金属氧化物是指由金属元素与氧元素2种元素组成的氧化物,例如:钠与氧形成氧化钠。下面介绍下金属氧化物的物理性状和相关化学性质。
金属氧化物一般都为是固体,活泼性较差的金属氧化物不溶于水,但大多数都溶于酸。
就晶体结构而言,金属氧化物常见的有离子晶体和原子晶体,要针对具体物质而言。大部分的金属氧化物都是离子晶体,也有例外,高中范围内可以认为金属氧化物均为离子晶体。碱土金属氧化物是典型的离子晶体。氧化铍是例外,接近于原子晶体。可以借助电负性粗略判断,不过也要根据实际情况看,比如氧化铝就有离子晶体和原子晶体两种不同的类型。
1、与水反应
活泼金属的氧化物能溶于水而生成碱,例如:
Na2O +H2O=2NaOH
2、与酸反应
碱性氧化物一定是金属氧化物,氧化钙、氧化钠、氧化镁、氧化钡、氧化铁、氧化铜等大多数金属氧化物是碱性氧化物,氧化铝、氧化锌等例外,为两性氧化物,不能说金属氧化物一定是碱性氧化物,如Mn2O7是金属氧化物,但它是酸性氧化物,对应的酸是高锰酸。
活泼性较差的金属氧化物不溶于水,但大多数都溶于酸:
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
3、与碱反应
氧化铝、氧化锌等为两性氧化物,既可以和酸反应,也可以和碱反应。
和酸反应:
Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O
Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
和熔融的碱反应:
Al2O3 + 2NaOH== 2NaAlO2(偏铝酸钠) + H2O
和碱溶液反应:
Al2O3+ 2NaOH +3H2O = 2Na[Al(OH)4](四羟基合铝酸钠)
也可以简写为:Al2O3+2OH-=2AlO2-(偏铝酸根离子)+H2O
金属氧化物是一类重要的催化剂,在催化领域中已得到广泛的应用,将金属氧化物纳米化后,其催化性能更加优良,可以预见,纳米金属氧化物将是催化剂发展的重要方向。
实用氧化物催化剂,通常是在主催化剂中加入多种添加剂制成的多组分氧化物催化剂。金属氧化物很多是半导体,因此,能带概念被用来解释催化现象,电导率、逸出功等金属氧化物整体性质被用来解释催化活性,离子的 d电子组态、晶格氧特性、表面酸碱性等氧化物的局部性质也被用来解释催化活性。
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