铋
第六周期ⅤA族元素,元素符号Bi。
古代用木炭还原辉铋矿Bi2S3制得铋,1737年J.埃洛用火分解铋矿,得到一小块金属铋;1757年法国的C.J.日夫鲁瓦用木炭还原辉铋矿也制得金属铋。其名称来自德文矿物名,意为白色物质,因铋的化合物可作白色涂料。铋在地壳中的含量为2×10-5%。铋在自然界既有游离状态的,亦有化合物形式的,化合态主要有铋赭石也称泡铋矿Bi2O3和辉铋矿。游离态铋具有明显菱形结构,是闪光的粉红色脆性金属,熔点为271.3℃,沸点为1560℃,相对密度为9.8。熔融的金属铋在凝固时膨胀约3.3%,铋对磁力线成直角位置时,受磁场强烈排斥。室温下铋在空气中不氧化,强热时燃烧,生成三氧化二铋。铋不与盐酸和稀硫酸作用,但能溶于浓度不大的硝酸和热浓硫酸,铋也能与氢、卤素、氧、氮及硫形成化合物。铋的氢化物BiH3很不稳定,室温即分解。三氧化二铋具有碱性,溶于酸生成铋(Ⅲ)盐。将碱作用于铋(Ⅲ)的可溶盐可制得白色沉淀氢氧化铋(Ⅲ):
Bi+4HNO3=Bi(NO3)3+NO↑+2H2O
2Bi+6H2SO4=Bi2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
Bi(NO3)3+3NaOH=Bi(OH)3↓+3NaNO3
氢氧化铋(Ⅲ)是很弱的碱,所以铋(Ⅲ)盐容易水解,转变成难溶于水的碱式盐。从铋和硝酸相互作用的溶液中结晶出五水硝酸铋,可溶于硝酸酸化的少量水中。用水稀释溶液时发生水解,析出碱式盐,其组成取决于条件,常常生成组成为BiONO3的盐。BiO+称为铋酰,也叫铋氧离子:
Bi(NO3)3+H2O=BiONO3+2HNO3(可逆)
三氯化铋是吸湿性晶体,水解为氯化铋酰(或氯化氧铋)BiOCl。将硫化氢通入铋盐溶液可得黑褐色沉淀三硫化二铋,与砷、锑不同,铋不生成硫代酸盐,所以三硫化二铋不溶于碱金属或铵的硫化物溶液中。铋(Ⅴ)的化合物中最重要是铋酸盐。如铋酸钠。这些化合物是强的氧化物,铋酸钠可将硫酸锰中Mn(Ⅱ)氧化成Mn(Ⅶ)的高锰酸盐。铋也存在于一些有机化合物,尤其为化学xx而制备的有机物(酒石酸盐)中。
铋的主要用途:①为防火设备、金属接点、导热介质用低熔(易熔)合金的组分;②用于制备xx胃病和梅毒的药;③用于电设备(热点合金和{yj}磁体);④用作催化剂,特别用在丙烯腈制备中;⑤制作高温陶瓷和颜料;⑥五氟化铋是有机合成中常用的氟化剂。
金属铋可由硫化物矿煅烧后成三氧化二铋,再与碳共热还原来制得。