《无机及分析化学》课件-2.2氧族非金属元素及其化合物

氧族非金属元素及其化合物主讲人

郭永艳知识点讲解内容氧族非金属元素的单质氧族非金属元素的化合物1.氧族元素的单质氧元素在自然界中的存在形式氧气在地壳中排名第一，以化合态(水、氧化物和含氧酸盐)广泛存在。以游离态(单质)存在空气中，与动植物呼吸、燃烧、生物腐烂密切相关。工业用氧气的制备分离液态空气储存在蓝色钢瓶中实验室制备氧气2H2O2===2H2O+O2MnO2KMnO4===K2MnO4+MnO2+O2↑∆或：2KClO3====2KCl+3O2↑MnO2∆氧气的性质O2物理性质常温下无色、无味气体，不易溶于水密度略大于空气熔点-218℃、沸点-183℃O2化学性质与许多金属(贵金属除外)反应生成氧化物许多非金属(卤素稀有气体除外)生成氧化物氧气的用途硫在地壳中的存在形式硫常见的含硫矿物硫磺(S)黄铁矿(FeS2)重晶石(BaSO4)石膏(CaSO4•2H2O)芒硝(Na2SO4•10H2O)硫单质的来源硫磺矿硫铁矿硫单质的来源单质硫FeS2+12C+8O2=Fe3O4+12CO↑+6S硫单质菱形硫单斜硫加热到96.5℃冷却硫S+Hg=HgS

硫单质分子式为S8，加热可断裂成S6、S4、S2较小分子2.氧族元素的化合物氧的化合物过氧化氢的物理、化学性质颜色状态稳定性无色液态不稳定；纯H2O2≥153℃，爆炸性分解；较低温度，平稳分解；阴凉处保存，2H2O2=2H2O+O2↑二元弱酸H2O2⇌+H++HO2-(一级解离)，Ka(1)=1.55×10-12HO2-⇌H++O2-

(二级解离)，Ka(2)=10-25氧化还原性中还原剂(碱性)强氧化剂(酸性)H2O2+Cl2=2HCl+O2H2O2+3I-+2H+=I3-+2H2OO2H2O2H2O氧化剂还原剂0-1-2H2S的来源、物理性质硫的化合物H2S来源动植物腐烂精炼石油石油开采火山喷射气及矿泉水H2S物理性质气体易溶于水无色有毒恶臭H2S化学性质、

制备方法性质方程式酸性H2S⇌H++HS-，HS+⇌H++S2-还原性H2S+I2=2HI+S↓，2H2S+O2=2H2O+S↓与金属离子反应金属离子+硫化氢或硫离子=难溶性硫化物实验室制备H2SFeS(s)+H2SO4(aq)=H2S(g)+FeSO4(aq)Na2S(aq)+H2SO4(aq)=H2S(g)+Na2SO4(aq)分析化学中制H2S分析化学中由硫代乙酰胺水解制备H2S：CH3CSNH2+2H2O=CH3COO-+NH4++H2S↑常见硫化物的物理性质碱金属硫化物和(NH4)2S易溶于水只溶于“王水”HgS(黑色)溶于稀盐酸FeS(黑色)，MnS(肉红色)，ZnS(白色)

溶于硝酸CuS，Ag2S(均为黑色)易溶于浓盐酸SnS2(深棕色)，PbS(黑色)，CdS(黄色)硫化物的化学性质性质物质名称化学反应与稀HCl反应FeS,MnS,ZnSFeS+2H+→Fe2++H2S↑ZnS+2H+→Zn2++H2S↑与浓HCl反应CdS,PbS,SnSPbS+2H++4Cl-→[PbCl4]2-+H2S↑与王水反应HgS3HgS+2HNO3+12HCl→3[HgCl4]2-+6H++3S↓+4H2O+2NO↑与空气中O2反应碱金属硫化物、(NH4)S2(NH4)2S+O2+2H2O→2S↓+4NH3·H2O2Na2S+O2+2H2O→2S↓+4NaOH水解反应易溶或微溶金属硫化物Al2S3+6H2O→2Al(OH)3↓+3H2S↑Na2S+H2O⇌2Na++HS-+OH-PbS+H2O⇌Pb2++HS-+OH-(微弱水解)S2-的鉴定在待测溶液中加入AgNO3溶液。生成棕黑色沉淀2Ag++S2-=Ag2S↓（1）在待测溶液中加入CuSO4溶液。生成黑色沉淀Cu2++S2-=CuS↓（2）用Pb(Ac)2(试纸)检测待测溶液。试纸白色变成黑色Pb(Ac)2(试纸)+H2S(g)=PbS↓+2HAc（3）在待测溶液中加入稀H2SO4或稀HCl。有臭鸡蛋气味气体2H++S2-=H2S↑（4）SO2、SO3的物理和化学性质性质SO2SO3物理性质颜色无色无色气味刺激性气味刺激性气味状态气体固体溶解性易溶于水易溶于水毒性有毒有毒化学性质酸碱性酸性酸性氧化还原性还原性强氧化性与水反应SO2+H2O=H2SO3SO3+H2O=H2SO4H2SO3、H2SO4的性质性质H2SO3H2SO4颜色/状态无色/液体无色/油状液体稳定性不稳定，易氧化稳定酸性中等二元酸强二元酸(稀)Fe+2H2SO4=FeSO4+H2↑(与H前金属)氧化/还原性强还原性SO32-+2H2S+2H+=3S↓+3H2OH2O+SO32-+Cl2=SO42-+2Cl-+2H+强氧化性(浓H2SO4)Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2↑+2H2OC+2H2SO4=CO2↑+2SO2↑+2H2O腐蚀性强腐蚀性浓H2SO4强腐蚀性亚硫酸盐、硫酸盐的性质性质H2SO3H2SO4颜色/状态无色/液体无色/油状液体稳定性不稳定，易氧化稳定酸性中等二元酸强二元酸(稀)Fe+2H2SO4=FeSO4+H2↑(与H前金属)氧化/还原性强还原性SO32-+2H2S+2H+=3S↓+3H2OH2O+SO32-+Cl2=SO42-+2Cl-+2H+强氧化性(浓H2SO4)Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2↑+2H2OC+2H2SO4=CO2↑+2SO2↑+2H2O腐蚀性强腐蚀性浓H2SO4强腐蚀性性质亚硫酸盐硫酸盐溶解性碱金属盐易溶、其它金属正盐微溶一般较易溶(CaSO4、BaSO4和PbSO4除外)稳定性易氧化、遇酸易分解Na2SO