天津大学无机化学课件第十一章卤素和氧族2.ppt

30.05.2020,无机化学,氧族元素,第十一章卤素和氧族元素,第三节氧族元素,无机化学多媒体电子教案,30.05.2020,无机化学,11-3-1氧族元素概述,称为氧族元素,11-3-1氧族元素概述,30.05.2020,无机化学,11-3-1氧族元素概述,p,放射性元素,30.05.2020,无机化学,11-3-1氧族元素概述,p,为生命元素。富氧空气或纯氧用于医疗和高空飞行，大量的纯氧用于炼钢。液氧常用作制冷剂和火箭发动机的助燃剂,为火药(KClO3、S、C)主角。有斜方硫、单斜硫等二十多种同素异形体,少量硒对人体新陈代谢起调节作用，过量则有毒。有光电性质，用于电影、传真和制造光电管,可制造合金。在所有金属中电阻最高，用于制造电阻器材,30.05.2020,无机化学,11-3-1氧族元素概述,p,典型非金属准金属金属,30.05.2020,无机化学,11-3-1氧族元素概述,p,典型非金属准金属金属,价层电子构型为ns2np4，其原子获两个电子可达到稳定电子层结构，即有较强的非金属性,常见的氧化数为-2硫、硒、碲还可利用外层d轨道形成氧化数为+2、+4、+6的化合物,30.05.2020,无机化学,11-3-1氧族元素概述,p,30.05.2020,无机化学,11-3-2氧气和臭氧,11-3-2氧气和臭氧,臭氧的形成,通过电子流、质子流、短波辐射(紫外线),30.05.2020,无机化学,11-3-2氧气和臭氧,11-3-2氧气和臭氧,臭氧保护层,存在于离地面20-40km的高空，是保护地面生物免受太阳强烈辐射的防御屏障,近年来，由于大气中NO、NO2等氮氧化物和氯氟化碳(CFCl3、CF2Cl2)等含量过多，使臭氧层遭到破坏，则必须采取措施来保护臭氧层,30.05.2020,无机化学,11-3-2氧气和臭氧,臭氧的分子结构,三中心四电子大键,此大键为不定域键或离域键,臭氧分子中无单电子，为反磁性物质,30.05.2020,无机化学,11-3-2氧气和臭氧,大键,30.05.2020,无机化学,11-3-2氧气和臭氧,臭氧的性质,30.05.2020,无机化学,11-3-4过氧化氢,11-3-4过氧化氢(H2O2),分子结构(动画),30.05.2020,无机化学,11-3-4过氧化氢,物理性质,常用的双氧水为过氧化氢水溶液浓度有30%和3%,30.05.2020,无机化学,11-3-4过氧化氢,化学性质,m,2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g),(4)常温下分解缓慢，加热促使分解加快，153时发生爆炸反应,30.05.2020,无机化学,11-3-4过氧化氢,化学性质,2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g),m,rH=-196.06kJmol-1,(1)储存在光滑塑料瓶或棕色玻璃瓶中,(2)置于阴凉处,(3)加入稳定剂,如锡酸钠、焦磷酸钠、8-羟基喹啉等,30.05.2020,无机化学,化学性质,H2O2+Ba(OH)2BaO2+2H2O,BaO2可视为H2O2的盐,-,11-3-4过氧化氢,30.05.2020,无机化学,化学性质,(1)在酸性和碱性介质中均有氧化性氧化性酸性介质碱性介质,11-3-4过氧化氢,30.05.2020,无机化学,化学性质,(1)在酸性和碱性介质中均有氧化性氧化性酸性介质碱性介质,11-3-4过氧化氢,此反应用于油画的漂白,30.05.2020,无机化学,化学性质,(1)在酸性和碱性介质中均有氧化性氧化性酸性介质碱性介质,11-3-4过氧化氢,30.05.2020,无机化学,化学性质,(2)还原性较弱，只有遇到比它更强的氧化剂才表现出还原性,11-3-4过氧化氢,30.05.2020,无机化学,用途,优点：还原产物为水，不会引入杂质过量部分在加热下即可分解为水和氧气逸出,主要用作氧化剂,11-3-4过氧化氢,30.05.2020,无机化学,化学震荡反应,11-3-4过氧化氢,某些反应体系中,有些组分的浓度会忽高忽低,呈周期性变化,这种现象称为化学震荡如H2O2HIO3Mn2+CH2(COOH)2体系,30.05.2020,无机化学,化学震荡反应,如H2O2HIO3Mn2+CH2(COOH)2体系A400ml30%H2O2溶液加水稀释至1LB(42.8gKIO3+40ml2molL-1H2SO4)加水稀释至1LC(15.6g丙二酸+3.38gMnSO4H2O+0.3g淀粉）加水稀释至1LA、B、C等体积混合，溶液颜色周期性变化“无色蓝黑色无色蓝黑色”,11-3-4过氧化氢,演示,30.05.2020,无机化学,化学震荡反应,11-3-4过氧化氢,30.05.2020,无机化学,制备,实验室：冷的稀硫酸或稀盐酸与过氧化钠作用,Na2O2+H2SO4+10H2ONa2SO410H2O+H2O2,低温,11-3-4过氧化氢,30.05.2020,无机化学,制备,11-3-4过氧化氢,30.05.2020,无机化学,制备,以H2和O2为原料，于有机溶剂(重芳烃和氢化萜松醇)中,在2-乙基蒽醌和Pd的作用下反应,11-3-4过氧化氢,30.05.2020,无机化学,11-3-5硫化氢、硫化物和多硫化物,11-3-5硫化氢、硫化物和多硫化物,硫化氢,1.制取实验室常用硫化亚铁和稀盐酸反应,30.05.2020,无机化学,硫化氢,2.性质,无色有腐蛋臭味的有毒气体,有麻醉中枢神经作用，吸入大量H2S会造成昏迷甚至死亡。空气中允许的最大含量为0.01mgL-1。,含H2S的工业尾气和实验室废气不允许直接放空，可通入NaOH溶液,H2S+2NaOHNa2S+2H2O,30.05.2020,无机化学,硫化氢,2.性质,熔、沸点比水低,完全干燥的H2S稳定,不与空气中氧反应,30.05.2020,无机化学,氢硫酸,1.二元弱酸,HS-H+S2-,H2SH+HS-,饱和溶液中，c(H2S)=0.1molL-1,c(H+)2c(S2-)=1.410-20,用调节溶液酸度，改变c(S2-)进行金属离子的分离,c(H+)2c(S2-)=c(H2S),30.05.2020,无机化学,氢硫酸,2.还原性,H2S+4Cl2+4H2OH2SO4+8HCl,30.05.2020,无机化学,硫化物,30.05.2020,无机化学,硫化物,30.05.2020,无机化学,硫化物,30.05.2020,无机化学,碱金属硫化物水溶液显碱性,硫化物,如硫化钠可代替NaOH作为碱使用俗称“硫化碱”,S2-+H2OHS-+OH-,某些金属的硫化物遇水发生完全水解,如Al2S3+6H2O2Al(OH)3+3H2SCr2S3+6H2O2Cr(OH)3+3H2S,30.05.2020,无机化学,多硫化物,在可溶硫化物的浓溶液中加入硫粉时,随着x的增加，其颜色从黄-橙黄-红,Na2S+(x-1)SNa2Sxx=26,30.05.2020,无机化学,多硫化物,结构类似,性质对比如下,多硫化物过氧化物,SSOO,30.05.2020,无机化学,多硫化物,多硫化物过氧化物,30.05.2020,无机化学,多硫化物,多硫化物过氧化物,为分析化学常用试剂还用作杀虫剂、脱毛剂,30.05.2020,无机化学,11-3-6硫的氧化物、含氧酸及其盐,11-3-6硫的氧化物、含氧酸及其盐,30.05.2020,无机化学,二氧化硫(SO2),硫的氧化物,30.05.2020,无机化学,三氧化硫(SO3),硫的氧化物,如10SO3+2P410SO2+P4O10SO3+2KIK2SO3+I2,30.05.2020,无机化学,含氧酸系列,30.05.2020,无机化学,含氧酸系列,30.05.2020,无机化学,1.亚硫酸及其盐,1.亚硫酸及其盐,亚硫酸,SO2溶于水即得亚硫酸(10%),有人认为SO2在水溶液中基本上是以SO2H2O形式存在,30.05.2020,无机化学,亚硫酸,H2SO3仅存在于水溶液中游离状态尚未制得,可使蘸有KMnO4溶液、或I2淀粉、或品红试液的试纸褪色,30.05.2020,无机化学,亚硫酸,以还原性为主,如2H2SO3+O22H2SO4H2SO3+I2+H2OH2SO4+2HI,30.05.2020,无机化学,亚硫酸盐,在难溶钙盐溶液中通入SO2可使其转变为易溶酸式盐CaSO3+SO2+H2OCa(HSO3)2,2Na2SO3+O22Na2SO4,4Na2SO33Na2SO4+Na2S,30.05.2020,无机化学,2.硫酸及其盐,2.硫酸及其盐,S,2p,2p,O,O,sp3,3d,2p,2p,O,O,H,1s,键(p-d)键,H,1s,硫酸的结构,30.05.2020,无机化学,硫酸的性质,浓硫酸与水混合时放出大量热，使水局部沸腾而飞溅，所以只能将浓硫酸倒入水中，不可将水倒入酸中,30.05.2020,无机化学,硫酸的性质,可用来干燥不与其起反应的气体如Cl2、H2、CO2等,从一些有机化合物中夺取与水分子相当的氢和氧C12H22O1112C+11H2O,浓硫酸能烧坏皮肤和衣服，使用时必须小心，万一溅到皮肤上，应立即用大量水冲洗，然后用2%小苏打或稀氨水冲洗,30.05.2020,无机化学,硫酸的性质,Al、Fe、Cr在冷、浓硫酸中被钝化,30.05.2020,无机化学,硫酸盐除BaSO4、PbSO4、CaSO4、SrSO4等难溶，Ag2SO4稍溶于水外，其余都易溶,硫酸盐和矾,酸式盐大多易溶于水,30.05.2020,无机化学,硫酸盐和矾,胆矾或蓝矾绿矾皓矾CuSO45H2OFeSO47H2OZnSO47H2O以上是假矾,如CuSO45H2OFeSO47H2O,带结晶水的过渡金属硫酸盐俗称矾,真正的矾：M(I)2SO4M()2(SO4)324H2OM(I)2SO4M()SO46H2O,如明矾K2SO4Al2(SO4)324H2O摩尔盐(NH4)2SO4FeSO46H2O,30.05.2020,无机化学,硫酸盐和矾,(1)活泼金属硫酸盐在高温下稳定,如Na2SO4、K2SO4、BaSO4,(2)一些重金属硫酸盐加热分解,30.05.2020,无机化学,3.焦硫酸及其盐,3.焦硫酸及其盐,焦硫酸(H2S2O7),无色晶状固体,30.05.2020,无机化学,焦硫酸,无色晶状固体,SO3+H2SO4H2S2O7,H2S2O7+H2O2H2SO4,30.05.2020,无机化学,焦硫酸盐,酸式硫酸盐加热至熔点以上脱水转变为焦硫酸盐,30.05.2020,无机化学,焦硫酸盐,30.05.2020,无机化学,4.硫代硫酸及其盐,4.硫代硫酸及其盐,硫代硫酸钠,30.05.2020,无机化学,硫代硫酸钠,30.05.2020,无机化学,硫代硫酸钠,2-,2-,30.05.2020,无机化学,硫代硫酸钠,30.05.2020,无机化学,5.过硫酸及其盐,5.过硫酸及其盐,可视为过氧化氢的衍生物,如过二硫酸,30.05.2020,无