【文章內(nèi)容簡介】 O、 S、 Se、 Te、 Po ? 非金屬 準(zhǔn)金屬 金屬 ? 氧和 臭氧 ? 1. 氧 ——O2（略） ? 2. 臭氧 ——O3 ? O3和 O2都是由氧元素組成的，它們是同素異形體。 ? O3能吸收太陽的紫外線輻射，從而提供了保護(hù)地球上一切生物免受太陽過多紫外線輻射的防御屏障， O3保護(hù)層。 ? 近年來大氣層上空 O3銳減，元兇是制冷劑，氟里昂。 2022/5/28 Ch11：鹵素和氧族元素 ? O3的結(jié)構(gòu) (與 SO2的結(jié)構(gòu)相同 )。 ? 中心 O采取 sp2不等性雜化 ，為 V型，含 π 34 鍵。 OO O. ..... 22psp2p2s2s 2p2s 2pOOO 2022/5/28 Ch11：鹵素和氧族元素 ? O3的特征化學(xué)性質(zhì)是 不穩(wěn)定性 和 氧化性 。 ? 無論是酸性介質(zhì)還是堿性介質(zhì)， O3都是強氧化劑，且比 O2強。 ? PbS↓(黑 )+ 4O3 → PbSO4↓(白 ) + 4O2 ? 2Ag + 2O3 → Ag2O2 + 2O2 ? 以上兩反應(yīng)對 O2來說不存在 。 ? 2KI + O3 + H2O → I2 + 2KOH + O2 ? 此反應(yīng)可鑒定 O3。 VEOHOeHO ..................................22 223 ????? ?? ?VEOHOeOHO ..... ... ....... ... ....... ... ...222 223 ????? ?? ? 2022/5/28 Ch11：鹵素和氧族元素 ? 水和雙氧水 ? 1. H2O——(略 ) VEOHeHO ..... . . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . . .244 22 ???? ?? ?VEOHeOHO ...............................442 22 ???? ?? ? 2022/5/28 Ch11：鹵素和氧族元素 ? 2. H2O2 ? (1) 結(jié)構(gòu)：在 H2O2中，兩個 O原子是連在一起的，一般結(jié)構(gòu)為： ? H－ O－ O－ H，其中 O－ O鍵 稱為 過氧鍵 。 ? O的氧化值為 1。 ? H2O2的空間結(jié)構(gòu)， O原子為 sp3不等性雜化 。 2022/5/28 Ch11：鹵素和氧族元素 ? (2) 制備 ? 實驗室制法： BaO2 + H2SO4(冷 ,稀 ) → H2O2 + BaSO4↓ ? 或： BaO2 + CO2 + H2O → H2O2 + BaCO3↓ ? 工業(yè)制法 (電解 )： 2NH4HSO4(飽和 ) → (NH4) 2S2O8 (陽 ) + H2↑(陰 ) ? (NH4) 2S2O8在酸性溶液中水解： ? (NH4) 2S2O8 +2H2SO4 → H 2S2O8+ 2NH4HSO4 ? H 2S2O8 + H2O → H 2SO5 + H2SO4 ? H 2SO5 + H2O → H2O2 + H2SO4 ? 生成的 NH4HSO4可以循環(huán)使用。 2022/5/28 Ch11：鹵素和氧族元素 ? (3) 性質(zhì) ——不穩(wěn)定性 、 弱酸性 、 氧化性 、 還原性 ? a. 不穩(wěn)定性： 受熱 153℃ 以上便發(fā)生強烈的爆炸性分解： ? 2H2O2 → 2H2O + O2 Δ rHmΘ = kJ/mol ? 光、堿、重金屬離子 (Mn2+、 Fe2+、 Cu2+、 MnO2等 )能加速分解 . ? 若要防止分解，可加入微量 Na2SnO3(錫酸鈉 )或 Na4P2O 8羥基喹啉等，放在棕色瓶中，置陰涼處。 ? b. 弱酸性： H2O2是一種弱酸 ? H2O2 → H + + HO2 Ka1 = 1012 ? HO2 → H + + O2 2 Ka2 ≈1025 ? H2O2略顯酸性： H2O2 + Ba(OH)2 → BaO2 + 2H2O 2022/5/28 Ch11：鹵素和氧族元素 ? c. 氧化性： H2O2 /H2O ? 例： H2O2 + 2I + 2H+ → I2 + 2H2O ? 4H2O2 + PbS↓(黑 ) → PbSO4↓(白 ) + 4H2O (漂白 油畫 ) OHCr OOHOHCrOH 224422 822])([23 ???? ???VEOHeHOH . . . . . . . . .. . . . . . . . . .222 222 ???? ?? ?VEOHeOH ...................2222 ??? ?? ?OHOHM n OOHMnOH 22222 )()( ???? 2022/5/28 Ch11：鹵素和氧族元素 ? d. 還原性： O2 /H2O2 OHOIOHH I OOHOMnHOHM n O2222232222246552852652??????????? ???VEOHeHO ...... . . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . . . . .22 222 ???? ?? ?2352522272 5224 OCrC r OOHC r OHOHOCr ?????? ???VEOHOHeOHO ..............222 2222 ?????? ?? ?OHOHOM n OM n OOH 222422 223223 ?????? ?? 2022/5/28 Ch11：鹵素和氧族元素 ? 硫化氫 、 硫化物和多硫化物 ? 1. 硫化氫和氫硫酸 (略 ) ? 2. 硫化物：以硫化物溶解度不同而建立起陽離子的系統(tǒng)分析方法。 ? 3. 多硫化物：可溶性硫化物中加入 S并加熱即可得到多硫化物： ? Na2S + xS → Na2Sx (x=1~6) ? 多硫化物在堿性介質(zhì)中比較穩(wěn)定，在酸性介質(zhì)中不穩(wěn)定 ： )(22)( 2224224 ?????? ?? SSHSHNHHSNH 氧化性： SnS + Na2S2 ─→ Na2SnS3 還原性： 4FeS2 + 11O2 ─→ 8SO2 + 2Fe2O3 2022/5/28 Ch11：鹵素和氧族元素 Ⅰ Ⅴ 組試液 分別鑒定 NH 4 FeFe 23+ +、 、 +HCl,A g C lHg 2 Cl 2Ⅰ 組鹽酸組Ⅱ Ⅴ 組 H2O2 HClNH 4IH2SP b S H g SBi 2 S 3 A s 2 S 3C u S S b 2 S 3C d S S n S 2Ⅱ 組硫化氫組Ⅲ 組Ⅴ NH 3 N H 4 C l (N H 4)2 S+硫化銨組組Ⅲ F e S , Z n SFe 2 S 3 , N i SC r ( O H ) 3 , C o SA l( O H ) 3 , M n S組Ⅴ Ⅳ (N H 4 )2 CO 3+NH 3 N H 4 C l B a C O 3 S r C O 3 C a C O 3Ⅳ 組碳酸銨組Mg K Na ( N H 4 ) +++ +2可溶組組Ⅴ 、 、 、 2022/5/28 Ch11：鹵素和氧族元素 ? ： 硫的 其它 含氧酸及其鹽 ? 焦酸 ：是指兩個含氧酸分子失去一分子水所得到的產(chǎn)物 ， 可看作水的衍生物； ? 代酸 ：是指氧原子被其它原子所取代的含氧酸； ? 連酸 ：是指中心原子相互連在一起的含氧酸； ? 過酸 ：是指含有過氧基的含氧酸 —O—O—，是 H2O2的衍生物。 ? 1. 焦硫酸及其鹽 H2S2O7 (H2SO4. SO3) ? 兩分子硫酸脫去一分子水： HH SO OOO OOOO SH H HS OOOOOOO SH焦硫酸 2022/5/28 Ch11：鹵素和氧族元素 ? 將酸式硫酸鹽 加熱熔化 而得到焦硫酸鹽 ： ? 2KHSO4 → K2S2O7 + H2O ? 焦硫酸鹽能夠 熔解 一些難溶于水又難溶于酸的氧化物 ? 3K2S2O7 + Al2O3 → Al2(SO4)3 + 3K2SO4 (加熱 熔化 ) ? 3K2S2O7 + Cr2O3 → Cr2(SO4)3 + 3K2SO4 (加熱 熔化 ) ? 焦硫酸鹽常用于工業(yè)上分解礦石，作礦熔劑。 2022/5/28 Ch11：鹵素和氧族元素 ? 2. 硫代硫酸鹽 ? 是 H2SO4分子中的一個氧原子被 S原子所取代的產(chǎn)物： H2S2O3。 ? 最常用的是硫代硫酸鈉 ， 商品名：海波 ， 俗稱大蘇打 。 ? Na2S2O3通常是把 Na2SO3溶液與 S粉一同煮沸制得： ? Na2SO3 + S ─→ Na2S2O3 ? Na2S2O3是無色透明晶體 ， 易溶于水 ， 在中性或堿性介質(zhì)中是穩(wěn)定的 ， 但在酸性介質(zhì)中不穩(wěn)定 ， 易分解 。 OHSSOHOS 22232 2 ?????? ??SOOOS 2022/5/28 Ch11：鹵素和氧族元素 ? Na2S2O3具有氧化還原性，主要表現(xiàn)為還原性。 ? 2 Na2S2O3 + I2 ─→ Na2S4O6 + 2NaI ? 此反應(yīng)常用于分析化學(xué)上定量測定碘，稱碘量法。 ? 直接碘量法 (碘滴定法 )和 間接碘量法 (滴定碘法 )。 ? Na2S2O3 + 4Cl2 + 5H2O ─→ Na2SO4 + 8Cl + 10H+ + SO42 ? 利用此反應(yīng)在造紙和紡織工業(yè)上用 Na2S2O3作除氯劑。 SOOOOOOSSS 2022/5/28 Ch11：鹵素和氧族元素 ? Na2S2O3還是一個較強的配位劑 。 ? 重金屬硫代酸鹽難溶于水 ， 且不穩(wěn)定 。 ? 如 Ag2S2O3(白 )難溶于水 ， 在溶液中迅速分解 ， 顏色由白 →黃 →棕 →黑色的 Ag2S。 ? Ag2S2O3↓(白 ) + H2O ─→ Ag2S↓(黑 ) + H2SO4 ? 利用此反應(yīng)鑒定 Na2S2O3。 ??? ??? BrOSAgOSA g B r 3232232 ])([2 2022/5/28 Ch11：鹵素和氧族元素 ? 3. 過硫酸及其鹽：過硫酸可看成是過氧化氫的衍生物 。 ? 當(dāng)其中的一個 H原子被 HSO3取代 ， 為過一硫酸： H2SO5 ； ? 當(dāng)另一個 H原子也被 HSO3取代 ， 為過二硫酸： H2S2O8 。 eOSSO 22 28224 ?? ??陽極： 222 HeH ???陰極：228242 HOSH S O ??? ?? ?? 電解總反應(yīng)：? 制法： 工業(yè)上電解硫酸和硫酸銨的混合液 SOO OOHOH過一硫酸HOOOOOSHOO OS過二硫酸 2022/5/28 Ch11：鹵素和氧族元素 ? 重要的過二硫酸鹽有： ? (NH4)2S2O8和 K2S2O8，強氧化劑 ? 半反應(yīng)為： VESOeOS 24282 ??? ??? ?224282 22 ISOIOS ??? ??????? ??? 3242282 222 FeSOFeOS????? ???? ???? ? HOCrSOOHCrOS Ag 146723 2722423282????? ???? ???? ? HM n OSOOHMnOS Ag 16210825 42422282 2022/5/28 Ch11：鹵素和氧族元素 ? 4. 連二亞硫酸鈉： Na2S2O4是一種白色粉末狀固體。 ? 以二水合物形式存在 ，俗稱： 保險粉 。 ? 制法 ：在無氧條件下 ， 用 Zn粉還原亞硫酸氫鈉可以得到 ? 2NaHSO3 + Zn → Na2S2O4 + Zn(OH)2↓ ? 性質(zhì) ：能溶于冷水 ， 但水溶液很不穩(wěn)定 ， 易分解 ? 2S2O42 + H2O → S2O32 + 2HSO3 ? 能還原碘、碘酸鹽、 O Ag+、 Cu2+等 ? Na2S2O4 + O2 + H2O → NaHSO3 + NaHSO4 ? 連二亞硫酸鈉是 很強的還原劑 VEOHOSeOHSO ...................4222 242223 ?????? ???? ? 2022/5/2