無機化學實驗——氧族.doc

實驗七氧族元素一、實驗目的1.掌握過氧化氫、硫化氫及硫的不同價態(tài)含氧化物的主要性質(zhì)；2.掌握實驗室制備二氧化硫和硫化氫的方法；3.掌握金屬硫化物的生成和溶解條件；4.掌握S2-、SO32-、S2O32-及SO42-的分離和檢出方法.1.P區(qū)元素的性質(zhì)P區(qū)非金屬元素的價電子構型為ns2np16，包括鹵族、氧族、氮族、碳族、硼族及稀有氣體6族共22種元素。P區(qū)非金屬元素的價電子在原子最外層的nsnp軌道上。這些元素隨價電子數(shù)的增多，由失電子的傾向逐漸過渡為共享電子，以致被得電子傾向所取代。同周期系中同周期元素，從左到右隨著原子序數(shù)的增加，非金屬活潑性逐漸增強；同族元素，從上至下，得電子能力依次減弱。2.氧族元素的性質(zhì)氧族元素的價電子構型為ns2np4，氧和硫為較活潑的非金屬元素。H2O2是一種淡藍色的粘稠液體，通常所用為含H2O230%的水溶液。H2O2不穩(wěn)定，易分解放出O2。光照、受熱、增大溶液酸堿度或痕量重金屬的存在都會加速H2O2的分解。H2O2中氧的氧化態(tài)居中，既有氧化性又有還原性。H2O2的鑒定反應:在酸性溶液中，H2O2能使Cr2O72-生成深藍色的CrO(O2)2。CrO(O2)2不穩(wěn)定，在水溶液中與H2O2進一步反應生成Cr3+，藍色消失。反應式如下：4H2O2+Cr2O72-+2H+=2CrO(O2)2+5H2O2CrO(O2)2+7H2O2+6H+=2Cr3+7O2+10H2OCrO(O2)2能與某些有機溶劑如乙醚、戊醇等形成較為穩(wěn)定的藍色配合物，故此反應常用來鑒定H2O2。硫的化合物中，H2S、S2-具有強還原性，而濃H2SO4、H2S2O8及其鹽具有強氧化性。氧化數(shù)為+6-2之間的硫的化合物既有氧化性又有還原性，但以還原性為主。如：2S2O32-+I2=S4O62-+I-S2O32-+4Cl2+5H2O=8Cl-+10H+2SO42-Na2S2O3遇熱和酸性環(huán)境下易分解：S2O32-+H+=SO2+S+H2O(現(xiàn)象呢？)大多數(shù)金屬硫化物溶解度小，且具有特征的顏色（提問：典型金屬硫化物的顏色）。除堿金屬硫化物和硫化銨外，堿土金屬硫化物微溶于水，其余硫化物都難溶于水，并呈特征顏色。在酸性溶液中通H2S，溶液中H+濃度大，s2-濃度低，所以只能沉淀出溶度積小的金屬硫化物。而在堿性溶液中通H2S，溶液中H+濃度小，s2-濃度高，可以將多種金屬離子沉淀成硫化物。因此，控制適當?shù)乃岫?，利用H2S能將溶液中的不同金屬離子按組分離。金屬硫化物的溶解性能取決于其溶度積常數(shù)和其本性。溶解條件：M2+*S2-Ksp（1）加稀鹽酸溶解，如硫化鋅、硫化錳（2）加濃鹽酸溶解，如硫化鉛、硫化鎘（濃鹽酸的作用？）（3）加濃硝酸溶解，如硫化銅（濃硝酸的作用？）（4）同時加入濃硝酸和濃鹽酸，如硫化汞（濃硝酸和濃鹽酸各自的作用？）3.氧族元素的性質(zhì)SO2無色有刺激性氣體，比重較大，易溶于水；是大氣污染中危害較大的一種，主要來源于石油和煤中硫化物的燃燒；（酸雨？）可將煙道氣中的SO2還原為單質(zhì)硫或用堿液（堿廠白泥）吸收，以減小SO2的污染；既有還原性，又有氧化性，但以還原性為主。Na2S2O3性質(zhì)（1）性質(zhì)aI2+S2O32=S4O62+2I(碘水褪色)bS2O32+4Cl2+5H2O=2SO42+8Cl-+10H(Ba2+SO42=BaSO4)cS2O32+2H=SO2+S+H2O(刺激味氣體乳白色沉淀)（2）硫代硫酸鹽的鑒定2Ag+S2O32(適量)Ag2S2O3白Ag2S2O3+H2O=Ag2S黑+H2SO4(顏色變化：白黃棕黑)1.硫化氫的生成和性質(zhì)（1）FeS減半量進行，黃豆粒大小即可（2）用濕潤的醋酸鉛試紙檢驗氣體的原理（3）硫化氫的還原性和硫離子鑒定試驗中，硫化氫溶液可用硫代乙酰胺溶液代替。2.過二硫酸鹽的氧化性S2O82-+H+Mn2+=(比較有無Ag+反應速率)3.亞硫酸鹽的性質(zhì)與鑒定SO32-+S2-=SO32-+MnO4-=硫代硫酸鹽的性質(zhì)與鑒定S2O32-+I2=S2O32-+Cl2=(如何證明有SO42-生成？)S2O32-+H+=S2O32-+Ag+=5.過氧化氫的性質(zhì)與鑒定（1）檢驗：H2O2+Cr2O72-+H+=(戊醇)（2）催化分解：H2O2=（MnO2存在下，檢驗有無氧氣生成）（討論：反應結束后，如何檢驗溶液中是否還存在H2O2？）（3）氧化性：H2O2+Pb2+S2-=H2O2+I-+H+=（4）還原性：H2O2+MnO4-+H+=6設計實驗有4瓶無色溶液，可能是Na2S、Na2SO3、Na2S2O3、Na2SO4，用最簡便的方法鑒定出各是什么溶液（課堂討論）四、注意事項1.濃硫酸的取用安全：（1）沾到皮膚上的處理；（2）易吸水，應及時蓋好瓶蓋；（3）濃硫酸的傾倒；（4）含濃硫酸殘液的處理2二氧化硫具有刺激性氣味，對人體和環(huán)境帶來毒害和污染，對人體呼吸系統(tǒng)損害較大。因此凡涉及二氧化硫的反應都要采取相應措施，減少二氧化硫逸出并在通風櫥中進行。3.硫化氫具有強烈的臭雞蛋氣味，毒性較大，主要引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)中毒。因此凡涉及二氧化硫的反應都要在通風櫥中進行五、思考題1.根據(jù)實驗比較S2O32-和I