氧族元素 (3)幻灯片.ppt

《氧族元素 (3)幻灯片.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氧族元素 (3)幻灯片.ppt（73页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、氧族元素(3)第1页，共73页，编辑于2022年，星期一第第1515章章 氧族元素氧族元素Oxygen Family Elements价电子构型：价电子构型：ns2np6第2页，共73页，编辑于2022年，星期一151 氧族元素的通性氧族元素的通性 11 氧族存在氧族存在第3页，共73页，编辑于2022年，星期一12 氧族元素的基本性质氧族元素的基本性质氧化数：氧化数：最大氧化数为6,氧在一般化合物中的氧化数为2。性质变化规律性性质变化规律性：熔点、沸点、随半径的增大而增大；第一电离势和电负性则变小。电负性：电负性：氧仅次于氟与氟相似，氧的第一电子与氟相似，氧的第一电子亲合势，离解能反常变小，

2、亲合势，离解能反常变小，表现出它的强氧化性表现出它的强氧化性第4页，共73页，编辑于2022年，星期一一、电子构型：一、电子构型：ns2np4 二、氧化态：二、氧化态：-2，0，+2，+4，+6三、金属性与非金属性三、金属性与非金属性四、化学键型四、化学键型 本本族族元元素素的的第第一一电电子子亲亲合合能能都都是是负负值值，而而第第二二电电子子亲亲合合能能却却是是正正值值，这这说说明明引引进进第第二二个个电电子子时时强强烈烈吸吸热热。然然而而离离子子型型的的氧氧化化物物是是很很普普遍遍的的，碱碱金金属属、碱碱土土金金属属的的硫硫化化物物也也都都是是离离子子型型的的。这这是是因因为为晶晶体体的的

3、巨大晶格能巨大晶格能补偿补偿了第二了第二电电子子亲亲合能所需能量的合能所需能量的缘缘故。故。本本族族元元素素单单键键的的键键能能依依次次降降低低。氧氧具具有有较较低低键键能能的的原原因因是是因因为为：氧氧的的原原子子半半径径很很小小，孤孤电电子子对对之之间间有有较较大大的的排排斥斥作作用用。氧氧原原子子没没有有空空的的d轨轨道道，它它不不能能形形成成dp键键，所所以以OO单键较单键较弱。弱。第5页，共73页，编辑于2022年，星期一13 氧族元素的氧族元素的电势图电势图 酸性溶液中，H2O2、O2、O3均为强氧化剂第6页，共73页，编辑于2022年，星期一氧族元素的氧族元素的电势图电势图 低价

4、硫化合物不论在低价硫化合物不论在酸性还是在碱性溶液酸性还是在碱性溶液中都是强还原剂中都是强还原剂酸介质中，酸介质中，过硫酸盐是过硫酸盐是强氧化剂强氧化剂第7页，共73页，编辑于2022年，星期一152 氧及其化合物氧及其化合物 21 氧气单质氧气单质 一、成一、成键键特征特征 夺取两个电夺取两个电子形成子形成O2-共共用用两两个个电电子子形成两个单形成两个单键键-O-形成一个双形成一个双键键 O=O2s22px22py12pz1接受电子接受电子对形成配对形成配键键O第8页，共73页，编辑于2022年，星期一1以氧原子以氧原子为为基基础础.O2eO2-，离子型：，离子型：Na2O、MgO.O 两

5、两个个共共价价单单键键：H2O、Cl2O，O采采取取sp3杂杂化化，V型型.重重键键倾倾向很向很强强：O，H2CO，（，（H2N）2CO（尿素）（尿素）.共价三共价三键键，CO、NO、O2.ROR、O：，均均由由两两对对孤孤对对电电子子，形形成成配配合合物物，H3O+等。等。.配位配位键键：受体：受体：RO，d-p，“酰酰氧氧”，含氧酸。，含氧酸。配位原子：配位原子：氧原子上有孤电子对，可给出氧原子上有孤电子对，可给出形成水合物，形成水合物，醚合物，醇合物和氢键等。醚合物，醇合物和氢键等。第9页，共73页，编辑于2022年，星期一2O3可得一可得一电电子成子成O3-，离子性臭氧化物。，离子性臭

6、氧化物。Na、K、Rb、Cs，MO3.3O22eO22-或或OO,过过氧氧化化物物，离离子子型型：Na2O2、BaO2；共价性：共价性：H2O2。4O2eO2-，离子型超氧化物，离子型超氧化物:KO2等。等。5O2eO2+，生成二氧基，生成二氧基O2+阳离子化合物。阳离子化合物。O2Pt3F2O2+PtF6-还还有：有：O2AsF6、O2SbF6、O2BF4 第10页，共73页，编辑于2022年，星期一二、基本性质、制备和应用二、基本性质、制备和应用2O(1s22s22p4)O2KK(2s)2(2s*)2(2px*)2(2p)4(2p*)2氧气是无色无味，氧气是无色无味，90K：淡：淡蓝蓝色液

7、体，色液体，54K：淡：淡蓝蓝色固体。非极性色固体。非极性分子，分子，293K时时100cm3水中溶解水中溶解3.08cm3。水中：存在。水中：存在O2H2O、O22H2O。因因单电单电子而呈子而呈顺顺磁性磁性制法：工业上是通过空气的低温分馏制法：工业上是通过空气的低温分馏来制备氧气；实验室主要利用氯酸钾来制备氧气；实验室主要利用氯酸钾分解来制备。分解来制备。应应用：氧作用：氧作为为氧化氧化剂剂有着广泛的有着广泛的应应用，如用，如炼炼钢钢工工业业中的吹氧、切割中的吹氧、切割焊焊接中的接中的氢氢氧焰、氧氧焰、氧炔焰、航天器中的高能燃料氧化炔焰、航天器中的高能燃料氧化剂剂、医、医疗疗中中急救等。急

8、救等。第11页，共73页，编辑于2022年，星期一*三三单线态单线态氧及其性氧及其性质质 量子力学中用公式（量子力学中用公式（2S+1）来表示原子光谱中的谱线条数。如正旋）来表示原子光谱中的谱线条数。如正旋为为1/2，逆旋为，逆旋为-1/2，当两个电子都为顺旋则，当两个电子都为顺旋则2S+1=3（即三线态）（即三线态）,若若一个为顺旋一个为逆旋则一个为顺旋一个为逆旋则2S+1=1(即单线态或激发态即单线态或激发态)这种状态是在这种状态是在一定特殊条件形成的一定特殊条件形成的(如：氯气通入如：氯气通入NaOH中产生红色荧光中产生红色荧光)。电子态电子态 2p*轨道电轨道电子排布子排布符号符号高出

9、基态的能高出基态的能量量(kJ/mol)第二激发态第二激发态第一激发态第一激发态基态基态 _1 g+(1O2)1 g(1O2)3 g-(2O2)154.892.0第12页，共73页，编辑于2022年，星期一22 氧化物氧化物 1.酸性氧化物：酸性氧化物：大多数非金属氧化物与某些高价金属氧化物。大多数非金属氧化物与某些高价金属氧化物。2.碱性氧化物：碱性氧化物：大多数金属氧化物氧化物大多数金属氧化物氧化物显显碱性。碱性。3.两两性性氧氧化化物物：某某些些金金属属氧氧化化物物（如如Al2O3、ZnO、Cr2O3、Ga2O3）和少数非金属氧化物（和少数非金属氧化物（As4O6、Sb4O6、TeO2）

10、显显两性。两性。4.中性氧化物中性氧化物:它它们们既不与酸，也不与碱作用，例如既不与酸，也不与碱作用，例如CO、N2O等。等。5.复复杂杂氧氧化化物物:例例如如Fe3O4、Pb2O3等等，它它们们分分别别由由其其低低价价氧氧化化物物和和高高价价氧氧化物混合化物混合组组成。成。第13页，共73页，编辑于2022年，星期一6.规规律律.同周期各元素最高氧化同周期各元素最高氧化态态从左到右碱性从左到右碱性两性两性酸性：酸性：Na2O MgO Al2O3 SiO2 P4O10 SO3 Cl2O7 碱性碱性 两性两性 酸性酸性.相同氧化相同氧化态态的同族元素的氧化物从上到下碱性增的同族元素的氧化物从上到

11、下碱性增强强：N2O3 P4O6 As4O6 Sb4O6 Bi2O3 酸性酸性 两性两性 碱性碱性.同元素不同氧化同元素不同氧化态态的氧化物，随氧化的氧化物，随氧化态态的升高酸性增的升高酸性增强强：As4O6 两性两性 PbO 碱性碱性 As4O10 酸性酸性 PbO2 两性两性.键键型：型：离子型离子型：碱金属、碱土金属。：碱金属、碱土金属。共价型共价型：Ag2O、SnO、Mn2O7。过过渡性渡性：其他。其他。第14页，共73页，编辑于2022年，星期一 选选H2O（两性）做（两性）做标标准，以各氧化物与其反准，以各氧化物与其反应应的的rG值值来判断氧化物来判断氧化物的酸碱性之相的酸碱性之相

12、对对强强弱：弱：Na2O(s)+H2O(l)=2NaOH(s)rG=-148kJmol-1 MgO(s)+H2O(l)=Mg(OH)2(s)rG=-27kJmol-1 1/3Al2O3(s)+H2O(l)=2/3Al(OH)3(s)rG=7kJmol-1 rG0值值依次增大，碱性减弱。依次增大，碱性减弱。1/3P2O5(s)+H2O(l)=2/3H3PO4(s)rG=-59kJmol-1 SO3(l)+H2O(l)=H2SO4(l)rG=-70kJmol-1 Cl2O7(g)+H2O(l)=2HClO4(l)rG=-329kJmol-1 rG0值值依次减小，酸性增依次减小，酸性增强强。第15页

13、，共73页，编辑于2022年，星期一23 臭氧臭氧离地面离地面20-40km 处有臭氧层，处有臭氧层，0.2ppm。1制制备备：大气：大气层层中中O3的生成与消去的生成与消去 地面大气层含量极地面大气层含量极微，仅微，仅0.001ppm由于上述反应，使太阳由于上述反应，使太阳光的大部分紫外线被吸光的大部分紫外线被吸收，从而使地面的生物收，从而使地面的生物免遭紫外线的伤害。免遭紫外线的伤害。人类应当如何保护臭氧层？人类应当如何保护臭氧层？氧气在紫外线的作用下发生如下平衡：氧气在紫外线的作用下发生如下平衡：O2+hv O+O O+O2 O3O3+hv O2+O第16页，共73页，编辑于2022年，

14、星期一破坏臭氧层的污破坏臭氧层的污染气体主要有：染气体主要有：NO2、CO、H2S、SO2.氟氯烃氟氯烃俗名氟里昂俗名氟里昂如如CFClCFCl3 3CFCF2 2ClCl2 2 这些物质在臭氧层中能产生单原子自由这些物质在臭氧层中能产生单原子自由基，并与臭氧分子反应：基，并与臭氧分子反应：保卫可爱家园，减少毒气排放！保卫可爱家园，减少毒气排放！CF2 Cl2+hv CF2 Cl+Cl NO2+hv NO+O Cl+O3ClO+O2 ClO+OCl+O2 NO+O3NO2+O2 NO2+O NO+O2想一想：为什么说保护臭氧层就是保护人类自已？想一想：为什么说保护臭氧层就是保护人类自已？第17

15、页，共73页，编辑于2022年，星期一南南 极极 臭臭 氧氧 洞洞南极地区出现了全球臭南极地区出现了全球臭南极地区出现了全球臭南极地区出现了全球臭氧量最低值，大约低于氧量最低值，大约低于氧量最低值，大约低于氧量最低值，大约低于全球臭氧平均值的全球臭氧平均值的全球臭氧平均值的全球臭氧平均值的30%40%30%40%，相对于其，相对于其，相对于其，相对于其他地区来说，就像是一他地区来说，就像是一他地区来说，就像是一他地区来说，就像是一个洞。个洞。个洞。个洞。“南极臭氧洞南极臭氧洞南极臭氧洞南极臭氧洞”只在南极地区的春季只在南极地区的春季只在南极地区的春季只在南极地区的春季（911911月月月月）出

16、现，持续）出现，持续）出现，持续）出现，持续1 1个月左右。图中展示了个月左右。图中展示了个月左右。图中展示了个月左右。图中展示了19791979年年年年1010月月月月19921992年年年年10 10 月，月，月，月，“南极臭氧洞南极臭氧洞南极臭氧洞南极臭氧洞”大大大大小的变化。小的变化。小的变化。小的变化。第18页，共73页，编辑于2022年，星期一实验实验室里制室里制备备臭氧臭氧 在在实验实验室里制室里制备备臭氧主要靠紫外光臭氧主要靠紫外光(185nm照射氧或使氧通照射氧或使氧通过过静静电电放放电电装置而装置而获获得臭氧与氧的混合物，含臭氧可达得臭氧与氧的混合物，含臭氧可达310。臭氧

17、臭氧发发生器由两根玻璃套管所生器由两根玻璃套管所组组成的，中成的，中间间玻璃管内壁玻璃管内壁镶镶有有锡锡箔，外管外壁箔，外管外壁绕绕有有铜线铜线，当，当锡锡箔与箔与铜线间铜线间接上高接上高电压时电压时，两管，两管的管壁之的管壁之间发间发生生无声放无声放电电(没有火花的放没有火花的放电电)，O2就部分就部分转变转变成了成了O3。第19页，共73页，编辑于2022年，星期一2结构：结构：O3 中心中心O采取采取sp2不等性杂化不等性杂化：2个个键键，1个个34，无，无单电单电子，反磁性。子，反磁性。物物 理理 性性 质质氧氧氧氧臭氧臭氧臭氧臭氧气体颜色气体颜色气体颜色气体颜色液体颜色液体颜色液体颜

18、色液体颜色熔点熔点熔点熔点/K/K沸点沸点沸点沸点/K/K临界温度临界温度临界温度临界温度273K273K时水中的溶解度时水中的溶解度时水中的溶解度时水中的溶解度(ml/L)(ml/L)无无无无 色色色色淡篮色淡篮色淡篮色淡篮色54.654.6909015415449.149.1淡篮色淡篮色淡篮色淡篮色暗篮色暗篮色暗篮色暗篮色21.621.6160.6160.6268268494494第20页，共73页，编辑于2022年，星期一3性性质质：不不稳稳定定：常常温温下下分分解解慢慢，437K以以上上快快，MnO2、PbO2、Pt粉等作催化粉等作催化剂剂或紫外或紫外线辐线辐射都会促使分射都会促使分O

19、3解：解：2O3 3O2 rH-284 kJmol-1 O3能量比能量比O2高，不高，不稳稳定，故有更定，故有更强强的氧化性：的氧化性：氧化性：氧化性：PbS4O3PbSO44O2 2NO2O3N2O5O2臭氧从碘化臭氧从碘化钾钾溶液中析出碘：溶液中析出碘：2KIO3H2SO4I2O2K2SO4H2O反反应应定量定量进进行，可用来行，可用来测测定定O3。（。（S2O32-测测I2）第21页，共73页，编辑于2022年，星期一4用途：用途：饮饮水水、空空气气消消毒毒，染染料料脱脱色色，微微量量有有益益，大大量量有有害害（1ppm）。很很微微量量的的臭臭氧氧使使人人产产生生爽爽快快和和振振奋奋的的

20、感感觉觉，因因微微量量的的臭臭氧氧能能消消毒毒杀杀菌菌，能能刺刺激激中中枢枢神神经经，加加速速血血液液循循环环。但但空空气气中中臭臭氧氧含含量量超超过过1ppm1ppm时时，不不仅仅对对人人体体有有害害，而而且且对对庄庄稼稼以以及及其其它它暴暴露露在在大大气气中中的的物物质质也也有害，它的破坏性也是基于它的强氧化性。有害，它的破坏性也是基于它的强氧化性。臭氧能氧化臭氧能氧化CN-而解毒，常被用来治理而解毒，常被用来治理电镀电镀工工业业中的含中的含氰废氰废水：水：O3十十CN-OCN-十十O22OCN-十十3O3 CO32-十十CO2十十N2十十3O2第22页，共73页，编辑于2022年，星期一

21、24 过氧化氢过氧化氢一、制备和用途一、制备和用途 1制制备备.过过氧氧化化物物的的酸酸分分解解：在在实实验验室室中中，可可以以将将过过氧氧化化钠钠加加到到冷冷的的稀稀硫硫酸或稀酸或稀盐盐酸中来制酸中来制备过备过氧化氧化氢氢：Na2O2+H2SO4+10H2O Na2SO410H2O+H2O2 BaO2+CO2+H2O BaCO3+H2O2 BaO2+H2SO4 BaSO4+H2O2.电电解水解法解水解法：（：（KHSO4或或NH4HSO4）Pt电电极极 2KHSO4 K2S2O8（阳极阳极）H2（阴极阴极）K2S2O82H2O2KHSO4H2O2 过过二硫酸二硫酸钾钾溶解度溶解度较较小，可沉

22、淀出来，水解小，可沉淀出来，水解过过二硫酸二硫酸钾钾，并分，并分馏馏可制得可制得3050的的H2O2溶液：溶液：第23页，共73页，编辑于2022年，星期一.乙基蒽乙基蒽醌醌法法 以钯为催化剂在苯溶液中用以钯为催化剂在苯溶液中用H2还原乙基蒽醌还原乙基蒽醌变为蒽醇。当蒽醇被氧氧化时生成原来的蒽醌和过变为蒽醇。当蒽醇被氧氧化时生成原来的蒽醌和过氧化氢。氧化氢。2-乙基蒽醌可以循环使用。乙基蒽醌可以循环使用。当反应进行到苯溶液中的过氧化氢浓度为当反应进行到苯溶液中的过氧化氢浓度为5.5gL-1时，用水抽取时，用水抽取之，便得到之，便得到18的过氧化氢水溶液。减压蒸馏可得高浓度溶液。的过氧化氢水溶液

23、。减压蒸馏可得高浓度溶液。2.用途：氧化用途：氧化剂剂、杀杀菌消毒、漂白菌消毒、漂白织织物、火箭燃料、物、火箭燃料、废废液消毒等。液消毒等。KCN2H2O2KOCNH2O KOCN2H2OKHCO3NH3第24页，共73页，编辑于2022年，星期一二、结构和性质二、结构和性质1结结构构 有一个有一个过过氧氧链链OO，非直，非直线线性分子，性分子，3个个。第25页，共73页，编辑于2022年，星期一2性质性质淡淡蓝蓝色粘稠液体，密度：色粘稠液体，密度：293K1.4425gcm-3。沸点：沸点：423K，熔点：，熔点：272.7K。（1）稳稳定性定性较较差差（纯态较稳纯态较稳定），易催化分解。定

24、），易催化分解。2H2O22H2OO2 rH-195.9 kJmol-1 加加热热、光光照照（320-380mm）、存存在在Fe2+、Mn2+、Cu2+、Cr3+、H+等等离离子子，反反应应极极易易进进行行。在在酸酸性性溶溶液液中中电电位位在在+0.695V到到+1.776V之之间间的的物物质质均可催化均可催化H2O2分解：分解：2Fe2+H2O2 2Fe3+2H2O 2Fe3+H2O2 2Fe2+O2总总反反应应：2H2O2 2H2O+O2第26页，共73页，编辑于2022年，星期一（2）酸性：极弱酸。）酸性：极弱酸。H2O2 H+HO2-K210-25 在在稀稀碱碱里里，可可以以HO2-形

25、形式式存存在在，但但在在浓浓碱碱中中，则则可可生生成成过过氧氧化化物物。如在如在40氢氢氧化氧化钠钠溶液：溶液：H2O22NaOH(40%)Na2O22H2O加入乙醇的目的是加入乙醇的目的是为为了减小了减小产产物物Na2O2的溶解度。的溶解度。乙醇乙醇第27页，共73页，编辑于2022年，星期一（3）氧化）氧化还还原性原性+0.401+1.23+0.87-0.08+1.77+0.68 B Byy A AyyHO2-OH-O2H2O2O2H2O22-OO2失失2e2e-得得2e2e-2-OO氧化氧化剂剂：酸介酸介质质 H2O22I-H+I22H2O PbS（黑黑）4H2O2PbSO4（白白）4

26、H2O 2Fe2+H2O22H+2Fe3+2H2O 碱介碱介质质 2CrO2-3 H2O22OH-2CrO42-4 H2O还还原原剂剂：遇到比自己更遇到比自己更强强的氧化的氧化剂时剂时，呈，呈还还原性：原性：2MnO4-5H2O26H+2Mn2+5O28 H2O在酸介质中，是一在酸介质中，是一种强氧化剂，碱介质种强氧化剂，碱介质中是强还原剂，用它中是强还原剂，用它作氧化剂或还原剂，作氧化剂或还原剂，不会给体系带来杂质不会给体系带来杂质第28页，共73页，编辑于2022年，星期一问问？：在酸性介？：在酸性介质质中，中，H2O2与与Cl2相遇相遇时时，反，反应应如何呢？如何呢？ClO3-+1.47

27、 1/2 Cl2 +1.358 Cl-.Cl2做氧化做氧化剂剂、H2O2做做还还原原剂时剂时：E11.360.680.68（V）.Cl2做做还还原原剂剂、H2O2做氧化做氧化剂时剂时：E21.771.470.30（V）E大的先反大的先反应应，故：，故：H2O2Cl22HClO2 H2O2同其它化合物反同其它化合物反应转应转移移过过氧氧链链，生成，生成过过氧化物氧化物或或过过氧酸。氧酸。如：如：Cr(O2)2O 4H2O2Cr2O72-2H+2CrO55H2O 2CrO57H2O26H+2Cr3+7O210H2O检验检验：CrO5在乙在乙醚醚中中稳稳定，呈定，呈蓝蓝色，故可用以色，故可用以检验检

28、验CrO42-或或Cr2O72-及及H2O2的存在。的存在。第29页，共73页，编辑于2022年，星期一153 硫及其化合物硫及其化合物 31 硫的同素异形体硫的同素异形体1存在：硫在地壳中原子百分含量存在：硫在地壳中原子百分含量为为0.03%。存在形式：。存在形式：单质单质硫和化合硫和化合态态硫硫ZnS、FeS2、Na2SO410H2O、BaSO4、CaSO4。2硫的同素异性硫的同素异性(形形)体：原子体：原子间键间键合方式不同，晶体构型不同。多种，合方式不同，晶体构型不同。多种，重要的两种：斜方硫和重要的两种：斜方硫和单单斜硫。斜硫。rH0.398 kJmol-1 第30页，共73页，编辑

29、于2022年，星期一单单 斜斜 硫硫单斜硫单斜硫第31页，共73页，编辑于2022年，星期一斜方硫斜方硫斜方硫斜方硫第32页，共73页，编辑于2022年，星期一天然硫黄天然硫黄天然硫黄第33页，共73页，编辑于2022年，星期一弹性硫弹性硫弹性硫弹性硫第34页，共73页，编辑于2022年，星期一升华硫升华硫升华硫升华硫第35页，共73页，编辑于2022年，星期一S8环状结构环状结构3硫分子硫分子结结构构S8（皇冠构型）（皇冠构型）根根据据分分子子量量测测定定单单质质S的的分分子子相相当当于于分分子子式式S8，这这个个分分子子具具有有环环状状结结构构，每每个个S原原子子采采取取sp3杂杂化化态态

30、，并并形形成成两两个个共共价价单单键键。1273K左右蒸汽密度相当于左右蒸汽密度相当于S2分子（分子（顺顺磁性）。磁性）。S（环环）S（线线状）状）Sn、S8 S6、S3、S2（蒸气）（蒸气）S 倾倾入冷水中入冷水中 弹弹性硫性硫 静置静置 晶晶态态硫硫 433 473 523 573T/K硫的相对粘度与温度的关系硫的相对粘度与温度的关系当温度升高时，当温度升高时，S8环断裂形成链环断裂形成链状分子，粘度增状分子，粘度增大，颜色变深。大，颜色变深。温度约温度约473K时时粘度最大，再粘度最大，再升高，则长链升高，则长链断裂为小分子断裂为小分子粘度变小，颜粘度变小，颜色变浅。色变浅。第36页，共

31、73页，编辑于2022年，星期一4硫成硫成键键的两个的两个显显著特征著特征.易形成多硫化合物以多硫易形成多硫化合物以多硫键为键为基基础础H2Sn、MSn、H2SnO6 （n2）.金属元素的硫化物多以低价表金属元素的硫化物多以低价表现现FeS、FeS2、OsS2（OsO4）5制制备备：黄黄铁矿铁矿、单质单质硫硫矿矿 3 FeS212C8O2Fe3O412CO6S6性性质质：氧化氧化还还原性原性7用途：用途：硫酸、炸硫酸、炸药药、火柴、火柴第37页，共73页，编辑于2022年，星期一32 硫化物和多硫化物硫化物和多硫化物一、硫化一、硫化氢氢 1制制备备实验实验室通常采用金属硫化物与酸作用来制室通常

32、采用金属硫化物与酸作用来制备备：FeS(s)+H2SO4(aq)H2S(g)+FeSO4(aq)Na2S(aq)+H2SO4(aq)H2S(g)+Na2SO4(aq)硫化氢的水溶液还可以利用硫代乙酰胺的水解来制得硫化氢的水溶液还可以利用硫代乙酰胺的水解来制得:CH3CSNH2+2H2O=CH3COO-+NH4+H2S 第38页，共73页，编辑于2022年，星期一 2性性质质（1）气味：刺激性臭）气味：刺激性臭鸡鸡蛋味蛋味（2）溶溶解解性性：通通常常情情况况下下1L的的水水溶溶解解2.6L的的硫硫化化氢氢气气体体，浓浓度度约约为为0.1mol/L。（3）酸性：弱酸，）酸性：弱酸，pK1=7.72

33、，pK2=14.85。（4）还还原性：原性：强强还还原性。原性。H2S+I2 2HI+S2KMnO4+5H2S+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+8H2O+5SH2S+4Br2+4H2O H2SO4+8HBr2H2S+O2 2H2O+2S（5）毒性：）毒性：剧剧毒。毒。第39页，共73页，编辑于2022年，星期一二、金属硫化物和多硫化物二、金属硫化物和多硫化物1.硫化物硫化物 M2S MS 及一些酸式及一些酸式盐盐 名称名称名称名称化学式化学式化学式化学式颜色颜色颜色颜色在水中在水中在水中在水中在稀酸中在稀酸中在稀酸中在稀酸中溶度积溶度积溶度积溶度积硫化钠硫化钠硫化钠硫化钠硫化锌硫化锌硫化

34、锌硫化锌硫化锰硫化锰硫化锰硫化锰硫化亚铁硫化亚铁硫化亚铁硫化亚铁硫化铅硫化铅硫化铅硫化铅硫化镉硫化镉硫化镉硫化镉硫化锑硫化锑硫化锑硫化锑硫化亚锡硫化亚锡硫化亚锡硫化亚锡硫化汞硫化汞硫化汞硫化汞硫化银硫化银硫化银硫化银硫化铜硫化铜硫化铜硫化铜NaNa2 2S SZnSZnSMnSMnSFeSFeSPbSPbSCdSCdSSbSb2 2S S3 3SnSSnSHgSHgSAgAg2 2S SCuSCuS白白白白 色色色色白白白白 色色色色肉红色肉红色肉红色肉红色黑黑黑黑 色色色色黑黑黑黑 色色色色黄黄黄黄 色色色色桔红色桔红色桔红色桔红色褐褐褐褐 色色色色黑黑黑黑 色色色色黑黑黑黑 色色色色黑黑黑

35、黑 色色色色易溶易溶易溶易溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶易溶易溶易溶易溶易溶易溶易溶易溶易溶易溶易溶易溶易溶易溶易溶易溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶1.2101.210-23-231.4101.410-18-183.7103.710-19-193.4103.410-28-283.6103.610-29-292.9102.910-59-591.2101.210-25-254.0104

36、.010-53-531.6101.610-49-498.9108.910-45-45第40页，共73页，编辑于2022年，星期一部分硫化物颜色部分硫化物颜色硫硫化化锌锌硫硫化化锰锰硫硫化化镉镉硫硫化化砷砷硫硫化化锑锑硫硫化化锡锡硫硫化化铋铋第41页，共73页，编辑于2022年，星期一n金属硫化物在酸中的溶解性金属硫化物在酸中的溶解性 金属硫化物与强酸作用产生金属硫化物与强酸作用产生H2S，根据其在酸中的溶解情况，根据其在酸中的溶解情况分成四类：分成四类：.Ksp10-24：能溶于稀盐酸能溶于稀盐酸,如：如：ZnS、MnS等等ZnS+2HClZnCl2+H2S.Ksp=10-2510-30：能溶

37、于浓盐酸如：能溶于浓盐酸如：CdS、PbS等等.Ksp:性质：强氧化剂：性质：强氧化剂：10SO3P410SO2P4O10 SO32HBrBr2SO2H2O 第52页，共73页，编辑于2022年，星期一2.H2SO4 SO3H2OH2SO4 rH-79.4 kJmol-1 无色油状液体，凝固点无色油状液体，凝固点2834K，沸点，沸点611K(恒沸溶液恒沸溶液98.3硫酸硫酸)，密度，密度1.84gcm-3，相当于，相当于18molL-1。浓浓硫酸溶于水硫酸溶于水产产生大量生大量热热。第53页，共73页，编辑于2022年，星期一浓浓硫酸的特性硫酸的特性 a.吸水性和脱水性吸水性和脱水性常用干燥

38、氯气、氢气和二氧化碳等气体。常用干燥氯气、氢气和二氧化碳等气体。能能从从有有机机化化合合物物中中夺夺取取与与水水分分子子组组成成相相当当的的氢氢和和氧氧，使使这这些有机物碳化，表现出脱水性。些有机物碳化，表现出脱水性。C12H22O11(蔗糖蔗糖)12C(黑黑)11H2Ob.氧化性氧化性 加热时氧化性更为显著加热时氧化性更为显著(与铁、铝钝化与铁、铝钝化,可做容器可做容器)S2H2SO43SO22H2O C2H2SO42SO2CO22H2O Cu2H2SO4CuSO4SO22H2O第54页，共73页，编辑于2022年，星期一稀稀硫硫酸酸具具有有一一般般酸酸的的特特性性，它它是是二二元元强强酸酸

39、。第第一一步步完完全全电电离，第二步点离不完全：离，第二步点离不完全：K11103 K21.210-2 硫硫酸酸根根氧氧化化能能力力极极弱弱，它它的的氧氧化化能能力力主主要要由由电电离离出出的的H+所所表表现现，只只能能与与电电位位序序在在氢氢以以前前的的活活泼泼金金属属反反应应置置换换出出氢氢气气。如如铁铁、铝铝、镁镁等等，铅铅不不与与H2SO4反反应应，因因为为生生成成的的PbSO4溶溶解解度度小，覆盖在金属的表面上，阻止反应的进一步进行。小，覆盖在金属的表面上，阻止反应的进一步进行。用用途途：硫硫酸酸是是一一种种重重要要的的基基本本化化工工原原料料，往往往往用用硫硫酸酸的的年年产产量量来

40、来衡衡量量一一个个国国家家的的化化工工生生产产能能力力。肥肥料料、石石油油、冶冶金金、净净水水剂剂、造纸、充填剂、媒染剂、农药、炸药、重要化工原料等。造纸、充填剂、媒染剂、农药、炸药、重要化工原料等。第55页，共73页，编辑于2022年，星期一3.硫酸硫酸盐盐 正正盐盐 酸式酸式盐盐 酸式盐：酸式盐：NaHSO4、KHSO4稳定。稳定。Na2SO4H2SO42NaHSO4所有酸式盐和大部分的正盐是易溶于水所有酸式盐和大部分的正盐是易溶于水难溶性硫酸盐是半径较大的碱土金属的硫酸难溶性硫酸盐是半径较大的碱土金属的硫酸盐，盐，MgSO4 CaSO4 SrSO4 BaSO4 易溶易溶 不溶不溶 最难溶

41、最难溶 常用来检验硫常用来检验硫酸根或钡离子酸根或钡离子,它不溶于强酸它不溶于强酸溶液：溶液：Ba2+SO42-BaSO4(白色白色).溶解性：溶解性：第56页，共73页，编辑于2022年，星期一 CuSO4 CuO +SO3 Ag2SO4 Ag2O +SO3 2Ag2O 4Ag +O2.热稳定性热稳定性 碱金属和碱土金属的硫酸盐热稳定性很强，碱金属和碱土金属的硫酸盐热稳定性很强，1818或或9-179-17电子电子构型的金属离子硫酸盐稳定性较差构型的金属离子硫酸盐稳定性较差:第57页，共73页，编辑于2022年，星期一.易形成复盐易形成复盐(矾矾)有两种形式的复盐有两种形式的复盐：M2SO4

42、MSO46H2OM2SO4M2(SO4)324H2O一价金属离一价金属离子可以是：子可以是：NH4+,K+,Rb+,Cs+二价金属离子可以二价金属离子可以是：是：Co2+,Ni2+,Zn2+,Cu2+,Mg2+三价金属离子可以是：三价金属离子可以是：Al3+,Fe3+,Cr3+,Ga3+,V3+,Co3+由两种简单盐组成的晶体称为复盐由两种简单盐组成的晶体称为复盐从溶液中结晶出来的硫酸盐从溶液中结晶出来的硫酸盐,常常带有结晶水常常带有结晶水,这种带有结晶水的盐这种带有结晶水的盐又常称为矾又常称为矾,如胆矾如胆矾:CuSO4 5H2O,、绿矾、绿矾:FeSO4 7H2O,明矾明矾:K2SO4Al

43、2(SO4)3 24H2O、摩尔盐：、摩尔盐：(NH4)SO4FeSO46H2O 镁钾矾：镁钾矾：K2SO4MgSO46H2O等。等。.均为离子型化合物。均为离子型化合物。离子无色，盐无色离子无色，盐无色。第58页，共73页，编辑于2022年，星期一三硫代硫酸及其盐三硫代硫酸及其盐1硫代硫酸硫代硫酸非常不非常不稳稳定。若想直接制取它，需在定。若想直接制取它，需在195K、无水条件下硫化、无水条件下硫化氢氢与三氧化硫或硫代硫酸与三氧化硫或硫代硫酸钠钠与与氯氯化化氢氢作用可制得。作用可制得。H2S+SO3 H2S2O3nEt2O Na2S2O3+2HCl 2NaCl+H2S2O3nEt2O 2硫代

44、硫酸盐：硫代硫酸盐：Na2S2O35H2O最重要：最重要：俗称海波或大俗称海波或大苏苏打。打。、硫代硫酸、硫代硫酸钠的制备钠的制备 煮沸煮沸.Na2SO3+SNa2S2O3.2Na2S+Na2CO3+4SO23Na2S2O3+CO2.2H2S+2NaHSO33Na2S2O3+3H2O.2Na2S+3SO22Na2S2O3+S第59页，共73页，编辑于2022年，星期一、硫代硫酸根的结构、硫代硫酸根的结构、硫代硫酸钠的性质、硫代硫酸钠的性质在在S2O32-的结构中的结构中,可以看作是硫酸根可以看作是硫酸根中的一个中的一个O原子被原子被S原子取代原子取代,中心中心S原子是原子是+6氧化数氧化数,另

45、一个另一个S原子是原子是-2氧氧化数化数,平均氧化数是平均氧化数是2,故故具有还原性。具有还原性。.硫代硫酸盐遇酸分解：硫代硫酸盐遇酸分解：S2O32-+2H+SO2+H2O+S（刺激性气味，黄（刺激性气味，黄(乳白乳白)色浑浊，可用于检验色浑浊，可用于检验S2O32-）第60页，共73页，编辑于2022年，星期一.中强还原剂中强还原剂2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaINa2S2O3+4Cl2+5H2O2H2SO4+2NaCl+6HCl此反应能定量进行，可此反应能定量进行，可用于碘的滴定分析。用于碘的滴定分析。此反应可用于作除氯剂，此反应可用于作除氯剂，如做如做实验时实验时，最后剩

46、余，最后剩余的的氯氯气可用气可用Na2S2O3溶液溶液或浸有或浸有Na2S2O3溶液的棉溶液的棉花来吸收。花来吸收。由上述反应可看出，硫代由上述反应可看出，硫代酸盐被氧化的产物是随氧酸盐被氧化的产物是随氧化剂的强弱而不同的，与化剂的强弱而不同的，与较强的氧化剂反应，产物较强的氧化剂反应，产物为硫酸盐。为硫酸盐。第61页，共73页，编辑于2022年，星期一.作配位剂作配位剂 2S2O32-+Ag+Ag(S2O323-Hg2+2S2O32-Hg(S2O32-)22-想一想想一想:在溴化银沉淀中加入硫代硫酸钠在溴化银沉淀中加入硫代硫酸钠,会有什么现会有什么现 象发生象发生?AgBr2S2O32-Ag

47、(S2O3)23-Br-故可用作照相底片或洗相片的定影液。即故可用作照相底片或洗相片的定影液。即显显影后，底片上多余的影后，底片上多余的AgBr需要除去，而除去需要除去，而除去AgBr就是采用就是采用S2O32-去配合它的反去配合它的反应应。第62页，共73页，编辑于2022年，星期一若是反过来，把硫代硫酸银溶液滴入硝酸银溶液，则开始银若是反过来，把硫代硫酸银溶液滴入硝酸银溶液，则开始银过量，生成白色的硫代硫酸银沉淀，它很不稳定，很快水解，过量，生成白色的硫代硫酸银沉淀，它很不稳定，很快水解，发生发生白白黄黄棕棕黑的颜色变化黑的颜色变化，最后水解主物是硫化，最后水解主物是硫化银：银：Ag2S2

48、O3+H2OAg2S+H2SO4此现象可用于硫代硫酸根的检验。此现象可用于硫代硫酸根的检验。滴入S2O32-AgNO3硝酸银滴入硫代硫酸钠溶液硝酸银滴入硫代硫酸钠溶液,则硫代硫酸钠过量则硫代硫酸钠过量,得到无色的硫得到无色的硫代硫酸银配离子溶液。代硫酸银配离子溶液。想一想想一想:把硝酸银溶液滴入硫代硫酸钠溶液中和把硫代硫酸钠溶把硝酸银溶液滴入硫代硫酸钠溶液中和把硫代硫酸钠溶液滴入硝酸银溶液液滴入硝酸银溶液,得到的结果相同吗得到的结果相同吗?第63页，共73页，编辑于2022年，星期一四连二亚硫酸钠四连二亚硫酸钠 Na2S2O42H2O，保险粉。，保险粉。1.结构：结构：2.制制备备：无氧条件下

49、，用锌粉还原NaHSO3:2NaHSO3ZnNa2S2O4Zn(OH)2 3.性质：性质：.不稳定，易分解，易酸解：不稳定，易分解，易酸解：402K:2Na2S2O4Na2S2O3Na2SO3SO2加酸：2Na2S2O44HCl3 SO2S4NaCl2 H2O .还原剂：还原剂：具有很强还原性，可作脱氧剂：脱氧剂：2Na2S2O4O22H2O4NaHSO3 Na2S2O4O2H2ONaHSO3NaHSO4 4.用途：用途：还原剂、染料合成、漂白、造纸、医药等。第64页，共73页，编辑于2022年，星期一五焦硫酸及其盐五焦硫酸及其盐 H2S2O7 晶状固体，晶状固体，mp：308K 1.焦硫酸的

50、结构焦硫酸的结构可看作是二分子硫酸脱一分子水而得到，冷却发烟硫酸可看作是二分子硫酸脱一分子水而得到，冷却发烟硫酸可以析出无色的焦硫酸晶体，它溶于水成为硫酸。可以析出无色的焦硫酸晶体，它溶于水成为硫酸。H2SO4SO3H2S2O7 H2S2O7H2O 2H2SO4 2.焦硫酸的性质焦硫酸的性质 焦硫酸具有比浓硫酸更强的氧化性、吸水性和腐蚀性。焦硫酸具有比浓硫酸更强的氧化性、吸水性和腐蚀性。第65页，共73页，编辑于2022年，星期一2KHSO4 K2S2O7H2OK2S2O7 K2SO4SO33焦硫酸盐焦硫酸盐重要的焦硫酸盐是焦硫酸钾重要的焦硫酸盐是焦硫酸钾，它由硫酸氢钾加热至熔点，它由硫酸氢钾