅矿,考虑到铅在溶液中的络合物基本是氯和硫氢根,可根据上述联立方程求解得出铅的不同溶解类型在溶液中的浓度,得出的部分结果列于表4.2中。图4.2为据表4.2编制的铅的各种溶解类型在溶液中的浓度分布图,图4.3表示了方铅矿溶解度与温度的关系。
表4.2 铅的各溶解类型在溶液中的分布
由图4.2可看出,在较氧化和偏酸性的条件下,铅的氯络合物占优势;在较还原和碱性条件下,铅的硫氢根络合物占优势。另外,在还原条件下,方铅矿溶解度与氧逸度无关,与pH值成反比;在氧化条件下,方铅矿溶解度与pH无关,与氧逸度为正消长。当温度增加时,方铅矿的溶解度增加(图4.3)。由上述分析可看出,在相对氧化、酸性、高温条件下,方铅矿的溶解度增加,是铅活化迁移的有利条件。相反,相对还原、中性到碱性和较低温度条件将导致方铅矿的沉淀。
图4.2 铅的各种溶解类型的浓度分布
由以上讨论可看出,计算矿物溶解度的关键,是了解相关元素在热液流体中的存在形式及相应络合物稳定性的平衡常数。通常主要采用“溶解度法”,即通过水热平衡实验测定矿物的溶解度数据,推算反应的平衡常数,其基本原理是上述由热力学数据计算矿物溶解度程序的反过程。
图4.3 温度对方铅矿溶解度的影响
Creral等(1976、1978、1985)有关黄铜矿+斑铜矿+黄铁矿组合在NaCl和NaHS+H2S溶液中溶解度的研究和黄铁矿+磁黄铁矿+磁铁矿在NaCl溶液中溶解度的研究是良好的范例。他们强调溶解度测定除应具有精度的要求外,还必须用吉布斯相律限定体系所必须测定或控制的参数数目。例如在黄铜矿+斑铜矿+黄铁矿组合溶解度的研究中,吉布斯相律可写成:
地球化学
式中:f为自由度;c为体系的独立组分数;ψ为相数。因溶解度测定是研究溶液的化学状态,故ψ=1,在该体系中组分数为7(即铜、铁、氢、氧、氯、硫和钠七种元素),这样f=8,即在实验过程中有8个变量需要控制。这8个变量值的控制和获取方式为:温度、压力和NaCl的浓度可直接控制或测量,铜铁的总浓度可分析测定,通过缓冲技术控制,pH可通过缓冲技术控制,也可以根据溶液的成分、温度、压力和挥发分的速度计算。
曾贻善等(1989)用可在高温高压下取样的高压釜测定了赤铁矿在磁铁矿+赤铁矿缓冲条件下的溶解度,获得了铁的某些氢氧根络合物的存在形式、相应的平衡常数和生成自由能数值。该实验也是由溶解度实验数据推算络合物反应平衡常数的一个应用实例。
一般铜矿石物相分析
40.7.1.1 矿物分离
(1)硫酸铜的分离
在含铜的矿物中,能溶于水的仅硫酸盐一种;借此特性,可用水浸取,使铜的硫酸盐与其他铜矿物分离。如果试样中含有其他的硫化物(如闪锌矿)、盐基性氧化物(如氧化钙、氧化镁、三氧化二铝等)以及还原性金属铁时,将发生如下反应,导致硫酸铜的浸取不完全或者完全不能浸出。
CuSO4+Ca(Mg)O+H2O→Ca(Mg)SO4+Cu(OH)2↓
ZnS+CuSO4→ZnSO4+CuS
CuSO4+Fe→FeSO4+Cu
用水浸取的方法虽然有以上缺点,由于其操作简便快速,特别在配合选矿浮选试验时,仅需测定水溶性铜盐的情况下,可普遍采用。
对于用水不能完全浸出的试样,可用黑药钠盐(二乙基二硫代磷酸钠)水溶液作为硫酸铜的选择性溶剂。黑药钠盐与硫酸铜反应生成的不溶于水的黑药铜盐,然后用有机试剂(如苯)将黑药铜盐萃取出来。此方法避免了蒸馏水浸取产生的干扰,这是因为黑药铜盐的形成速度要比铜离子与硫化锌、金属氧化物,以及如前所述的许多干扰物间的反应速度快的缘故。黑药钠盐法测得胆矾的结果较为准确。由于这一方法操作手续较繁,除特殊要求,一般不用。
(2)自由氧化铜的分离
分离自由氧化铜的溶剂较多,对于矿物组成不同的矿石常选用不同的溶剂,经常采用的有酸性溶剂和碱性溶剂两大类。
A.酸性溶剂。含有亚硫酸钠的稀硫酸溶液是氧化铜矿物的良好溶剂,在含1gNa2SO3的(5+95)H2SO4溶液中,孔雀石、蓝铜矿全溶,赤铜矿只溶解一半,自然铜和硫化铜矿不溶。同时溶解与方解石、白云石、锰结合的氧化铜。
稀硫酸溶液中亚硫酸钠的引入是为了保持二氧化硫的还原气氛,避免硫化铜的溶解。当溶液中有三价铁存在时,由于亚硫酸钠本身不能还原三价铁到二价铁,所以会引起硫化铜的溶解;溶液中三价铁的质量愈多,硫化铜溶解的质量也就愈大。
含有3.0gNa2SO3的0.25mol/LH2SO4溶液浸取自由氧化铜,由于酸度的下降和亚硫酸钠用量的增加,使溶液中三价铁的质量下降,得到较为准确的自由氧化铜的结果。
用EDTA-TTHA(三乙四胺六乙酸)-氯化铵(pH3)为自由氧化铜的溶剂,孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿全溶,辉铜矿溶解率为3%。
B.碱性溶剂。pH10的30g/L乙二胺溶液,加入适量的氯化铵和亚硫酸钠,在规定的条件下,孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿溶解,硅孔雀石少量溶解,硫化铜、与白云岩结合的铜不溶。乙二胺对铜离子的配位能力较强,对钙、镁、铁的配位能力则较弱,因此在乙二胺溶液中白云石等脉石矿物溶解度很小,从而达到自由氧化铜与结合氧化铜分离目的。需要指出的是不同地区的辉铜矿有时会有不同程度溶解。
用碳酸铵-氢氧化铵溶液在室温浸取1h,铜的氧化物几乎全部溶解,同时溶出的还有自然铜。与铁结合的氧化铜不溶,辉铜矿的溶解可达10%,甚至更大。因此,当试样实属氧化矿,自然铜含量又很低,则碳酸铵-氢氧化铵溶液可作为自由氧化铜的选择性溶剂;否则会引起较大的误差。
(3)结合氧化铜的分离
要浸取这一部分氧化铜,首先要了解试样中氧化铜是与什么矿物相结合,即是与钙镁的碳酸盐(方解石、白云石)结合,与铁矿物、铁锰结核等矿物结合,还是与硅铝酸盐(高岭土、黏土)、石英等矿物结合,然后决定分离结合氧化铜的溶剂。
与钙镁的碳酸盐结合,可用含亚硫酸钠的(5+95)硫酸溶液。
与硅铝酸盐和石英结合,用含氟化氢铵和亚硫酸钠的(5+95)硫酸溶液浸取。
与铁矿物、铁锰结核等矿物结合,用(1+9)盐酸-10g/LSnCl2溶液浸取。
盐酸-氯化亚锡法只适用于氧化矿。含亚硫酸钠,氟化氢铵的稀硫酸溶液浸取时,虽然也有三价铁对硫化铜矿的干扰;但由于氟化物的引入,减少了对硫化铜矿的影响。一般情况下,含亚硫酸钠、氟化氢铵的稀硫酸溶液仍是总氧化铜的选择性溶剂。
为准确的测定次生硫化铜矿,可在浸取自由氧化铜后,用中性硝酸银溶液先浸取次生硫化铜,再用含亚硫酸钠、氟化氢铵的稀硫酸溶液浸取结合氧化铜。
(4)次生硫化铜的分离
A.硫脲法。硫脲与铜在酸性介质中形成配合物,以含10g硫脲的1mol/LHCl溶液为溶剂,在规定的条件下,辉铜矿、斑铜矿、铜蓝溶解,黄铜矿不溶。关于硫脲的用量、酸度大小和处理时间的长短,一般来说,硫脲用量愈多、酸度愈大、处理时间愈长、试样的粒度愈细,溶解的速度愈快,反之反应则慢。根据矿区不同,可选择最低试剂用量和最短处理时间。
B.银盐法。银盐法的主要依据是:
CuS+4Ag+→Ag2S+2Ag+Cu2+
CuS+2Ag+→Ag2S+Cu2+
Cu3FeS3+9Ag+→3Ag2S+3Ag+3Cu2++Fe3+
银盐浸取法可以在酸性、中性、氨性溶液中进行。
在酸性溶液中进行的条件为:试样经分离氧化铜后,以含硝酸银(20g/L)的(1+99)HNO3(H2SO4)在室温下浸取1h;此时,辉铜矿、铜蓝、斑铜矿溶解98%左右,黄铜矿溶解2%左右。引入铁盐溶液(10g/L),斑铜矿的溶解更趋于完全。
在中性溶液中进行的条件为:15g/LAgNO3溶液,室温浸取半小时,再用15g/L乙二胺溶液浸取45min。
在氨性溶液中进行的条件为:20g/LAgNO3-4mol/LNH4OH溶液,室温浸取60min。
(5)原生硫化铜的分离
留在最后残渣中进行铜的测定。
40.7.1.2 分析流程
(1)分析流程Ⅰ
适用于一般铜矿石分析,不适用于含有赤铜矿、自然铜的试样。
试剂
亚硫酸钠。
氟化氢铵。
图40.1 分析流程Ⅰ图
硫脲。
盐酸。
硫酸。
氢氧化钠溶液(120g/L)。
酚酞指示剂(1g/L)。
A.自由氧化铜的测定。称取0.5~1.0g(精确至0.0001g,称样量根据试样中铜的含量而定)试样置于250mL锥形瓶中,加入3gNa2SO3和60mL0.25mol/LH2SO4,室温震荡30min。过滤,滤液用硫代硫酸钠分离铜后,测定铜,即为自由氧化铜的铜。
B.结合氧化铜的测定。将上面的残渣放回原锥形瓶中,加入1gNa2SO3、2gNH4HF2和100mL(5+95)H2SO4,室温震荡1h。过滤,滤液同自由氧化铜一样分离测定铜,即为结合氧化铜的铜。
C.次生硫化铜的测定。将上面的残渣放回原锥形瓶中,加入10g硫脲和100mL0.5mol/LHCl,室温震荡3h。过滤,滤液以酚酞为指示剂,用120g/LNaOH溶液中和至红色,过量5mL,煮沸20min,陈化1h后过滤,滤液测定铜,即为次生硫化铜的铜。
D.原生硫化铜的测定。最后将残渣低温灰化后,盐酸-硝酸溶解,进行铜的测定,测得铜为原生硫化铜的铜。
(2)分析流程Ⅱ
图40.2 分析流程Ⅱ图
本分析流程不适用于硅孔雀石高的试样。
A.自由氧化铜的测定。称取0.5~1.0g(精确至0.0001g,称样量根据试样中铜的含量而定)试样置于250mL锥形瓶中,加入100mL30g/L乙二胺溶液(用盐酸调节,精密pH试纸试验,使pH为10)、5gNH4Cl和5gNa2SO3,室温震荡1h。过滤,用水洗涤,滤液用硝酸-硫酸处理,用适当的方法测定铜,即为自由氧化铜的铜。
B.次生硫化铜的测定。将上述残渣放入250mL烧杯中,加入100mLAgNO3溶液(10g/L)(用稀氢氧化钠溶液滴定至开始出现稳定的水解产物为止,过滤备用),于沸水浴中浸取30min,过滤。残渣放在锥形瓶中,加入100mL10g/L乙二胺溶液(配制方法同前),室温震荡45min,过滤。二次滤液合并,同上面一样用硝酸-硫酸处理,用适当的方法测定铜,即为次生硫化铜的铜。
C.结合氧化铜的测定。将上述残渣放回250mL烧杯中,加入100mL(5+95)H2SO4、1gNa2SO3和5gNH4HF2,于沸水浴中浸取1h。过滤,滤液用硫代硫酸钠分离铜后,测定铜即为结合氧化铜的铜。
对富含褐铁矿的铜矿,可用50mL(1+9)HCl,加入0.25gSnCl2·2H2O和0.5gNH4HF2,在沸水浴中浸取15min,过滤。滤液分离铜后,即为结合氧化铜的铜(氯化亚锡用量与褐铁矿含量有关,褐铁矿含量高时,应增加氯化亚锡的用量)。
D.原生硫化铜的测定。最后将以上残渣低温灰化后,盐酸-硝酸溶解,进行铜的测定,测得铜即为原生硫化铜的铜。
(3)分析流程Ⅲ
图40.3 分析流程Ⅲ图
本流程适用于以辉铜矿为主,并含赤铜矿的试样。
试剂
自由氧化铜浸取液称取15gEDTA二钠盐和20gNH4Cl,用水溶解;称取10gTTHA(三乙四胺六乙酸)用水加热溶解,趁热与上述溶液混合,并加水稀释至1000mL。
次生硫化铜浸取液称取10gAgNO3、7.2gFe(NO3)3,用水溶解,加入10mL(1+1)H2SO4,用水稀释至1000mL。
A.硫酸铜的分析。称取0.1~0.5g试样(精确至0.0001g,称样量随试样中铜含量而定)置于250mL塑料瓶中,加50mL水,室温震荡30min。用中速滤纸过滤,用水洗涤塑料瓶及沉淀各5次,滤液用100mL容量瓶承接,加入3mLHNO3,用水稀释至刻度,摇匀。用原子吸收光谱法测定硫酸铜中的铜。
B.自由氧化铜的测定。将分离硫酸铜后的残渣连同滤纸,移入原塑料瓶中,加入自由氧化铜浸取液50mL,室温下震荡30min。用中速滤纸过滤,滤液用100mL容量瓶承接,加入3mLHNO3,用水稀释至刻度,摇匀。原子吸收光谱法测定自由氧化铜中的铜。
C.结合氧化铜的分析。将分离自由氧化铜的残渣连同滤纸移入原瓶中,加入50mL(5+95)H2SO4-40g/LNa2SO3-40g/LNH4HF2浸取液,室温震荡1h。用中速滤纸过滤,滤液用100mL容量瓶承接,加入3mLHNO3,用水稀释至刻度,摇匀。原子吸收光谱法测定结合氧化铜中的铜。
D.次生硫化铜的测定。将分离结合氧化铜的残渣连同滤纸移入原瓶中,加入50mL次生硫化铜浸取液,室温震荡1h。用中速滤纸过滤,滤液用100mL容量瓶承接,加入3mLHNO3,用水稀释至刻度,原子吸收光谱法测定次生硫化铜中的铜。
E.原生硫化铜的测定。将分离次生硫化铜后的残渣移入瓷坩埚中,置于高温炉中,从低温开始升起,于600℃灰化30min,取出,冷却。移入100mL烧杯中,用少量水润湿,加入15mLHCl和5mLHNO3,于电热板上加热溶解,蒸发至湿盐状,加入3mLHNO3和10mL水,加热溶解盐类,冷却,移入100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。原子吸收光谱法测定原生硫化铜中的铜。
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1.颜色的规律
(1)常见物质颜色
① 以红色为基色的物质
红色:难溶于水的Cu,Cu2O,Fe2O3,HgO等。
碱液中的酚酞、酸液中甲基橙、石蕊及pH试纸遇到较强酸时及品红溶液。
橙红色:浓溴水、甲基橙溶液、氧化汞等。
棕红色:Fe(OH)3固体、Fe(OH)3水溶胶体等。
② 以黄色为基色的物质
黄色:难溶于水的金、碘化银、磷酸银、硫磺、黄铁矿、黄铜矿(CuFeS2)等。
溶于水的FeCl3、甲基橙在碱液中、钠离子焰色及TNT等。
浅黄色:溴化银、碳酦银、硫沉淀、硫在CS2中的溶液,还有黄磷、Na2O2、氟气。
棕黄色:铜在氯气中燃烧生成CuCl2的烟。
③ 以棕或褐色为基色的物质
碘水浅棕色、碘酒棕褐色、铁在氯气中燃烧生成FeCl3的烟等
④ 以蓝色为基色的物质
蓝色:新制Cu(OH)2固体、胆矾、硝酸铜、溶液中淀粉与碘变蓝、石蕊试液碱变蓝、pH试纸与弱碱变蓝等。
浅蓝色:臭氧、液氧等
蓝色火焰:硫、硫化氢、一氧化碳的火焰。甲烷、氢气火焰(蓝色易受干扰)。
⑤ 以绿色为色的物质
浅绿色:Cu2(OH)2CO3,FeCl2,FeSO4•7H2O。
绿色:浓CuCl2溶液、pH试纸在约pH=8时的颜色。
深黑绿色:K2MnO4。
黄绿色:Cl2及其CCl4的萃取液。
⑥ 以紫色为基色的物质
KMnO4为深紫色、其溶液为红紫色、碘在CCl4萃取液、碘蒸气、中性pH试纸的颜色、K+离子的焰色等。
⑦ 以黑色为基色的物质
黑色:碳粉、活性碳、木碳、烟怠、氧化 铜、四氧化三铁、硫化亚铜(Cu2S)、硫化铅、硫化汞、硫化银、硫化亚铁、氧化银(Ag2O)。
浅黑色:铁粉。
棕黑色:二氧化锰。
⑧ 白色物质
★ 无色晶体的粉末或烟尘;
★ 与水强烈反应的P2O5;
★ 难溶于水和稀酸的:AgCl,BaSO4,PbSO4;
★ 难溶于水的但易溶于稀酸:BaSO3,Ba3(PO4)2,BaCO3,CaCO3,Ca3(PO4)2,CaHPO4,Al(OH)3,Al2O3,ZnO,Zn(OH)2,ZnS,Fe(OH)2,Ag2SO3,CaSO3等;
★ 微溶于水的:CaSO4,Ca(OH)2,PbCl2,MgCO3,Ag2SO4;
★ 与水反应的氧化物:完全反应的:BaO,CaO,Na2O;
不完全反应的:MgO。
⑨ 灰色物质
石墨灰色鳞片状、砷、硒(有时灰红色)、锗等。
(2)离子在水溶液或水合晶体的颜色
① 水合离子带色的:
Fe2+:浅绿色;
Cu2+:蓝色;
Fe3+:浅紫色 呈黄色因有[FeCl4(H2O)2] 2-;
MnO4-:紫色
:血红色;
:苯酚与FeCl3的反应开成的紫色。
②主族元素在水溶液中的离子(包括含氧酸根)无色。
运用上述规律便于记忆溶液或结晶水合物的颜色。
(3)主族金属单质颜色的特殊性
ⅠA,ⅡA,ⅣA,ⅤA的金属大多数是银白色。
铯:带微黄色 钡:带微黄色
铅:带蓝白色 铋:带微红色
(4)其他金属单质的颜色
铜呈紫红色(或红),金为黄色,其他金属多为银白色,少数为灰白色(如锗)。
(5)非金属单质的颜色
卤素均有色;氧族除氧外,均有色;氮族除氮外,均有色;碳族除某些同素异形体(金钢石)外,均有色。
2.物质气味的规律(常见气体、挥发物气味)
① 没有气味的气体:H2,O2,N2,CO2,CO,稀有气体,甲烷,乙炔。
② 有刺激性气味:HCl,HBr,HI,HF,SO2,NO2,NH3•HNO3(浓液)、乙醛(液)。
③ 具有强烈刺激性气味气体和挥发物:Cl2,Br2,甲醛,冰醋酸。
④ 稀有气味:C2H2。
⑤ 臭鸡蛋味:H2S。
⑥ 特殊气味:苯(液)、甲苯(液)、苯酚(液)、石油(液)、煤焦油(液)、白磷。
⑦ 特殊气味:乙醇(液)、低级酯。
⑧ 芳香(果香)气味:低级酯(液)。
⑨ 特殊难闻气味:不纯的C2H2(混有H2S,PH3等)。
3.熔点、沸点的规律
晶体纯物质有固定熔点;不纯物质凝固点与成分有关(凝固点不固定)。
非晶体物质,如玻璃、水泥、石蜡、塑料等,受热变软,渐变流动性(软化过程)直至液体,没有熔点。
沸点指液体饱和蒸气压与外界压强相同时的温度,外压力为标准压(1.01×105Pa)时,称正常沸点。外界压强越低,沸点也越低,因此减压可降低沸点。沸点时呈气、液平衡状态。
(1)由周期表看主族单质的熔、沸点
同一主族单质的熔点基本上是越向下金属熔点渐低;而非金属单质熔点、沸点渐高。但碳族元素特殊,即C,Si,Ge,Sn越向下,熔点越低,与金属族相似。还有ⅢA族的镓熔点比铟、铊低,ⅣA族的锡熔点比铅低。
(2)同周期中的几个区域的熔点规律
① 高熔点单质
C,Si,B三角形小区域,因其为原子晶体,熔点高。金刚石和石墨的熔点最高大于3550℃,金属元素的高熔点区在过渡元素的中部和中下部,其最高熔点为钨(3410℃)。
② 低熔点单质
非金属低熔点单质集中于周期表的右和右上方,另有IA的氢气。其中稀有气体熔、沸点均为同周期的最低者,而氦是熔点(-272.2℃,26×105Pa)、沸点(268.9℃)最低。
金属的低熔点区有两处:IA、ⅡB族Zn,Cd,Hg及ⅢA族中Al,Ge,Th;ⅣA族的Sn,Pb;ⅤA族的Sb,Bi,呈三角形分布。最低熔点是Hg(-38.87℃),近常温呈液态的镓(29.78℃)铯(28.4℃),体温即能使其熔化。
(3)从晶体类型看熔、沸点规律
原子晶体的熔、沸点高于离子晶体,又高于分子晶体。金属单质和合金属于金属晶体,其中熔、沸点高的比例数很大(但也有低的)。
在原子晶体中成键元素之间共价键越短的键能越大,则熔点越高。判断时可由原子半径推导出键长、键能再比较。如熔点:
金刚石碳化硅晶体硅
分子晶体由分子间作用力而定,其判断思路是:
① 结构性质相似的物质,相对分子质量大,范德华力大,则熔、沸点也相应高。如烃的同系物、卤素单质、稀有气体等。
② 相对分子质量相同,化学式也相同的物质(同分异构体),一般烃中支链越多,熔沸点越低。烃的衍生物中醇的沸点高于醚;羧酸沸点高于酯;油脂中不饱和程度越大,则熔点越低。如:油酸甘油酯常温时为液体,而硬脂酸甘油酯呈固态。
上述情况的特殊性最主要的是相对分子质量小而沸点高的三种气态氢化物:NH3,H2O,HF比同族绝大多数气态氢化物的沸点高得多(主要因为有氢键)。
(4)某些物质熔沸点高、低的规律性
① 同周期主族(短周期)金属熔点。如
LiBe,NaMgAl
② 碱土金属氧化物的熔点均在2000℃以上,比其他族氧化物显著高,所以氧化镁、氧化铝是常用的耐火材料。
③ 卤化钠(离子型卤化物)熔点随卤素的非金属性渐弱而降低。如:NaFNaClNaBrNaI。
4.物质溶解性规律
(1)气体的溶解性
① 常温极易溶解的
NH3[1(水):700(气)] HCl(1:500)
还有HF,HBr,HI,甲醛(40%水溶液—福尔马林)。
② 常温溶于水的
CO2(1:1) Cl2(1:2)
H2S(1:2.6) SO2(1:40)
③ 微溶于水的
O2,O3,C2H2等
④ 难溶于水的
H2,N2,CH4,C2H2,NO,CO等。
(2)液体的溶解性
① 易溶于水或与水互溶的
如:酒精、丙酮、醋酸、硝酸、硫酸。
② 微溶于水的
如:乙酸乙酯等用为香精的低级酯。
③ 难溶于水的
如:液态烃、醚和卤代烃。
(3)固体的水溶性(无机物略)
有机物中羟基和羧基具有亲水性,烃基具有憎水性,烃基越大,则水溶性越差,反而易I溶于有机溶剂中。如:甲酸、乙酸与水互溶,但硬脂酸、油酸分子中因—COOH比例过少反而不溶于水而溶于CCl4,汽油等有机溶剂。苯酚、三溴苯酚、苯甲酸均溶于苯。
(4)从碘、溴、氯的水溶液中萃取卤素的有机溶剂
如:苯、汽油、乙醚、乙酸乙酯、CCl4、CS2等。
(5)白磷、硫易溶于CS2
(6)常见水溶性很大的无机物
如:KOH,NaOH,AgNO3溶解度在常温超过100g(AgNO3超过200g)。KNO3在20℃溶解度为31.6g,在100℃溶解度为246g。溶解度随温度变化甚少的物质常见的只有NaCl。
(7)难溶于水和一般溶剂的物质
① 原子晶体(与溶剂不相似)。如:C,Si,SiO2,SiC等。其中,少量碳溶于熔化的铁。
② 有机高分子:纤维素仅溶于冷浓H2SO4、铜氨溶液和CS2跟NaOH作用后的溶液中,已热固化的酚醛树脂不溶于水或一般溶剂。
5.常见的有毒物质
(1)剧毒物质
白磷、偏磷酸、氰化氢(HCN)及氰化物(NaCN,KCN等)砒霜(As2O3)、硝基苯等。
CO(与血红蛋白结合),Cl2,Br2(气),F2(气),HF,氢氟酸等。
(2)毒性物质
NO(与血红蛋白结合),NO2,CH3OH,H2S。
苯酚、甲醛、二氧化硫、重铬酸盐、汞盐、可溶性钡盐、可溶性铅盐、可溶性铜盐等。
这些物质的毒性,主要是使蛋白质变性,其中常见的无机盐如:HgCl2,BaCl2,Pb(CHCOO)2;铜盐也使蛋白质凝固变性,但毒性较小,此外铍化合物也有相当的毒性。
钦酒过多也有一定毒性。汞蒸气毒性严重。有些塑料如聚氯乙烯制品(含增塑剂)不宜盛放食品等。
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