P区重要非金属化合物大学化学教学课件

(一)过氧化氢的性质

纯过氧化氢是淡蓝色黏稠状液体，沸点为423

K。过氧化氢与水形成分子间氢键，因此能与水以任何比例混溶。常用过氧化氢溶液中H2O2的质量分数为3%。

H2O2

分子的结构如图11-12所示。

图11-12H2O2分子的结构

P区重要非金属化合物

过氧化氢分解反应为歧化反应，少量Fe2+、Mn2+等金属离子的存在能加速过氧化氢的分解。市售双氧水中常加入焦磷酸钠等物质作稳定剂，保存过氧化氢溶液时应注意避光、低温和密封。

过氧化氢的主要化学性质是不稳定性、弱酸性及氧化性和还原性。

1.

不稳定性纯过氧化氢在低温下是比较稳定的，分解作用比较缓慢。当过氧化氢受热、光照或加入少量酸、碱时，分解速率加快：↑

3.

氧化性和还原性过氧化氢既有氧化性，又有还原性。过氧化氢在酸性溶液或碱性溶液中，一般表现出强氧化性：过氧化氢的还原性比较弱，只有当它与强氧化剂作用时才能表现出来。

2.

弱酸性过氧化氢是一种极弱酸，其酸性比苯酚还要弱。过氧化氢能与某些金属氢氧化物反应，生成过氧化物和水：↓↓↑(二)过氧化氢的鉴别及主要用途

常用的过氧化氢的鉴别方法是，向

H2O2溶液中加入K2Cr2O7溶液、稀H2SO4溶液和乙醚，生成蓝色过氧化铬(CrO5):

过氧化氢的主要用途是用作氧化剂，其优点是还原产物是水，不会引入其他杂质。纯过氧化氢可作为火箭燃料的氧化剂，医药上也利用它的强氧化性作为杀菌剂，过氧化氢还可用作漂白剂、消毒剂、防毒面具中的氧源等。P区重要非金属化合物实验

1．过氧化氢的性质？①H+；②5滴H2O2(3％)③10滴淀粉溶液(1)

KI

(0.1mol·L-1)解释和结论：对淀粉呈蓝色CCl4层呈紫红色一、氧硫？(2)1mLPb(NO3)2(0.5mol·L-1)解释和结论：PbS(黑色↓)PbS(黑色↓)加H2O2(3％)？PbSO4

(白色↓)(黑色↓)(白色↓)H2S(饱和溶液)（3）0.5mLKMnO4

(0.0lmol·L-1)

①H+；②滴加H2O2(3％)？解释和结论：紫红色消失？①10滴戊醇③1滴K2Cr2O7(0.1mol·L-1)(4)H2O2(3％)10滴②5滴H2SO40.1mol·L-1解释和结论：蓝色蓝色OOCrO|OO|

硫的化合物(一)硫化氢和硫化物1.硫化氢硫化氢为无色气体，密度略大于空气，具有臭鸡蛋气味。硫化氢有剧毒，它不仅刺激眼膜及呼吸道，而且还能与血红蛋白中的铁离子结合，抑制了它们的活性，阻碍物质的能量代谢。空气中硫化氢的体积分数为1%时就会引起头痛、眩晕和恶心，吸入大量硫化氢会引起严重中毒，导致昏迷甚至死亡。H2S分子的结构

硫化氢分子是极性分子，但极性比水分子弱，且分子之间形成氢键的倾向很小，因此硫化氢的熔点和沸点均比水低得多。

H2S分子的空间构型为V形。

硫化氢的化学性质主要有：

(1)弱酸性：在常温下，1L水能溶解2.6LH2S气体，所得饱和溶液的浓度为0.1mol·L-1。硫化氢水溶液称为氢硫酸，它是一种二元弱酸。

(2)还原性：硫化氢具有较强的还原性。干燥硫化氢在室温下不与空气中的氧气发生反应，但点燃时能在空气中燃烧。氢硫酸的还原性比硫化氢气体强，它在常温下可被空气中的O2氧化：在酸性溶液中，许多氧化剂可氧化氢硫酸，且一般氧化产物为单质硫。但当氧化剂的氧化性很强且过量时，可将氢硫酸氧化成高氧化值的化合物：↓↑↓2.

金属硫化物碱金属的硫化物和

BaS

易溶于水，碱土金属硫化物微溶于水(BeS难溶于水)，其他金属的硫化物大多难溶于水，有些还难溶于酸，而且多数具有一定的颜色。表11-6常见金属硫化物的颜色和标准溶度积常数化合物颜色化合物颜色Na2S白色─PbS黑色1.1×10-29ZnS白色1.2×10-23CoS黑色7.0×10-23MnS肉色1.4×10-15Cu2S黑色2.6×10-49NiS黑色3.0×10-21CuS黑色6.0×10-36FeS黑色3.7×10-19Ag2S黑色1.6×10-49CdS黄色3.6×10-29Hg2S黑色1.0×10-45SnS灰白色1.0×10-28Bi2S3黑色6.8×10-92

金属硫化物分为以下四种类型：

(1)溶于稀盐酸的金属硫化物：这类金属硫化物的标准溶度积常数一般小于

10-24，如

ZnS、MnS和FeS等。

(2)

不溶于稀盐酸、溶于浓盐酸的金属硫化物:这类金属硫化物的标准溶度积常数在10-25

~

10-30

之间，如CdS、SnS和PbS等。(3)不溶于浓盐酸溶液、溶于硝酸溶液的金属硫化物：这类金属硫化物的标准溶度积常数一般小于10-30，如CuS等。

(4)仅溶于王水的金属硫化物：这类金属硫化物的标准溶度积常数更小，如

HgS等。2．硫化氢和硫化物的性质？（1）1mLH2S

(饱和)

①滴加KMnO4(0.0lmol·L-1)

②H+；解释和结论：紫红色消失白色浑浊？（2）FeCl3

(0.0lmol·L-1)H2S

(饱和溶液)

解释和结论：S为黄色但少量时为白色浅黄色消失白色浑浊5支试管各5滴（3）（都是0.lmol·L-1)白黄黑黑白黄黑黑数黄黑黑数黄黑黑数浓浓浓紫红色

示有S2-解释和结论：

S2-+[Fe(CN)5NO]2-[Fe(CN)5NOS]4-紫红色碱性变黑

示有S2-（5）Na2S数滴(0.lmol·L-1)HCl(6.0mol·L-1),微热Pb(Ac)2试纸解释和结论：（4）Na2S1滴(0.lmol·L-1)

在滴定板上Na2[Fe(CN)5NO]1滴1.0%[亚硝酰五氰合铁(II)]

黑

2.

硫代硫酸及其盐含氧酸分子中的氧原子被硫原子取代后生成的酸称为硫代酸，相应的盐称为硫代酸盐。硫代硫酸的结构为：

O↑H─O─S─O─H↓S硫代硫酸很不稳定，游离的H2S2O3尚未制得。硫代硫酸钠是一种重要的硫代硫酸盐，又称为海波或大苏打，为无色透明的柱状晶体，易溶于水，其水溶液呈弱碱性。

硫代硫酸钠的化学性质主要表现为：

(1)遇酸分解：硫代硫酸钠在酸性溶液中迅速分解：水中的CO2、O2及某些细菌可促使其分解，因此保存Na2S2O3时应注意密封，配制

Na2S2O3溶液时应使用新煮沸冷却的蒸馏水。

(2)

还原性：Na2S2O3是一种较强的还原剂，可用作卤素中毒的解救剂和制剂过程中的抗氧剂。(3)配位性：

具有很强的配位能力，可与某些金属离子形成稳定的配位个体。↓↑3.硫代硫酸及其盐的性质(1)Na2S2O3(0.1mo1.L-1)+HCl(6.0m01.L-1)

石蕊试纸湿润蓝色解释和结论：解释和结论：

2S2O32-+I2

→S4O62-+2I-

逐滴加入(2)5滴I2水(0.01mo1.L-1)1滴淀粉试液蓝色消失？变红色蓝色溶液Na2S2O3

(0.1mo1.L-1)解释和结论：BaSO4↓白？Na2S2O3+4Cl2+5H2O

Na2SO4+H2SO4+8HClSO42-

+Ba2+BaSO4↓白逐滴加入(3)5滴饱和

Cl2水Na2S2O3(0.1mo1.L-1)BaCl2(1.0mo1.L-1)解释和结论：溶解AgBr↓浅黄？(4)5滴(AgNO3

)(0.1mo1.L-1)5滴KBr(0.1mo1.L-1)Na2S2O3

(0.1mo1.L-1)Ag++Br-AgBr↓浅黄AgBr+2Na2S2O3[Ag(S2O3)2]3-无色+4Na++Br-（5）Na2S2O32滴(0.lmol·L-1)

在滴定板上AgNO3(0.lmol·L-1)？白↓一黄↓一棕↓一黑↓白↓Ag2S2O3

黄↓一棕↓是中间色，两种混合的黑色↓是Ag2S

解释和结论：(1)2Ag++S2O32-Ag2S2O3↓

(2)Ag2S2O3+H2OAg2S↓+H2SO4

(3)Ag2S2O3S↓+SO2+Ag2O↓

过硫酸及其盐过硫酸可以看作是过氧化氢分子中的氢原子被磺酸基(─SO3H)取代后生成的化合物。过一硫酸可看作是过氧化氢分子中的一个氢原子被一个磺酸基取代后生成的化合物，其分子结构为：

过二硫酸可看作过氧化氢分子中的两个氢原子被两个磺酸基取代后生成的化合物，其分子结构为：

O

↑HO─O─S─OH

↓

O

OO

↑↑HO─S─O─O─S─OH

↓

↓

OO

过二硫酸为无色晶体，熔点为

338K，具有很强的氧化性和吸水性，可使有机物炭化。过二硫酸钾和过二硫酸铵都是非常强的氧化剂，在

Ag+的催化下能把Mn2+氧化成：

过二硫酸及其盐的稳定性都比较差，受热时按下式分解：↑↑4、过硫酸盐的氧化性0.5mLKI(0.1mol.L-1)10滴H2SO4(1.0mol.L-1)+数滴(NH4)2S2O8(0.2mol·L-1)淀粉溶液颜色?解释和结论：对淀粉呈蓝色2KI+(NH4)2S2O8

(NH4)2SO4+K2SO4+I2

(1)①1滴AgNO3

②K2S2O8水浴△

5mLH2SO4(1.0mol·L-1)+5mL去离子水H2O

+2～3滴MnSO4

(0.002mol·L-1)分两份+K2S2O8固体△

？？慢紫红色快紫红色（2）解释和结论：2Mn2++5S2O82-+8H2O2MnO4-+10SO42-

+16H+

较慢△2Mn2++5S2O82-+8H2O2MnO4-+10SO42-+16H+

较快Ag+催化△铵盐氨与酸反应可以生成各种铵盐。由于的离子半径与K+的离子半径相近，因此铵盐在晶型、溶解度等方面与相应的钾盐类似。铵盐一般为无色晶体，易溶于水，铵盐在水溶液中都有一定程度的水解。可用萘斯勒试剂鉴定：生成沉淀的颜色从红棕色到深褐色。二、氮磷1．NH4+离子的鉴定

10滴NH4C1(0.1mol·L-1)

10滴NaOH(2.0mol·L-1)

微热湿润红色石蕊试纸变蓝NH3

味？解释和结论：NH4C1+NaOH

NH3↑+NaC1+H2O

2.硝酸及其盐

HNO3分子的结构为：

的结构为：

纯硝酸是无色液体，沸点为83℃，易挥发，能与水以任何比例互溶。市售浓硝酸中HNO3的质量分数为65%~68%，密度为1.4

g·cm-3，浓度为

15mol·L-1。硝酸不稳定，受热或光照时发生分解：↑↑分解生成的NO2溶于硝酸溶液中，使硝酸溶液呈现黄色到棕色。溶解的NO2越多，硝酸溶液的颜色就越深。硝酸具有强氧化性，很多非金属单质都能被硝酸氧化成相应的氧化物或含氧酸:↑↑↑

金、铂等贵金属溶于王水，这是因为金属离子与Cl-

形成配离子，使Au或Pt所在电对的电极电势减小，使氧化还原反应进行。硝酸的还原程度，主要取决于硝酸的浓度和金属的活泼性。浓硝酸与金属作用时，被还原为NO2；稀硝酸与活泼金属作用时，被还原为

N2O，而与不活泼金属作用时，则被还原为NO；极稀硝酸与活泼金属作用时，可被还原为NH4NO3。

HNO3溶液的浓度越低，被还原的程度就越大；金属越活泼，HNO3

被还原的程度就越大。

↑2．硝酸和硝酸盐的性质少量Zn粉+5滴HNO3(浓)？少量Cu屑+5滴HNO3(浓)？红棕色气体剌激性气味红棕色气体剌激性气味蓝色溶液解释和结论：Zn+4HNO3(浓)Zn(NO3)2+2NO2↑+2H2OCu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O（1）（2）？NO↑无色蓝色溶液解释和结论：3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

变蓝NH3

味？少量Cu屑1mLHNO3(2.0mol·L-1)+少量Zn粉1mLHNO3(2.0mol·L-1)+微热清液加过量NaOH溶液石蕊试纸湿润红色4Zn+10HNO3(110)4Zn(NO3)2+4NH4NO3+3H2O︰NH4C1+NaOH

NH3↑+NaC1+H2O

亚硝酸及其盐

HNO2

有顺式和反式两种异构体，其结构分别为：

的结构为：

··-················

亚硝酸是一种弱酸，酸性比醋酸稍强。亚硝酸很不稳定，仅存在于冷的稀溶液中，从未制得游离亚硝酸。3.亚硝酸和亚硝酸盐的性质

10滴NaNO2(0.1mol.L-1)

冷水中滴加H2SO4(6.0mol·L-1)液相颜色？气相颜色？解释和结论：NaNO2+H2SO4=HNO2+NaHSO4HNO2极不稳定3HNO2=2NO↑+HNO3+H2O2HNO2=N2O3+H2O

NO2↑+NO↑HNO2亮蓝色

NO2棕色(1)

亚硝酸和亚硝酸盐既可以作氧化剂，又能作还原剂。亚硝酸盐在酸性溶液中是较强氧化剂，与还原剂作用被还原为NO：

亚硝酸或亚硝酸盐与强氧化剂作用时，可被氧化为硝酸或硝酸盐。

亚硝酸盐有毒，易转化为致癌物质亚硝胺，过多食用亚硝酸盐会引起中毒。↑0.5mLNaNO2(0.1mol.L-1)

加1滴KI(0.02mol.L-1)

有无变化解释和结论：2NaNO2+2KI+2H2SO4=K2SO4+2NO↑+I2+2H2O溶液蓝色

(2)？

无变化H2SO4酸化(0.1mol·L-1)再加淀粉试液淀粉试液变蓝色前后颜色变化解释和结论：(3)？0.5mLNaNO2(0.1mol.L-1)

加1滴KMnO4(0.01mol.L-1)

用H2SO4酸化(0.1mol·L-1)后变无色5NaNO2+2KMnO4

+3H2SO4K2SO4+5NaNO3+2MnSO4+3H2O前紫红色KMnO43.

和的鉴定在硝酸盐溶液中加入少量硫酸亚铁晶体，小心沿试管壁加入浓硫酸，在浓硫酸与溶液的界面上出现“棕色环”，这是由于生成了棕色的配离子

[Fe(NO)(H2O)5]2+：离子也能发生上述反应，而且在醋酸溶液中就能与

Fe2+生成

[Fe(NO)(H2O)5]2+，使溶液呈现棕色，因此利用这一反应可鉴定

。

的存在将干扰

的鉴定，因此鉴定时先加入NH4Cl溶液，加热除去

：△↑4．NO3-和NO2-的鉴定（1）2滴

KNO3(0.1mol·L-1)

+lmLH2O

少FeSO4·7H2O(s)？静止片刻两液交界面棕色环用硫酸亚铁铵代替解释和结论：2KNO3+6FeSO4+4H2SO43Fe2(SO4)3+K2SO4+2NO↑+4H2O[Fe(H2O)6]2++NO[Fe+(NO+)(H2O)5]2++H2O棕色环沿斜壁,20~25滴H2SO4

(浓)

慢滴不振荡棕色环中Fe为+1配体为NO+？（2）1滴

NaNO2(0.1mol·L-1)

+lmLH2O

沿斜壁,20~25滴HAc(2.0mol·L-1)

少FeSO4·7H2O(s)静止片刻两液交界面棕色环解释和结论：NO2-+Fe2++2HAcFe3++2Ac-+NO↑+H2O用硫酸亚铁铵代替[Fe(H2O)6]2++NO[Fe+(NO+)(H2O)5]2++H2O棕色环慢滴不振荡？（3）2滴

NaNO2(0.1mol·L-1)

+lmLH2O

沿斜壁,20~25滴H2SO4

(浓)

少FeSO4·7H2O(s)静止片刻用硫酸亚铁铵代替解释和结论：慢滴不振荡2NaNO2+2FeSO4+2H2SO4Fe2(SO4)3+Na2SO4+2NO↑+2H2O两液交界面棕色环酸性条件下分解

2H++2NO2-=H2O+NO↑+NO2

↑鉴定NO3-，NO2-会有干扰的作用[Fe(H2O)6]2++NO[Fe+(NO+)(H2O)5]2++H2O棕色环？（4）1滴

KNO3(0.1mol·L-1)

+lmLH2O

沿斜壁,20~25滴HAc(2.0mol·L-1)

少FeSO4·7H2O(s)静止片刻解释和结论：用硫酸亚铁铵代替慢滴不振荡两液间无棕色环HAc是弱酸，NO3-无法将Fe2+氧化成Fe3+及NO，故无棕色环

磷酸可以形成磷酸二氢盐、磷酸一氢盐和正盐三种类型的盐。磷酸二氢盐都易溶于水，而磷酸一氢盐和磷酸盐除钠、钾及铵等少数盐外，一般都难溶于水。

碱金属的磷酸盐和酸式磷酸盐都易发生水解。磷酸盐比较稳定，一般不易分解。磷酸一氢盐或磷酸二氢盐受热容易脱水，生成焦磷酸盐或偏磷酸盐。

磷酸盐中最重要的是钙盐。磷酸的钙盐在水中的溶解度按Ca(H2PO4)、CaHPO4、Ca3(PO4)2的顺序减小。

具有较强的配位能力，能与许多金属离子形成可溶性的配位个体。磷酸盐与过量钼酸铵及适量浓硝酸混合后加热，生成黄色的磷钼酸铵沉淀：↓常利用这一反应鉴定。5．磷酸盐的性质(1)Na3PO4(0.1mol·L-1)pH试纸测定pH=?;Na2HPO4(0.1mol·L-1)pH试纸测定pH=?;

NaH2PO4(0.1mol·L-1)pH试纸测定pH=?。变红变蓝变蓝Na3PO4+H2ONa2HPO4+NaOHNa2HPO4+H2ONaH2PO4+NaOHNaH2PO4

HPO4-+Na++H+

碱性变蓝碱性变蓝酸性变红解释和结论：10滴Na2HPO4

(0.1mol·L-1)10滴NaH2PO4(0.1mol·L-1)(2)