苏州大学《无机化学》氧族元素.ppt

§ 氧族元素
氧族元素包括:
氧族元素的价层电子构型:
ⅥA —— ns2np4
氧( 8O)、硫( 16 S)、硒(34Se)、碲(52Te)、钋(84Po)
3. H2O2:
(i)结构——书页结构,sp3杂化,有一个过氧键(O-O),如图所示。
A. 又称为双氧水,能与水以任意比想混溶(氢键,缔合程度比水大),可作杀菌、消毒、漂白剂。
(ii) 性质
B. 稳定性:在低温下比较稳定。但见光或加热易分解,浓度越大,越易分解,有时发生爆炸(不能接触有机物)。碱性比酸性介质中易分解;有些金属离子(Fe2+、Mn2+、Cu2+、Cr3+)对其分解起催化作用。
保存在棕色瓶中,阴凉处
C. 氧化还原性:无论在酸性还是碱性介质中,都是氧化剂;遇上强氧化剂则表现出还原性。P495
H2O2作氧化剂还原产物为H2O ,不会引入新杂质
金属硫化物
硫化物中大多数是金属硫化物,它们大多是有颜色的且难溶于水的固体,只有碱金属的大多是易溶的,碱土金属硫化物大多是微溶的。
硫化物的颜色、溶解性及在酸中的溶解情况在分析化学中用来鉴别和分离金属离子的混合物。
Cr2S3、Al2S3在水中完全水解,因此,这些硫化物不可能用湿法从溶液中制备。下面是一些硫化物的水解方程式:
Na2S+H2O →NaHS+NaOH
2CaS+2H2O → Ca(OH)2+Ca(HS)2
Al2S3+6H2O → 2Al(OH)3↓+3H2S↑
当强酸加到金属硫化物中有H2S产生,根据其在酸中的溶解情况分成四类:
能溶于稀盐酸如:ZnS、MnS等Ksp>10-24
能溶于浓盐酸如:CdS、PbS等Ksp=10-25~10-30
不溶于浓盐酸溶于***如:CuS、Ag2S等Ksp<10-30
3CuS+8HNO3 →3Cu(NO3)2+3S↓+2NO↑+4H2O
不溶于***而溶于王水如:HgS等Ksp更小
3HgS+12HCl+2HNO3 → 3H2HgCl4+3S+2NO↑+4H2O
注:以上的Ksp以二价金属为标准
名称
化学式
颜色
在水中
稀酸中
溶度积
Ksp
硫化钠
硫化锌
硫化锰
硫化亚铁
硫化铅
硫化镉
硫化锑
硫化亚锡
硫化***
硫化银
硫化铜
Na2S
ZnS
MnS
FeS
PbS
CdS
Sb2S3
SnS
HgS
Ag2S
CuS
白色
白色
肉红色
黑色
黑色
黄色
桔红色
褐色
黑色
黑色
黑色
易溶
不溶
不溶
不溶
不溶
不溶
不溶
不溶
不溶
不溶
不溶
易溶
易溶
易溶
易溶
不溶
不溶
不溶
不溶
不溶
不溶
不溶
-
×10-23
×10-18
×10-19
×10-28
×10-29
×10-59
×10-25
×10–53
×10-49
×10-45
硫化锌
硫化锰
硫化镉
硫化***
硫化锑
硫化锡
硫化铋
H2SO4:
(i) 结构:
四面体,sp3杂化, 四个σ键、二个σ配键,还可形成一个(p-d)π反馈配键。
(p-d)π反馈配键
(ii) 性质:
A. 无色油状液体,98%的硫酸的沸点是330°C,是高沸点酸(由于分子间的氢键造成的),与磷酸相似(它们是等电子体)。
B. 强吸水性:硫酸是SO3的水合物,可以形成一系列的水合物(表示为SO3·xH2O),可做干燥剂;
浓硫酸的稀释:酸水有相逢,见面热腾腾。水轻硫酸重,重往轻里送。
C. 脱水性:把许多有机物按水的比例脱去而碳化,如毁容。所以使用时特别注意。
D. 强氧化剂:易与许多金属和非金属反应,一般被还原为SO2。活泼金属可将浓硫酸还原为S、H2S,但不生成H2。
(iii) 工业制硫酸——接触法
SO42-:
(i) 结构: s原子sp3杂化,形成正四面体结构
(ii) 性质:
A. 大多数可溶(除Pb2+、Ca2+、Ag+、Sr2+、Ba2+难溶或微溶)
B. 大多数SO42-盐带结晶水,这与它们易于水形成氢键有关;此外,易形成复盐。
C. SO42-(s)的热稳定性差异较大:活泼金属的硫酸盐稳定性高;而不活泼的金属硫酸盐(尤其是18e-的金属盐)易分解。