无机化学实验——氧族.doc

实验七氧族元素一、实验目的1.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；2.掌握实验室制备二氧化硫和硫化氢的方法；3.掌握金属硫化物的生成和溶解条件；4.掌握S2-、SO32-、S2O32-及SO42-的分离和检出方法.1.P区元素的性质P区非金属元素的价电子构型为ns2np16，包括卤族、氧族、氮族、碳族、硼族及稀有气体6族共22种元素。P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。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。2.氧族元素的性质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。H2O2是一种淡蓝色的粘稠液体，通常所用为含H2O230%的水溶液。H2O2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属的存在都会加速H2O2的分解。H2O2中氧的氧化态居中，既有氧化性又有还原性。H2O2的鉴定反应:在酸性溶液中，H2O2能使Cr2O72-生成深蓝色的CrO(O2)2。CrO(O2)2不稳定，在水溶液中与H2O2进一步反应生成Cr3+，蓝色消失。反应式如下：4H2O2+Cr2O72-+2H+=2CrO(O2)2+5H2O2CrO(O2)2+7H2O2+6H+=2Cr3+7O2+10H2OCrO(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合物，故此反应常用来鉴定H2O2。硫的化合物中，H2S、S2-具有强还原性，而浓H2SO4、H2S2O8及其盐具有强氧化性。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：S2O32-+H+=SO2+S+H2O(现象呢？)大多数金属硫化物溶解度小，且具有特征的颜色（提问：典型金属硫化物的颜色）。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。在酸性溶液中通H2S，溶液中H+浓度大，s2-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H2S，溶液中H+浓度小，s2-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，利用H2S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：M2+*S2-Ksp（1）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（浓盐酸的作用？）（3）加浓硝酸溶解，如硫化铜（浓硝酸的作用？）（4）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用？）3.氧族元素的性质SO2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，主要来源于石油和煤中硫化物的燃烧；（酸雨？）可将烟道气中的SO2还原为单质硫或用碱液（碱厂白泥）吸收，以减小SO2的污染；既有还原性，又有氧化性，但以还原性为主。Na2S2O3性质（1）性质aI2+S2O32=S4O62+2I(碘水褪色)bS2O32+4Cl2+5H2O=2SO42+8Cl-+10H(Ba2+SO42=BaSO4)cS2O32+2H=SO2+S+H2O(刺激味气体乳白色沉淀)（2）硫代硫酸盐的鉴定2Ag+S2O32(适量)Ag2S2O3白Ag2S2O3+H2O=Ag2S黑+H2SO4(颜色变化：白黄棕黑)1.硫化氢的生成和性质（1）FeS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（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胺溶液代替。2.过二硫酸盐的氧化性S2O82-+H+Mn2+=(比较有无Ag+反应速率)3.亚硫酸盐的性质与鉴定SO32-+S2-=SO32-+MnO4-=硫代硫酸盐的性质与鉴定S2O32-+I2=S2O32-+Cl2=(如何证明有SO42-生成？)S2O32-+H+=S2O32-+Ag+=5.过氧化氢的性质与鉴定（1）检验：H2O2+Cr2O72-+H+=(戊醇)（2）催化分解：H2O2=（MnO2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H2O2？）（3）氧化性：H2O2+Pb2+S2-=H2O2+I-+H+=（4）还原性：H2O2+MnO4-+H+=6设计实验有4瓶无色溶液，可能是Na2S、Na2SO3、Na2S2O3、Na2SO4，用最简便的方法鉴定出各是什么溶液（课堂讨论）四、注意事项1.浓硫酸的取用安全：（1）沾到皮肤上的处理；（2）易吸水，应及时盖好瓶盖；（3）浓硫酸的倾倒；（4）含浓硫酸残液的处理2二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。3.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毒。因此凡涉及二氧化硫的反应都要在通风橱中进行五、思考题1.根据实验比较S2O32-和I