锆的物理性质(锆的化学性质) 锆和铪的主要化合物和性质:& nbsp& nbsp一、锆铪的主要化合物状况:& nbsp；& nbsp& nbsp锆和铪最常见的化合价是+4，可以还原成低价，但低价化合物不稳定。已知的低价化合物是氯化物、溴化物和碘化物，它们都是由高价卤化物制成的。 在水溶液中，锆和铪处于+4价态，多以络合阴离子或络合阳离子的形式存在，几乎不存在游离的锆和铪离子。 在ZrO(OH)SO4-)2·4h2o溶液中，当锆离子浓度大于0.7g/L时，锆主要以两种形式存在:Zr(OH)2SO4和ZrO(OH)SO4-:Zr(SO4)2+2H2O→Zr(OH)SO4+h2so 4 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp当锆离子浓度小于0.7g/L时，主要以zr18o 10(OH)26(SO4)13:18Zr(SO4)2+36H2O→zr18o 10(OH)26(SO4)13 & nbsp；& nbsp& nbsp& nbsp当溶液沸腾、老化、稀释或溶液酸度降低时，也会形成其他不同种类的碱性盐。 硫酸锆溶液的特点是可以同时存在多种形式的络合离子，它们之间不会达到平衡。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp在高氯酸溶液中，当pH为0.3 ~ 1.5，锆铪离子浓度为10-2 ~ 10-3 mol/L时，会形成多核配合物Zr[Zr(OH)2]6+和HF[HF(OH)2]6+。 在高氯酸浓度为1～2mol/L，锆离子浓度小于0.02mol/L的溶液中，主要的锆络合离子是ZR3(OH)48+和ZR4 (OH) 88+ & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp在盐酸溶液中，当浓度为2.8mol/L时，锆以ZR3 (OH) 6Cl33+的形式存在 随着氯离子浓度的增加，氯离子逐渐取代氢氧根离子，最终生成ZrCl62 -络合离子。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp二。锆和铪的主要化合物和性质:& nbsp& nbsp& nbsp锆和铪的主要化合物和简要性质如表1所示。 & nbsp1 & nbsp锆和铪的主要化合物和简要性质:Say & nbsp& nbsp& nbsp硅酸锆的密度为5400kg/m & sup 3；熔点为2430 ~ 2550℃，Zr (HF) SiO _ 4是生产锆的主要原料。 耐热性高，热膨胀系数小，化学性质稳定，对熔融金属和酸性试剂的耐腐蚀性强。 在高温下可与氢氧化钠或纯碱反应生成Na2ZrO3等化合物，与氧化钙或碳酸钙反应生成锆酸钙(CaZrO4)等化合物。 在2000℃分解成氧化锆和二氧化硅 硅酸锆在高温下会与碳和氯发生反应。氧化锆是一种稳定的难熔氧化物，熔点为2715℃。它有三种晶体结构:氧化锆用碱熔化时形成锆酸盐。 加热时能溶于浓硫酸和氢氟酸，能溶于熔融的硼砂、玻璃和硫酸氢钾。 氧化锆的线膨胀系数很小，单斜氧化锆的线膨胀是各向异性的。当单斜ZrO _ 2变为四方时，B轴几乎不变，主要热膨胀发生在A轴和C轴上，导致晶格参数发生很大变化。 当单斜晶体≒转变为四方晶体时，陶瓷体本身会因快速膨胀或收缩而受损。 加入稳定剂(氧化钙、氧化镁、氧化钇、氧化铈等。)到氧化锆能形成相应的固溶体，在高温下能使氧化锆全部或部分保持立方相或四方相，分别称为完全稳定或部分稳定氧化锆。 二氧化铪是白色粉末，两性氧化物，熔点(2900-25℃)。与二氧化锆类似，二氧化铪有三种随温度变化的晶体结构:卤化物氯化物:四价氯化物是最重要的氯化物。 四氯化锆和四氯化铪是白色结晶粉末，升华温度分别为331℃和317℃，熔点分别为437℃(2208kPa)和432℃(4650kPa)。 易吸潮生成氯化氢气溶胶，与水剧烈反应生成氯氧化锆(铪):zrcl 4(s)+H2O = Zr OCL 2+2 hclhfcl 4(s)+H2O = HF OCL 2+2 HCl 2四氯化锆(铪)与五氧化二磷或三氯氧磷反应生成化合物(2ZrCl4 PCl5，2HfCl4 PCl5，3zr 氧氯化锆从氧氯化锆溶液中结晶析出时，有八个结晶水，ZrOCl2 8H2O，为四方菱形。 氯氧化锆ZrOCl2 8H2O溶于水。 氯氧化铪HfOCl2 8H2O具有与氯氧化锆相似的性质，但在10 ~ 12mol/L盐酸溶液中溶解度较小。 碘化物:锆和铪的主要碘化物有ZrI4、ZrI3、ZrI2、ZrOI2 8H2O、HfI4等。它们在高温下分解:zri 4(s)= Zr(s)+2 I2(g)hfi 4(s)= HF(s)+2 I2(g)四碘化锆升华温度为430℃ 高温下在空气体中易被氧化生成二氧化锆和碘。 四碘化物溶于无空气体的纯水中，形成无色溶液(ZrOI2 HI)，遇空气体氧化为棕色溶液。 四碘化铪的熔点是499℃ 氟化物:锆和铪的四氟化物能与水形成稳定的水合物MF4·xH2O。 四氟化锆是无色晶体，稳定沸点为908℃，碱金属盐容易形成稳定的复盐。 在氯化锆或硫酸锆溶液中加入氢氟酸时，含有结晶水的氟化锆(ZrF4 H2O)会沉淀出来。如果加入过量的氢氟酸，氟化锆或氟化铪(H2Zr(Hf)F6)将会溶解。 当二氧化锆或氢氧化锆溶解在氢氟酸中时，也会生成锆酸。如果溶液中存在钠离子或钾离子，就会生成锆酸钠或锆酸钾。 锆酸钾是无色菱形晶体，不吸潮，溶解度与温度密切相关。 锆酸钠的溶解度小于钾盐的溶解度。 在相同温度下，氟锆酸钾的溶解度小于氟化钾铪。 这一特性在工业上用于通过分步结晶分离锆和铪。 溴化物:锆和铪的溴化物都具有立方晶格，性质与氯化物相似。ZrBr4的升华温度为350℃，在压力下熔化温度为450℃，而四溴化铪的升华温度为424.5℃ 低价硫酸盐如ZrBr3、HfBr3在硫酸锆溶液中有如下平衡关系:当硫酸浓度大于50%时，会析出白色晶体Zr(SO4)2·4h2o。 当溶液中存在Na+、K+、NH4++等阳离子时，当溶液中[SO4 2-]∴[ZR4+]> 2.5时，生成的盐有M4 [Zr (SO4) 4] NH2O、M2 [Zr (SO4) 3] MH2O等。(m = Na+，K 将硫酸锆的弱酸溶液([SO42-]∴[ZR4+]≤2)煮沸，水解沉淀出碱式硫酸锆xz ro2·yso 3·ZH2O(x∶y > 1)。 碱性硫酸盐也可以从锆铪氯化物或硝酸盐溶液中沉淀出来。 当温度超过800℃时，硫酸锆和碱性硫酸盐分解生成二氧化锆。 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
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