实验一卤素、氧、硫课件.ppt

1、无机化学实验 Inorganic Chemistry Experiment任课教师：梁生康任课教师：梁生康化学化工学院海洋楼化学化工学院海洋楼416RTel:66782143Email:liangskouc.edu1学习卤化氢的制备方法并验证其性质；学习卤化氢的制备方法并验证其性质；2掌握卤素单质和离子的氧化性、还原性变化规律；掌握卤素单质和离子的氧化性、还原性变化规律；3掌握卤族含氧酸盐的鉴定方法；掌握卤族含氧酸盐的鉴定方法；4了解卤族离子的鉴定方法；了解卤族离子的鉴定方法；5掌握过氧化氢、硫化氢及硫的不同价态含氧化物的主要性质；掌握过氧化氢、硫化氢及硫的不同价态含氧化物的主要性质；6掌握实

2、验室制备二氧化硫和硫化氢的方法；掌握实验室制备二氧化硫和硫化氢的方法；7掌握金属硫化物的生成和溶解条件；掌握金属硫化物的生成和溶解条件；8掌握掌握S2-、SO32-、S2O32-及及SO42-的分离和检出方法的分离和检出方法.1 P区元素的性质区元素的性质 P区非金属元素的价电子构型为区非金属元素的价电子构型为ns2np16，包括卤族、氧族、氮族、，包括卤族、氧族、氮族、碳族、硼族及稀有气体碳族、硼族及稀有气体6族共族共22种元素。种元素。P区非金属元素的价电子在原子最外层的区非金属元素的价电子在原子最外层的nsnp轨道上。这些元素随价轨道上。这些元素随价电子数的增多，由失电子的倾向逐渐过渡为

3、共享电子，以致被得电子电子数的增多，由失电子的倾向逐渐过渡为共享电子，以致被得电子倾向所取代。倾向所取代。同周期系中同周期元素，从左到右随着原子序数的增加，非金属活泼同周期系中同周期元素，从左到右随着原子序数的增加，非金属活泼性逐渐增强；同族元素，从上至下，得电子能力依次减弱。性逐渐增强；同族元素，从上至下，得电子能力依次减弱。2.卤族元素的性质卤族元素的性质卤素的价电子构型为卤素的价电子构型为ns2np5，是典型的非金属元素，是典型的非金属元素除负一价的卤离子除负一价的卤离子X-外，卤素的任何价态均有较强的氧化性外，卤素的任何价态均有较强的氧化性都是强氧化剂，能发生置换、倒置换、歧化等反应都

4、是强氧化剂，能发生置换、倒置换、歧化等反应卤素单质的氧化性顺序为卤素单质的氧化性顺序为F2 Cl2 Br2 I2卤离子的还原能力为卤离子的还原能力为 I-Br-Cl-F-卤素单质在常温下都以双原子分子存在，卤素单质在常温下都以双原子分子存在，(比较其物理性质的不同比较其物理性质的不同?)卤素单质的主要理化性质卤素单质的主要理化性质I固固紫黑紫黑毒性较小毒性较小HClO HClO2 HClO3 HClO4NaClONaClO2 NaClO3 NaClO4 热稳定性、酸性热稳定性、酸性热热稳稳定定性性氧化性氧化性氧氧化化性性除氟外，其他卤素能形成四种氧化态的含氧酸（次、亚、正、除氟外，其他卤素能形

5、成四种氧化态的含氧酸（次、亚、正、高）。以氯为例，比较如下：高）。以氯为例，比较如下：卤素含氧酸和含氧酸盐卤素含氧酸和含氧酸盐3.氧族元素的性质氧族元素的性质氧族元素的价电子构型为氧族元素的价电子构型为ns2np4，氧和硫为较活泼的非金属元素。，氧和硫为较活泼的非金属元素。H2O2是一种淡蓝色的粘稠液体，通常所用为含是一种淡蓝色的粘稠液体，通常所用为含H2O230%的水溶液。的水溶液。H2O2不稳定，易分解放出不稳定，易分解放出O2。光照、受热、增大溶液酸碱度或痕量重金。光照、受热、增大溶液酸碱度或痕量重金属的存在都会加速属的存在都会加速H2O2的分解。的分解。H2O2中氧的氧化态居中，既有氧

6、化性又有还原性。中氧的氧化态居中，既有氧化性又有还原性。H2O2的鉴定反应的鉴定反应:在酸性溶液中，在酸性溶液中，H2O2能使能使Cr2O72-生成深蓝色的生成深蓝色的CrO(O2)2。CrO(O2)2不稳定，在水溶液中与不稳定，在水溶液中与H2O2进一步反应生成进一步反应生成Cr3+，蓝色消失。反应式如下：蓝色消失。反应式如下：4 H2O2+Cr2O72-+2H+=2CrO(O2)2+5 H2O 2CrO(O2)2+7H2O2+6H+=2Cr3+7O2+10 H2O CrO(O2)2能与某些有机溶剂如乙醚、戊醇等形成较为稳定的蓝色配能与某些有机溶剂如乙醚、戊醇等形成较为稳定的蓝色配合物，故此

7、反应常用来鉴定合物，故此反应常用来鉴定H2O2。3.氧族元素的性质氧族元素的性质硫的化合物中，硫的化合物中，H2S、S2-具有强还原性，而浓具有强还原性，而浓H2SO4、H2S2O8及其盐具及其盐具有强氧化性。有强氧化性。氧化数为氧化数为+6-2之间的硫的化合物既有氧化性又有还原性，但以还原性之间的硫的化合物既有氧化性又有还原性，但以还原性为主。如：为主。如：2S2O32-+I2=S4O62-+I-S2O32-+4Cl2+5H2O=8Cl-+10H+2SO42-Na2S2O3 遇热和酸性环境下易分解：遇热和酸性环境下易分解：S2O32-+H+=SO2+S+H2O(现象呢？现象呢？)大多数金属硫

8、化物溶解度小，且具有特征的颜色大多数金属硫化物溶解度小，且具有特征的颜色（提问：典型金属硫化（提问：典型金属硫化物的颜色）。物的颜色）。3.氧族元素的性质氧族元素的性质除碱金属硫化物和硫化铵外，碱土金属硫化物微溶于水，其余硫化物都除碱金属硫化物和硫化铵外，碱土金属硫化物微溶于水，其余硫化物都难溶于水，并呈特征颜色。难溶于水，并呈特征颜色。3.氧族元素的性质氧族元素的性质在酸性溶液中通在酸性溶液中通H2S，溶液中，溶液中H+浓度大，浓度大，s2-浓度低，所以只能沉淀出溶浓度低，所以只能沉淀出溶度积小的金属硫化物。而在碱性溶液中通度积小的金属硫化物。而在碱性溶液中通H2S，溶液中，溶液中H+浓度小

9、，浓度小，s2-浓浓度高，可以将多种金属离子沉淀成硫化物。因此，控制适当的酸度，利度高，可以将多种金属离子沉淀成硫化物。因此，控制适当的酸度，利用用H2S能将溶液中的不同金属离子按组分离。能将溶液中的不同金属离子按组分离。金属硫化物的溶解性能取决于其溶度积常数和其本性。溶解条件：金属硫化物的溶解性能取决于其溶度积常数和其本性。溶解条件：M2+*S2-Ksp （1）加稀盐酸溶解，如硫化锌、硫化锰）加稀盐酸溶解，如硫化锌、硫化锰 （2）加浓盐酸溶解，如硫化铅、硫化镉）加浓盐酸溶解，如硫化铅、硫化镉（浓盐酸的作用？）（浓盐酸的作用？）（3）加浓硝酸溶解，如硫化铜）加浓硝酸溶解，如硫化铜（浓硝酸的作用

10、？）（浓硝酸的作用？）（4）同时加入浓硝酸和浓盐酸，如硫化汞）同时加入浓硝酸和浓盐酸，如硫化汞（浓硝酸和浓盐酸各自的作（浓硝酸和浓盐酸各自的作用？）用？）3.氧族元素的性质氧族元素的性质SO2 无色有刺激性气体，比重较大，易溶于水；无色有刺激性气体，比重较大，易溶于水；是大气污染中危害较大的一种，主要来源是大气污染中危害较大的一种，主要来源于石油和煤中硫化物的燃烧；于石油和煤中硫化物的燃烧；（酸雨？）（酸雨？）可将烟道气中的可将烟道气中的SO2还原为单质硫或用碱还原为单质硫或用碱液液（碱厂白泥）（碱厂白泥）吸收，以减小吸收，以减小SO2的污染；的污染；既有还原性，又有氧化性，但以还原性为既有还

11、原性，又有氧化性，但以还原性为主。主。S-2S0S+4S+6-2e+2e-4e+4e-2e+2e3.氧族元素的性质氧族元素的性质Na2S2O3（1）性质）性质 aI2+S2O32-=S4O62-+2I (碘水褪色碘水褪色)bS2O32-+4Cl2+5H2O=2 SO42-+8Cl-+10 H (Ba2+SO42-=BaSO4)cS2O32-+2H=SO2+S+H2O (刺激味气体乳白色沉淀刺激味气体乳白色沉淀)（2）硫代硫酸盐的鉴定）硫代硫酸盐的鉴定 2 Ag+S2O32-(适量适量)Ag2S2O3白白 Ag2S2O3 +H2O=Ag2S黑黑+H2SO4 (颜色变化：白黄棕黑颜色变化：白黄棕黑

12、)1卤素单质的氧化性卤素单质的氧化性 自行设计实验并验证卤素的氧化性强弱顺序自行设计实验并验证卤素的氧化性强弱顺序2卤化氢的还原性卤化氢的还原性 注意：（注意：（1）取用固体试剂的量：绿豆粒大小）取用固体试剂的量：绿豆粒大小 （2）试纸的用途：）试纸的用途：pH试纸、试纸、KI-淀粉试纸、醋酸铅试纸淀粉试纸、醋酸铅试纸 （3）在通风橱中进行）在通风橱中进行3卤素含氧酸盐的性质卤素含氧酸盐的性质 （1）次氯酸钠的性质：）次氯酸钠的性质：ClO-+HCl=ClO-+Mn2+=ClO-+I-=ClO-+靛蓝靛蓝=（2）氯酸钾的氧化性：）氯酸钾的氧化性：（注意酸碱环境对其氧化性的影响）（注意酸碱环境对

13、其氧化性的影响）KClO3+浓浓HCl=KClO3+KI=（3）碘酸钾的氧化性：）碘酸钾的氧化性：KIO3+NaHSO3=I2+NaHSO3=4设计试验（银序反应）设计试验（银序反应）利用利用AgNO3、NaCl、KI、KBr、（、（NH4）2CO3（13%）、）、Na2S2O3等等溶液设计出能观察到卤化银的颜色及验证其溶解度相对大小的系列实验。溶液设计出能观察到卤化银的颜色及验证其溶解度相对大小的系列实验。（注意：每种试剂只能取用一次）（注意：每种试剂只能取用一次）5.Cl-、Br-、I-混合离子的分离和鉴定混合离子的分离和鉴定Ag+Cl-AgClNH4+Ag(NH3)2+Br-AgBrS2

14、O32-Ag(S2O3)23-I-AgI6硫化氢的生成和性质硫化氢的生成和性质（1）FeS减半量进行，黄豆粒大小即可减半量进行，黄豆粒大小即可 （2）用湿润的醋酸铅试纸检验气体的原理）用湿润的醋酸铅试纸检验气体的原理 （3）硫化氢的还原性和硫离子鉴定试验中，硫化氢溶液可用硫代乙酰）硫化氢的还原性和硫离子鉴定试验中，硫化氢溶液可用硫代乙酰胺溶液代替。胺溶液代替。7.过二硫酸盐的氧化性过二硫酸盐的氧化性 S2O82-+H+Mn2+=(比较有无比较有无Ag+反应速率反应速率)8亚硫酸盐的性质与鉴定亚硫酸盐的性质与鉴定 SO32-+S2-=SO32-+MnO4-=9硫代硫酸盐的性质与鉴定硫代硫酸盐的性

15、质与鉴定 S2O32-+I2=S2O32-+Cl2=(如何证明有如何证明有SO42-生成？生成？)S2O32-+H+=S2O32-+Ag+=10过氧化氢的性质与鉴定过氧化氢的性质与鉴定（1）检验：）检验：H2O2+Cr2O72-+H+=(戊醇戊醇)（2）催化分解：催化分解：H2O2=（MnO2存在下，检验有无氧气生成）存在下，检验有无氧气生成）（讨论：反应结束后，如何检验溶液中是否还存在讨论：反应结束后，如何检验溶液中是否还存在H2O2？）（3）氧化性：）氧化性：H2O2+Pb2+S2-=H2O2+I-+H+=（4）还原性：）还原性：H2O2+MnO4-+H+=11设计实验设计实验 有有4瓶无

16、色溶液，可能是瓶无色溶液，可能是Na2S、Na2SO3、Na2S2O3、Na2SO4，用最，用最简便的方法鉴定出各是什么溶液（简便的方法鉴定出各是什么溶液（课堂讨论课堂讨论）1.通通Cl2于于KI溶液中，溶液先变成棕红色，后又褪色，为什么？溶液中，溶液先变成棕红色，后又褪色，为什么？2.如何区别次氯酸盐和氯酸盐？如何区别次氯酸盐和氯酸盐？3.总结与总结与Ag+生成沉淀及能溶解生成沉淀及能溶解AgX的物质有哪些？用的物质有哪些？用AgNO3试剂检验试剂检验卤素离子时，为什么要加少量卤素离子时，为什么要加少量HNO3？4.根据实验比较根据实验比较S2O32-和和I-还原性强弱，还原性强弱，S2O8

17、2-与与MnO4-氧化性强弱，为氧化性强弱，为何后一实验中何后一实验中Mn2+用用MnSO4？能否用？能否用MnCl2代替？为何两个反应要在酸代替？为何两个反应要在酸性介质中进行？性介质中进行？5.为何亚硫酸盐中常含有硫酸盐？怎样检验亚硫酸盐中的为何亚硫酸盐中常含有硫酸盐？怎样检验亚硫酸盐中的SO42-？怎样检？怎样检验验SO32-？1.氯气氯气有剧毒并有刺激性，人体吸入会刺激喉管，引起咳嗽和喘息，应在通风有剧毒并有刺激性，人体吸入会刺激喉管，引起咳嗽和喘息，应在通风橱中进行相关实验。橱中进行相关实验。2.浓硫酸浓硫酸的取用安全的取用安全：（：（1）沾到皮肤上的处理；（）沾到皮肤上的处理；（2

18、）易吸水，应及时盖好瓶）易吸水，应及时盖好瓶盖；（盖；（3）浓硫酸的倾倒；（）浓硫酸的倾倒；（4）含浓硫酸残液的处理）含浓硫酸残液的处理3二氧化硫二氧化硫具有刺激性气味，对人体和环境带来毒害和污染，对人体呼具有刺激性气味，对人体和环境带来毒害和污染，对人体呼吸系统损害较大。因此凡涉及二氧化硫的反应都要采取相应措施，减少吸系统损害较大。因此凡涉及二氧化硫的反应都要采取相应措施，减少二氧化硫逸出并在通风橱中进行。二氧化硫逸出并在通风橱中进行。4.硫化氢硫化氢具有强烈的臭鸡蛋气味，毒性较大，主要引起中枢神经系统中具有强烈的臭鸡蛋气味，毒性较大，主要引起中枢神经系统中毒。因此凡涉及二氧化硫的反应都要在通风橱中进行。毒。因此凡涉及二氧化硫的反应都要在通风橱中进行。谢谢你的阅读v知识就是财富v丰富你的人生