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P区非金属元素(一)

P区非金属元素(一)
P区非金属元素(一)

实验十七:P区非金属元素(一)(卤素、氧、硫)

〔实验目的〕

1. 学习氯气、次氯酸盐、氯酸盐的制备方法;

2. 掌握次氯酸盐、氯酸盐强氧化性的区别;

3. 掌握H2O2某些重要性质;

4. 掌握不同氧化态硫的化合物的主要性质;

5. 掌握气体的发生方法和仪器的安装;

6. 了解氯、溴、氯酸钾的安全操作。

〔实验原理〕

1. 卤素的价电子构型为ns2np5,所以其非金属性从上到下逐渐增强:

卤素单质氧化性顺序:F2>Cl2>Br2>I2;

卤素离子还原能力:F-<Cl-<Br-<I-。

2. 氯、溴、碘的价电子层中都有空nd轨道,当它们与电负性更大的元素(如氧)化合时,空的nd轨道可以参与成键,从而显示出更高的氧化态。高氧化态物质具有较高的氧化性,其变化规律为:(以氯为例)

酸性增强,氧化能力减弱,热稳定性增强(HClO2的氧化性比HClO强)

HClO HClO2HClO3HClO4氧化能力减弱,热稳定性增强

MClO MClO2MClO3MClO4

3. 氧族元素价电子构型为ns2np4,其中氧和硫为较活泼的非金属元素。在氧的化合物中H2O2是一种淡蓝色的液体;H2O2不稳定稳定,易分解放出氧气;H2O2中氧的氧化态居中,所以既H2O2有氧化性又有还原性。在酸性溶液中,能使Cr2O72-生成深蓝色的CrO(O2)2,CrO(O2)2能与乙醚、戊醇形成稳定的蓝色配合物,此法可用于鉴定H2O2:

4H2O2+Cr2O72-+2H+=2CrO(O2)2+5H2O

4. 硫的化合物中,H2S、S2-具有强还原性,而浓H2SO4、H2S2O8及其盐具有强氧化性,氧化数为+6~-2的硫的化合物既的氧化性又有还原性,但以还原性为主。大多数金属硫化物溶解度小,且具有特征的颜色。

〔实验步骤〕 内容 步骤 现象 结论(解释)

参见图17-1 一、次氯酸钠和氯酸钾的制备

Cl 2+2 OH -?ClO -+Cl -+H 2O (冷水)

Cl 2+6OH -?ClO 3-+5Cl -+H 2O (Δ)①KBr +CCl 4+氯水

KI +CCl 4+溴水

卤素的氧化性强弱为: 氯>溴>碘(电极电势?) ②KBr +CCl 4+FeCl 3

二、Cl 2、Br 2、I 2的氧化性及Cl -、Br -、I -的还原性 KI ++CCl 4+FeCl 3

卤素离子还原能力: Cl -<Br -<I -① 10d ClO -+ 5dKI+2d H 2SO 4 ClO -+ 2I - +2H +=I 2+ Cl -+H 2O ② 10d ClO -+5d MnSO 4 2OH -+ClO -+Mn 2+=Cl -+

MnO 2+H 2O

③ 10d ClO -+5d 浓HCl ClO -+2H ++Cl -=Cl 2+ H 2O

三、卤素含氧酸盐的性质 1. 次氯酸钠的氧化性 ④ 10d ClO -+品红溶液

次氯酸盐具有漂白作用 K ClO 3(s )+ H 2O+ KI

+ H 2SO 4 ClO 3-+6 H ++6I -=3I 2+ Cl -+3H 2O

(2)氯酸盐的氧化性 +KClO 3

2ClO 3-+ I 2=2IO 3-+2Cl -3% H 2O 2+MnO 2 2H 2O 2=2H 2O + O 2(MnO 2)

四、H 2O 2的性质 1. H 2O 2的分解

3% H 2O 2+Pb(NO 3)2

3% H 2O 2+ H 2SO 4+KI H 2O 2+2I -+2H +=2H 2O+ I 2

2. H 2O 2的氧化性 3% H 2O 2+H 2SO 4+硫代乙酰胺

H 2O 2+H 2S =S+2H 2O 3. H 2O 2的还原性 3% H 2O 2+H 2SO 4+KMnO 4 5H 2O 2+6H ++2MnO 4-=

Mn 2++5O 2+8H 2O

4H 2O 2+Cr 2O 72-+2H +=

2CrO(O 2)2+5H 2O

4. H 2O 2的鉴定反应 2ml3% H 2O 2+0.5ml 乙醚+1ml H 2SO 4+3~4d K 2Cr 2O 7 2CrO(O 2)2+7H 2O 2+6H +=Cr 3++

7O 2+H 2O

五、硫的化合物的性质 1. 硫的化合物的溶解性 由相应金属离子及Na 2S 制备硫化物进行实验: MnS PbS

CuS 2mol·L -1HCl 溶 - -

浓HCl 溶 溶 溶

浓HNO 3溶 溶 溶 2CuS+4HCl =CuCl 42-+H 2S+ Cu 2+

CuS+4HNO 3=Cu 2++NO 3-+NO 2+S Na 2SO 3+H 2SO 4,+PH 试纸检 SO 2呈酸性 ① +硫代乙酰胺 SO 32-+H 2S =S+ H 2O

2. 亚硫酸钠的性质

(还原性) ② + K 2Cr 2O 7

3SO 32-+Cr 2O 72-+8H +=2Cr 3++ 3SO 2-4+4H 2O

Na 2S 2O 3+H 2SO 4 S 2O 32-+2H +=SO 2+ S+ H 2O

3. 硫代硫酸钠的性质 ①在酸中不稳定性

Na 2S 2O 3+氯水

S 2O 32-+4Cl 2+5H 2O =2SO 42-+8 Cl -+10H +②还原性及氧化剂

的强弱对产物的影

Na 2S 2O 3+碘水 2S 2O 32-+ I 2=S 4O 62-+ I -AgNO 3+ Na 2S 2O 3 Ag ++ S 2O 32-=[Ag(S 2O 3)2]3-③配位性

Na 2S 2O 3+ AgNO 3 Ag 2S 2O 3→Ag 2S 3mlH 2SO 4+3mlH 2O+3dMnSO 4 ①+K 2S 2O 8(s ),水浴Δ

4. 过二硫酸盐的氧

化性 ②+1d AgNO 3+ K 2S 2O 8(s ),Δ 2Mn 2++8H 2O+5S 2O 82-=2 MnO 4-+10SO 42-+16H +(AgNO 3) 〔基本操作〕

1. 气体发生装置的方法和仪器的安装〔次氯酸钠和氯酸钾的制备(图17)〕

2. 试管的使用

3. 溶液的分离〔离心机的使用〕

〔思考题〕

1. 本实验中制备氯气无二氧化锰,可用哪些药品代替?

2. 用碘化钾淀粉试纸检验氯气时,试纸先呈蓝色后褪去,为什么?

3. 长久放置的硫化钠、硫化氢、亚硫酸钠溶液会有什么变化?

4. 硫代硫酸钠的配位反应中,溶液的加入顺序不同会有不同的实验结果,为什么?

5. 过二硫酸盐的氧化性实验中,硝酸银的作用是什么?

p区元素总结

第1节氮族元素分页: 1 234 周期系第V A族元素称氮族元素(Nitrogen family elements)。它包括氮(Nitrogen)、磷(Phosphorus)、砷(Arsenic)、锑(Antimony)与铋(Bismuth)。氮就是生命得基础,磷就是动植物得必需元素。砷、锑、铋三者性质较为相似,就是重要得合金元素。而磷却与砷、锑有一定得相似性,它们得化合物丰富多彩,大多就是重要得工业原料、肥料、新技术材料。 14、1 氮族元素 14、1、1 氮族元素概述 周期系第V A族:氮N、磷P、砷As、锑Sb、铋Bi 五种元素,又称为氮族元素; ? 氮与磷就是非金属元素,砷与锑就是准金属,铋就是金属元素; 氮族元素价电子构型: ns2 np3; 氮族元素所形成得化合物主要就是共价型得,原子越小形成共价键得趋势越大。 图14-1 氮族元素在周期表中得位置 表14-1 氮族元素得一般性质

14、1、2 氮族元素得单质 ??? ?? 图14-2 氮族元素得单质 1、存在 氮族元素中除磷在地壳中含量较多外,其它各元素含量均较少。 氮主要以单质存在于大气中,天然存在得氮得无机化合物较少。 磷较容易氧化,在自然界中不存在单质。它主要以磷酸盐得形式分布在地壳中。 ? 砷、锑与铋主要以硫化物矿得形式存在,如雄黄:As4 S4。 雌黄(As2S3 )辉锑矿(Sb2S3 ) 雄黄(As4S4) 图14-3 氮族元素得存在 2、性质 除氮气外,其它氮族元素得单质都比较活泼。化学性质列于上表中。 表14-2 氮族元素得化学性质

3、N2 N2分子得分子轨道表达式为: N2[(σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(π2py,π2pz)4(σ2px)2] 氮气就是无色、无臭、无味得气体。沸点为-195、8°C。微溶于水。 强得N≡N键(944kJ/mol),常温下化学性质极不活泼,故N2常常作为惰性气体使用。 4、磷得同素异形体 图14-4 白磷与红磷 (1)白磷得结构 白磷得结构 由P4分子通过分子间力堆积起来,每个磷原子通过其px,py与pz轨道分别与另外3个磷原子形成3个σ键,键角∠PPP为60°,分子内部具有张力,其结构不稳定。 图14-5 白磷得结构 白磷得性质 白磷P4就是透明得、柔软得蜡状固体,化学性质活泼,空气中自燃,溶于非极性溶剂。

实验一元素实验报P区非金属实验报告

实验一P区非金属元素(卤素、氧、硫) 一、实验目的 1、学习…… 二、实验原理 1、卤素均具有氧化性,其氧化性强弱为:Cl2>Br2>I2, 前者可氧化后者的X-。 X-还原性强弱:Cl-Br2>I2还原性顺序Cl->Br->I- 2、氯气检验:KI-淀粉试纸(湿)变蓝(NO2等氧化性气体具有相似性质) (三)ClO-、ClO3-的性质

p区元素(二)习题总结

第14章P区元素(二)习题目录 一判断题 1 氧族元素中,只有氧在自然界可以单质状态存在。() 2 在所有含氧的化合物中,氧的氧化值都是负的。() 3 氧族元素氢化物还原性强弱的次序为H2OH2S>H2Se>H3Te。() 8 O3是反磁性的极性分子。() 9 硫的含氧酸及其盐都是不稳定的,极易分解。() 10 浓硫酸不能用于干燥氨气。() 11 可用浓硫酸干燥CO2气体。() 12 H2S在空气中燃烧的产物只能是SO2和H2O。() 13 可用FeS与HNO3反应制取H2S。() 14 SO2是大气的主要污染源之一,酸雨主要是由SO2形成的。() 15 浓硫酸虽有强氧化性,但仍可用铁罐运输。() 16 浓硫酸属于高沸点酸。() 17 将H2S通入MnSO4溶液中,可得到MnS沉淀。() 18 H2S溶液放置一段时间变混浊,是因为H2S被空气氧化生成S沉淀。() 19 用Na2S溶液与含Cr3+的溶液反应,得不到Cr2S3,若想制得Cr2S3必须采用干法。106 用Na2S溶液与含Al3+的溶液反应,可得到Al2S3。() 20 硫代硫酸钠的俗名是大苏打。() 21 海波的化学式为Na2S2O3·5H2O。() 22 在照像行业中Na2S2O3作为定影剂使用是基于它具有还原性。() 23 在酸性溶液中,KMnO4只能将H2S氧化为单质硫。() 24 氢氟酸能腐蚀玻璃,故需要用塑料瓶保存。() 25 在氢卤酸中,由于氟的非金属性强,所以氢氟酸的酸性最强。() 26 所有卤素元素都有正的氧化值。() 27 在卤素与氧的化合物中,每种卤素都有多种正氧化值。() 28 卤化氢沸点高低的次序为HFHCl>HBr.>HI。() 30 卤化氢还原性强弱的次序为HFHBr.>HI>HF。() 32卤素单质在水中都可以发生歧化反应。() 33 卤素单质在酸性介质中更容易发生歧化反应。() 34 除HF外,可用卤化物与浓硫酸反应制取卤化氢。() 35 卤素单质水解反应进行的程度由Cl2到I2依次减弱。() 36 HClO4是最强的无机酸。() 37 氯的含氧酸酸性强弱次序为HClO

无机化学实验:p区非金属元素---氧、硫

实验四 p区非金属元素---氧、硫 【学习目标】 认知目标:掌握H2O2的性质及不同氧化态硫化合物的主要性质,比较MS的溶解性。 技能目标:学会离心机的正确使用。 思想目标:提高理论知识在实验中的应用能力。 【教学安排】 一 课时安排:3课时 二 实验要点: 1、H2O2的性质(学生自行设计实验) 2、硫化合物的主要性质:溶解性、MSO3的性质、MS2O3的性质、过二硫酸盐的性质。【重点、难点】 不同氧化态硫化合物的主要性质,设计实验验证H2O2的性质。 【教学方法】问题式教学、演示法、实验指导 【实验指导】 H2O2的性质 1、设计实验思路: 由元素电势图: 可知: H2O2(有腐蚀性、毒害性)无论在酸性或碱性中都是强氧化剂,如将PbS→PbSO4 H2O2的还原性较弱,在酸性介质中只有碰到强氧化剂才表现出还原性。 可见:H2O2的性质:氧化性及还原性(H2O2中的O为-1氧化态),H2O2还具有弱酸性和不稳定性。 (1) H2O2的分解 原理:H2O2容易分解,较低温度和高纯度时比较稳定,当溶液中含有微量的Mn2+(MnO2)或光照、加热时会促使H2O2发生催化分解:H2O2=2H2O+O2↑。所以H2O2应避光低温保存。 操作:试管:1—2 mL 3% H2O2,微热,观察是否有气泡产生?(O2↑是否产生) 再往试管中加入很少量MnO2粉末,将带有余烬的火柴伸入试管中、有何现象?(火柴复燃?) (注意加入的MnO2一定要少,以防分解过猛使H2O2喷溅到管外), 现象:反应激烈,有大量的气泡产生。

(2) H2O2的氧化性 原理: $1 酸性中氧化I- (用硫代硫酸钠滴定I2,可算出H2O2的含量。) $2 H2O2可使黑色的PbS氧化为白色PbSO4 Pb2+ + TAA→PbS,PbS + 4 H2O2=PbSO4↓+ 4H2O。 操作: $1、试管:5d 0.2 mol·L-1 KI,3d 3 mol·L-1 H2SO4酸化后,滴入2d H2O2溶液。紫黑色沉淀I2生成。 $2、试管:0.2 mol·L-1 Pb(NO3)2,滴入2d 0.1 mol·L-1 TAA溶液(黑色的PbS↓), 滴入2d H2O2溶液。黑色沉淀PbS↓消失,PbSO4↓(白)生成。 (3) H2O2的还原性 操作:试管:5d 0.2 mol·L-1 KMnO4溶液,用3d 3 mol·L-1 H2SO4酸化后,滴入2d H2O2溶液。现象:溶液紫红色消失,有无色无味气泡产生。 原理:无论在酸性或碱性中,H2O2的氧化性都要比H2O2的还原性强得多,只有遇到更强的氧化剂时,过氧化氢才可作还原剂,氯气和高锰酸钾都能与H2O2反应放出氧气。 2MnO4-+ 5H2O2 + 6H+= 2Mn2+ + 5O2↑+ 8H2O 2、H2O2的鉴定 操作:试管:2 mL 3% H2O2→ 0.5 mL 乙醚 → 1mL 1 mol·L-1 H2SO4 → 4d K2Cr2O7 现象:乙醚层呈深蓝色(上层),下层溶液无色。 原理:H2O2有一特殊反应,能和K2Cr2O7在酸性中生成蓝色的过氧化铬[ CrO5或 CrO(O2)2 ] CrO5可认为是H2CrO6脱水而得。CrO5显蓝色,在乙醚中比较稳定,故通常预先加一些乙醚。这 个反应可用于检验H2O2,也可检验Cr2O72—或CrO42—。 五、硫的化合物性质 1、硫化物的溶解性

p区元素

第10章 p 区元素 【10-1】完成下列反应方程式: (1)KBr+KBrO 3+H 2SO 4 (2)AsF 5+H 2O (3)OCl 2+H 2O (4)Cl2通入热的碱液 (5)Br2加入冰水冷却的碱液 解:(1)5KBr+KBrO 3+3H 2SO 4 = 3Br 2+3K 2SO 4+3H 2O (2)AsF 5+4H 2O = H 2AsO 4 +5HF (3)OCl 2+H2O = 2 HClO (4)3Cl 2 + 6NaOH(热) = NaClO 3 + 5 NaCl+ 3H 2O (1)Br 2 + 2NaOH(冰水) = NaBr + NaBrO+H 2O 【10-2】用表9-1和表10-1有关数据比较F2和Cl2分别与Na(s)反应时,何者放出的能量更多?并指出造成此结果的原因(NaF 和NaCl 的晶格能分别为915kJ/mol 和778kJ/mol )。 解:.前者放出的能量多 (1 1 402(NaCl),556)(--?-=??-=?mol kJ rH mol kJ NaF rH ), 因为氟的原子半径小,当生成离子化合物时晶格能大。 计算过程如下: 【10-3】Br 2能从I - 溶液中取代出I ,但I 2又能从KBrO 3溶液中取代出Br 2,这两种实验事实有无矛盾?为什么?

解:不矛盾。因为φ?(Br 2/Br -)>φ? (I 2/I -),所以Br 2+2I - 2Br -+I 2能进行,说明氧化性Br 2>I 2;又因为φ? (Br /Br 2)>φ? (I /I 2),所以2Br +I 2 Br 2+2I 能进行,说明氧 化性Br >I ,或还原性I 2>Br 2。 【10-4】将Cl 2不断地通入KI 溶液中,为什么开始时溶液呈黄色,继而有棕色沉淀产生,最后又变成无色溶液? 解:黄色为I 3- , 棕褐色沉淀为I 2, 无色为IO 3- 。有关反应为: 2I - + Cl 2 === 2Cl - + I 2I 2 + I - === I 3-I 2 + 5Cl 2 + 6H 2O === 2IO 3- + 10Cl - + 12H + 【10-5】写出下列制备过程中的反应方程式: (1)由NaBr 制备HBr (2)由KI 制备KIO 3 (3)由I 2和P 制备HI (4)由Cl 2和CaCO 3制备漂白粉 解: 电解(2) KI + 3H 2O === KIO 3 + 3H 2↑(4) CaCO 3===CaO+CO 2↑ CaO + H 2O===Ca(OH)2 2Cl 2 + 2Ca(OH)2===CaCl 2 + Ca(ClO)2 + 2H 2O 高温5. (1) NaBr + H 3PO 4=== NaH 2PO 4 + HBr (3) 2I 2 + 3P + 6H 2O === 2H 3PO 4 + 6H 2O 电解(2) KI + 3H 2O === KIO 3 + 3H 2↑(4) CaCO 3===CaO+CO 2↑ CaO + H 2O===Ca(OH)2 2Cl 2 + 2Ca(OH)2===CaCl 2 + Ca(ClO)2 + 2H 2O 高温5. (1) NaBr + H 3PO 4=== NaH 2PO 4 + HBr (3) 2I 2 + 3P + 6H 2O === 2H 3PO 4 + 6H 2O 【10-6】比较下列性质的大小 (1)键能:F —F 和Cl —Cl (2)电子亲合能:F 和Cl (3)酸性:HI 和HCl (4)热稳定性:HI 和HCl (5)水中溶解度:MgF 2和MgCl 2 (6)氧化性:HClO 和HClO 4 解:(1)F —FHCl ;(4)HIHClO 4 【10-7】在淀粉碘化钾溶液中加入少量NaClO 时,得到蓝色溶液A ;继续加入过量NaClO 时,得到无色溶液B 。然后酸化之,并加入少量固体Na 2SO 3于B 溶液,则蓝色又出现;当Na 2SO 3过量时,蓝色又褪去成无色溶液C ;再加入NaIO 3溶液蓝色又出现。指出A 、B 、C 各为何物?并写出各步的反应方程式。

无机化学实验第四版实验十八:p区非金属元素(二)(卤素-

无机化学实验第四版实验十八:p区非金属元素(二)(卤素-氧-硫)

实验名称:P区非金属元素(一)(卤素,氧,硫) 实验目的:温度:气压: 一、实验目的 1.试验并掌握bu用氧化态氮的化合物的主要性质; 2.试验磷酸盐的酸碱性和溶解性; 3.掌握硅酸盐,硼酸及硼砂的主要性质; 4.练习硼砂珠的有关实验操作。 二、基本操作 1.试管操作 1)普通试管可以直接加热 装溶液时不超过试管容量的1/2,加热时不超过试管的1/3,加热时必须用试管夹夹,夹在接近试管口部位。加热时先使试管均匀受热,然后在试管底部加热,并不断移动试管。这时应将试管倾斜约45度,管口不要对着有人的方向。 2)主要用途 ①盛取液体或固体 ②加热少量液体或固体 ③制取少量气体反应器 ④收集少量气体用 ⑤溶解少量气体,液体或固体等溶质 3)使用注意事项 ①盛取液体时容积不超过其容积的1/3 ②加热使用试管夹,试管口不能对着人,加热盛有固体的试管时,试管口稍

向下倾斜45度 ③受热要均匀,以免暴沸或试管炸裂 ④加热后不能骤冷,防止破裂 ⑤加热时要预热,防止试管骤热而爆裂 ⑥加热时要保持试管外壁没有水珠,防止受热不均匀而爆裂 ⑦加热后不能在试管未冷却至室温时就洗涤试管 2.硼砂珠实验(详见实验内容) 三、实验内容 1.铵盐的热分解(思考:为何试管可以垂直固定加热呢?) 操作现象反应式 硬质试管中加入物质,将其垂直固定加热,用湿润的pH试纸横放试管口,观 察 +氯化铵pH试纸先变蓝再变红,试 管壁有白色附着物生成 NH4Cl==NH3+HCl +硫酸铵pH试纸变蓝(NH4)2SO4==NH3+NH4HSO4 +重铬酸氨pH试纸变蓝,有绿色固体 生成 (NH4)2Cr7O4==Cr2O3+N2+4H2O 总结:固态的铵盐加热极易分解,一般分解为NH3和相应的酸,如果酸是不挥发的,生成NH3和酸残留在容器内;如果生成的酸具有氧化性,则NH3被氧化为N2O,N2O不稳定分解为N2和O2。 2.硝酸盐和亚硝酸盐 1)亚硝酸的生成和分解 操作现象反应式 将都经冰水冷却过的H2SO4+饱和NaNO2,观 察试管中的溶液由无色变为 蓝色 NaNO2+H2SO4==HNO2+NaHSO4 4HNO2==4NO+4H2O+O2 从冰水取出,放置片刻, 观察试管口有红棕色气体产 生,溶液颜色褪去 2NO+O2==2NO2 4HNO2==N2O3+4H2O==NO+NO2+H2 O 2)亚硝酸的氧化性和还原性 操作现象反应式 KI+H2SO4+NaNO2,观察现象有大量气体产生,溶液颜色2NO2-+2I-+4H+==I2+2NO+2H2

实验十七 p区非金属元素(一)(卤素、氧、硫)

实验十六p区非金属元素(一)(卤素、氧、硫)[实验目的] 1、学习氯气、次氯酸盐的制备方法。 2、掌握次氯酸盐、氯酸盐强氧化性的区别。 3、掌握H2O2的某些重要性质。 4、掌握不同氧化态硫的化合物的主要性质。 5、掌握气体发生的方法和仪器安装。 6、了解氯、溴、氯酸钾的安全操作。 [实验内容] 一、KClO3和NaClO的制备 1、制备Cl2 药品:15g MnO2 (或KMnO4)+30 ml浓HCl MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+2H2O+Cl2↑ 2KMnO4+16HCl(浓)=2MnCl2+8H2O +2KCl +5Cl2↑ 2、制备KClO3 A试管:15 ml 30%KOH+Cl2热水加热 6KOH(30%)+3Cl2 KClO3+5KCl+3H2O A试管由无色变为黄色,产生小气泡,当由黄色变无色后,将A试管冷却,即有KClO3晶体析出。 3、制备NaClO B试管: 15ml 2 mol?l-1NaOH+Cl2冷水 2NaOH+Cl2 NaCl+NaClO+H2O 4、制备Cl2水 C试管:15ml 蒸馏水+Cl2 5、吸收尾气: D试管:2 mol?l-1 NaOH+NaS2O3+Cl2 注意事项: (1)A、B、C可以分步进行, (2)装置气密性要完好 (3)浓HCl要缓慢滴加 (4)反应完毕,先向烧瓶中加入大量水,然后拆除装置 (5)反应开始时要加热,反应开始后,可停止加热。 二、Cl2、Br2、I2的氧化性 及Cl-1、Br-、I-1的还原性 同学们自行设计实验: (1)、卤素单质的氧化性顺序 (2)、卤素离子的还原性顺序 三、卤素含氧酸盐的性质 1、NaClO的氧化性 ①0.5ml NaClO+5滴0.2mol·L-1KI+2滴1mol·L-1H2SO4 ClO-+I-+3H+=HCl+I2+H2 溶液由无色变成黄色,I-→I2 ClO-→Cl- ②0.5ml NaClO+5滴0.2mol·L-1MnSO4溶液 ClO-+H2O+Mn2+=Cl-+2H++MnO2 现象:产生棕褐色沉淀

名称P区非金属元素卤素氧硫

实验名称:P区非金属元素(一)(卤素,氧,硫) 实验目的:温度:气压: 一、实验目的 1.试验并掌握bu用氧化态氮的化合物的主要性质; 2.试验磷酸盐的酸碱性和溶解性; 3.掌握硅酸盐,硼酸及硼砂的主要性质; 4.练习硼砂珠的有关实验操作。 二、基本操作 1.试管操作 1)普通试管可以直接加热 装溶液时不超过试管容量的1/2,加热时不超过试管的1/3,加热时必须用试管夹夹,夹在接近试管口部位。加热时先使试管均匀受热,然后在试管底部加热,并不断移动试管。这时应将试管倾斜约45度,管口不要对着有人的方向。 2)主要用途 ①盛取液体或固体 ②加热少量液体或固体 ③制取少量气体反应器 ④收集少量气体用 ⑤溶解少量气体,液体或固体等溶质 3)使用注意事项 ①盛取液体时容积不超过其容积的1/3 ②加热使用试管夹,试管口不能对着人,加热盛有固体的试管时,试管口稍

向下倾斜45度 ③受热要均匀,以免暴沸或试管炸裂 ④加热后不能骤冷,防止破裂 ⑤加热时要预热,防止试管骤热而爆裂 ⑥加热时要保持试管外壁没有水珠,防止受热不均匀而爆裂 ⑦加热后不能在试管未冷却至室温时就洗涤试管 2.硼砂珠实验(详见实验内容) 三、实验内容 1.铵盐的热分解(思考:为何试管可以垂直固定加热呢?) 操作现象反应式 硬质试管中加入物质,将其垂直固定加热,用湿润的pH试纸横放试管口,观察 +氯化铵pH试纸先变蓝再变红,试 管壁有白色附着物生成 NH4Cl==NH3+HCl +硫酸铵pH试纸变蓝(NH4)2SO4==NH3+NH4HSO4 +重铬酸氨pH试纸变蓝,有绿色固体 生成 (NH4)2Cr7O4==Cr2O3+N2+4H2O 总结:固态的铵盐加热极易分解,一般分解为NH3和相应的酸,如果酸是不挥发的,生成NH3和酸残留在容器内;如果生成的酸具有氧化性,则NH3被氧化为N2O,N2O不稳定分解为N2和O2。 2.硝酸盐和亚硝酸盐 1)亚硝酸的生成和分解 操作现象反应式 将都经冰水冷却过的 H2SO4+饱和NaNO2,观察试管中的溶液由无色变为 蓝色 NaNO2+H2SO4==HNO2+NaHSO 4 4HNO2==4NO+4H2O+O2 从冰水取出,放置片刻, 观察试管口有红棕色气体产 生,溶液颜色褪去 2NO+O2==2NO2 4HNO2==N2O3+4H2O==NO+NO2+H2O 2)亚硝酸的氧化性和还原性 操作现象反应式 KI+H2SO4+NaNO2,观察现象有大量气体产生,溶液颜色 变为紫色 2NO2-+2I-+4H+==I2+2NO+2H2O KMnO4+H2SO4+NaNO2,观察 颜色溶液迅速褪色变为无色2MnO4-+5NO2-+6H+==2Mn2++5 NO3-+3H2O

P区非金属元素:卤素 氧 硫 氮 磷 硅 硼

7.3 P区非金属元素:卤素 氧 硫 氮 磷 硅 硼 一、实验目的 1.掌握卤素离子及S2-的还原性; 2.掌握氯和氮的含氧酸、含氧酸盐的氧化性、热稳定性; 3.掌握H 2O 2 的氧化还原性和不同价态硫的化合物的性质; 4.掌握磷酸盐的重要性质; 5.掌握硅酸、硼酸的重要性质。 二、实验原理 卤素(氟、氯、溴、碘)、氧、硫、氮、磷、硅、硼均为P区非金属元素。 卤素单质都是强氧化剂,其氧化性顺序为F2 > Cl2 > Br2 > I2;而卤素离子的还原性顺序恰好相反,为F-< Cl-< Br-< I-。相关标准电极电位如下: 电对F2/F-Cl2/Cl-Br2/Br-I2/I- E°/V 2.87 1.36 1.065 0.535 卤素单质的氧化性和X-1的还原性请同时参考“氧化还原反应和电化学”实验。 氧的性质活波,形成为数众多的化合物,它们是元素化学的重点。过氧化氢是经常使用的氧化剂,其水溶液比较稳定,但光、热、金属离子的存在或者增加溶液的碱性都可以加速其分解。除具有氧化性外,过氧化氢又有还原性。把过氧化氢加入重铬酸钾的酸性溶液中得到一种美丽的蓝色化合物。该化合物可以被乙 醚萃取而得到稳定。蓝色化合物为过氧化铬Cr(O 2) 2 O,可以与溶液中的过量的过 氧化氢反应而被分解。 2Cr(η2-O 2) 2 O + 7H2O2+ 6H+= 2Cr3+ + 7O2 + 10H2O 硫单质表现为既有氧化性又有还原性、磷单质则基本表现为还原性。由于S2-具有较大的变形性,所以和多种金属离子生成颜色不同,溶解度不同的金属硫化物。例如,Na2S可溶于水;ZnS(白色)难溶于水,易溶于稀盐酸;CdS(黄色)不溶于稀盐酸,易溶于较浓盐酸;CuS(黑色)不溶于盐酸,可溶于硝酸;HgS (黑色)不溶于硝酸,可溶于王水。依据金属硫化物溶解度和颜色的不同,可分离和鉴定金属离子. 在含氧酸和含氧酸盐中,卤素(氟除外)和氮的含氧酸及其盐都具有相当强的氧化性和热不稳定性,因而许多氯酸盐、次氯酸盐、亚硝酸盐都是常用的氧化

高中化学-s区和p区元素

s区和p区元素化学引言Introduction of the Chemistry of s and p Elements 周期系中的主族元素(the elements in the main subgroups)即为s区和p区元素。每一周期(period)以两种s区元素开始,后面是六种p区元素(第一周期例外,只有两种元素)。 一、原子半径(Atomic Radii)、电离势(Ionization Energy)、电子亲和能 (Electron Affinity)和电负性(Electronegativity)的周期性变化 (见第七章) 二、s和p区元素的氧化态(Oxidation State of s and p Element) 1.外层s和p轨道之间的能量差 The Energy Difference (eV) of the Outer s and p Orbital in the Main Subgroups 2nd period Li Be B C N O F Ne 1.9 2.8 4.6 5.3 6.0 14.9 20.4 26.8 3rd period Na Mg Al Si P S Cl Ar 2.1 2.7 4.5 5.2 5.6 9.8 11.6 12.5 4th period K Ca Ga Ge As Se Br Kr -- 5.9 6.7 6.8 10.4 12.0 13.2

5th period In Sn Sb Te I Xe 5.2 5.8 6.6 8.8 10.1 - 6th period Tl Pb Bi Po At Rn (7) (9) (10) (12) (16) - (1) 同一周期元素的最高氧化态的稳定性从左到右降低,这是由于s 和p 轨道之间的 能级差增大,因此失去n s 2电子的机会减少,例如第三周期: ΔE 3s ~3p :Si(5.2eV),P(5.6eV),S(9.8eV),Cl(11.6eV) ∴ - ---4243444ClO SO O P SiO 、、、的稳定性从左到右降低 (2) ΔE 3s ~3p <ΔE 4s ~4p >ΔE 5s ~5p 可以解释实验上发现如下稳定性序列: PCl 5>AsCl 5<SbCl 5,SF 6>SeF 6<TeF 6,-4ClO >-4BrO <- 4IO (3) ΔE 6s ~6p 的值特别大,所以6s 2电子很难参与形成化学键,这种效应称为“6s 2惰性 电子对效应”(inert 6s pair effect ) 2.通常周期系中奇数族元素的氧化数为奇数,偶数族元素的氧化数为偶数 +3+5+7 +1, 1E n s n p E n s n p +4+6 +2, 2 三、s 和p 区元素的配位数(Coordination Numbers of s and p Elements ) 1.Fluoro and oxy complexes of selected elements) 2nd period -24BeF -4BF 4CF +4NF 3rd period - 36AlF -26SiF -6PF 6SF +6ClF 4th period -36GaF -26GeF -6AsF 6SeF 2nd period -33BO - 23CO - 3NO 3rd period -44SiO -34PO - 24SO -4ClO 4th period -44GeO - 34AsO - 24SeO -4BrO 5th period -86SnO -76SbO - 66TeO - 56IO - 46XeO 主族元素从上到下,配位数增大;同种元素与不同配体配位,配体体积越小,配位数 越大。 2.共价化合物的分子轨道理论(The theory of molecular orbital of covalent compounds ) (1) s 、p 区元素的价轨道(valence orbital)是外层能级,即n s 、n p 轨道.虽然从第三周期开 始,元素有相应的n d 空轨道,但计算表明n d 轨道所处能态相当高,以致形成化学键的可能性相当小。 (2) 以SF 6为实例

实验一元素实验报P区非金属实验报告精编版

实验一元素实验报P区非金属实验报告精编版 MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】

实验一P区非金属元素(卤素、氧、硫) 一、实验目的 1、学习…… 二、实验原理 1、卤素均具有氧化性,其氧化性强弱为:Cl 2>Br 2 >I 2 ,前者可氧化后者的X-。 X-还原性强弱:Cl-Br 2 >I 2 还原性顺序Cl->Br->I- 2、氯气检验:KI-淀粉试纸(湿)变蓝(NO 2 等氧化性气体具有相似性质)--

p区元素(一)习题参考答案

第10章 p 区元素(一)习题参考答案 1. 解:(1)3Cl 2 + 6KOH(热) KClO 3 + 5KCl + 3H 2O (2)I 2 + 5H 2O 2 2HIO 3 + 4H 2O (3)KClO 3 + 6KI + 3H 2SO 4 KCl + 3I 2 + 3K 2SO 4 + 3H 2O (4)O 3 + 2I ? + H 2O I 2 + O 2 + 2OH ? (5)H 2O 2 + H 2S 2H 2O + S↓ (6)H 2O 2 + 2I ? + 2H + I 2 + 2H 2O (7)2H 2S + H 2SO 3 3S↓+ 3H 2O (8)2S 2O 3? + I 2 S 4O 62? + 2I ? (9)S 2O 32? + 4Cl 2 + 5H 2O 2SO 42? + 8Cl ? + 10H + (10)Al 2O 3 + 3K 2S 2O 7 Al 2(SO 4)3 + 3K 2SO 4 (11)2Mn 2+ + 5S 2O 82? + 8H 2O Ag +2MnO 4? + 10SO 42? + 16H + (12)AgBr + 2S 2O 32? [Ag(S 2O 3)2]3? + Br ? 2. 解:(1)Cl 2(g) + 2I ?2Cl ? + I 2 5Cl 2(g) + I 2 + 6H 2O 2IO 3? + 10Cl ? + 12H + (2)SO 42? + 8I ? + 10H + 4I 2 + H 2S↑+ 4H 2O 3. 解:(1)以食盐为基本原料制备Cl 2、NaOH 、NaClO 、Ca(ClO)2、KClO 3、HClO 4; 2NaCl + 2H 2O 电解2↑+Cl 2 ↑ Cl 2 + 2NaOH(冷) NaClO + NaCl + H 2O 2Cl 2 + 2Ca(OH)2(冷) Ca(ClO)2 + CaCl 2 + 2H 2O 3Cl 2 + 6KOH(热) KClO 3 + 5KCl + 3H 2O 4KClO 3 3KClO 4 + KCl KClO 4 + H 2SO 4(浓) 减压蒸馏KHSO 4 + HClO 4 (2)以萤石(CaF 2)为基本原料制备F 2。 CaF 2 + H 2SO 4(浓) CaSO 4 +2HF↑ KOH + 2HF KHF 2 + H 2O 2KHF 2电解2KF + H 2↑+ F 2↑ 4. 解:(1)FeCl 3与Br 2水能共存。因 E (BrO 3?/Br 2) = 1.5V > E (Fe 3+/Fe 2+) = 0.771V ,所以FeCl 3和Br 2不会发生氧化还原反应,也不发生其它反应,故能共存。 (2)FeCl 3与KI 溶液不能共存。因 E (Fe 3+/Fe 2+) = 0.771V > E (I 2/I ?) = 0.5355V , 故发生反应:2Fe 3+ + 2I ? 2Fe 2+ + I 2 (3)NaBr 与NaBrO 3在酸性溶液中不能共存。因 E (BrO 3?/Br 2) = 1.5V > E (Br 2/Br ?) = 1.065V , 故发生反应:BrO 3? + 5Br ? + 6H + 3Br 2 + 3H 2O (4)KI 与KIO 3在酸性溶液中不能共存。因 E (IO 3?/I 2) = 1.195V > E (I 2/I ?) = 0.5355V , 故发生反应:IO 3? + 5I ? + 6H + 3I 2 + 3H 2O 6. 解:A 为SO 2水溶液。有关反应式如下: (1)SO 2 + H 2O + 2OH ? SO 32? + 2H 2O

p区元素(二)习题参考答案

第11章 p 区元素(二)习题参考答案 1.解:(1) NH 4 (NH 4)2SO 4HSO 4(NH 4)2Cr 2 O 2O 3 + N 2O (2) 2KNO 32 + O 2Cu(NO 3) 222 2AgNO 3 2.解:(1) NH 4(NH 4)2SO 产生白色沉淀(BaSO 4) (2) KNO KNO 产生蓝色溶液(N 2O 3)、红棕色气体(NO 2) (3) AsCl BiCl SbCl 产生黄色沉淀(As 2S 3)Sb 2S 3)产生黑色沉淀(Bi 2S 3) 3.解:(1)S + 2HNO 3(浓) H 2SO 4 + 2NO↑ (2)4Zn + 10HNO 3(很稀) 4Zn(NO 3)2 + NH 4NO 3 + 3H 2O (3)3CuS + 8HNO 3 3Cu(NO 3)2 + 3S↓ + 2NO↑ + 4H 2O (4)5NO 2-+ 2MnO 4- + 6H +5NO 3- + 2Mn 2+ + 3H 2O (5)2NO 2- + 2I - + 4H 2NO↑+ I 2 + 2H 2O (6)AlCl 3 + 3H 2H 3AsO 3 + 3HCl (7)2AsO 33- + 3H 2S + 6H As 2S 3↓ + 6H 2O (8)AsO 43- + 2I - + 5H +H 3AsO 3 + I 2 + H 2O (9)2Mn 2+ + 5NaBiO 3 + 14H 2MnO 4- + 5Bi 3+ + 5Na + + 7H 2O (10)Sb 2S 3 + 3S 2-2SbS 33-

4.解:(1) NH 4 NH 3 O 2 Pt O 2 NO 2O 2H 2(Fe) N 2 2 2 NH 3 43 H 2SO 4( H 2SO 2 3 NH 3 (2) AsCl H 2As 23 2Na 3 AsS 3 H 3AsO 3 H 4 2S(HCl)2S 5 Na 3AsS 4 (3) Na 3SbO Sb(OH) 3 SbOCl 2S 2S Na 3SbS 3 (4) 3 43) 3)3 Bi(OH)BiONO 3 5.解:A 是AsCl 3,B 是AgCl ,C 是[Ag(NH 3)2]Cl ,D 是As 2S 3,E 是(NH 4)3AsS 4,F 是As 2S 5,G 是H 2S 。有关反应式如下: Ag + + Cl -AgCl ↓ 白色 AgCl + 2NH [Ag(NH 3)2]+ + Cl - [Ag(NH 3)2]+ + Cl - + 2H +AgCl↓+ 2NH 4+

f区元素-配合物-s区元素-p区元素

F区元素p257 1.(1). Ln、An填充的是(n-2)f轨道,为了不破坏一格一元素的规则,又使周期 表不至于太长,所以将它们放在表外。 (2). 随着核电荷数的增加,增加的电子是填充在4f轨道中,屏蔽常数略小于1,对核电荷的屏蔽不完全,使Z*增加,半径减小。 (3). 峰出现Eu、Yb两元素外(Eu: 4f76s2, Yb: 4f146s2),可用的价电子只有2个,金属键较弱,半径大;谷出现在Ce元素处(Ce: 4f5d16s2),可用的价电子有4个,半径小。 (4). Y3+的半径介于Ho3+和Er3+之间,性质与重稀土相似。 2. (1). Sm、Eu;Tm、Yb;Ce、Pr;Tb、Dy (2). Ce4+; Eu2+ (3). 64; Gd3+ Gd断效应:Ln元素的性质变化呈两段分布,以Gd(4f75d16s2)为界,称为Gd断效应。 (4). 无;Tm3+;Dy3+;黄;f x;f14-x 3. Ln3+ + NH3·H2O (OH-) → Ln(OH)3↓ + NH4+ Ln(OH)3和Ca(OH)2均为碱性,形成配合物的能力都不强(8e构型阳离子) 4. (1). 2Ce3+ + S2O82- (过二硫酸根) +2Ce4+ + 2SO42- (2). 2Eu3+ + Zn → Zn2+ + 2Eu2+ (3). 2CeO2 + 8HCl(浓) 2CeCl3 + Cl2↑ +4H2O (4) 4Ce(OH)3 + O2 + 2H2O → 4Ce(OH)4 (5) Yb3+ + Na(-Hg) → Na+ + Yb2+ (6) Ce(NO3)3CeO2 + NO2↑ + O2↑ (7) 2Tb2(C2O4)3Tb4O7+ 7CO↑ + 5CO2↑ 5. Ce4+ > Lu3+ > La3+ > Eu2+

实验十七 p区非金属元素(二)(硅、硼)

实验十七p区非金属元素(二)(硅、硼) [实验目的] 1、掌握硅酸盐,硼酸及硼砂的主要性质。 2、练习硼砂珠的有关实验操作。 [实验用品]见教材。 [实验内容] 一、硅酸与硅酸盐 1、硅酸水凝胶的生成 往2mL20%硅酸钠溶液中滴加6mol·L-1盐酸,观察反应物的颜色、状态。 现象:该反应生成H2SiO3为胶体,为半凝固状态,是软而透明且具有弹性的硅酸凝胶。总结:H2SiO3称为偏硅酸,是正硅酸(H4SiO4)脱水产物,单个H2SiO3分子溶于水,通常情况下,H2SiO3经缩合形成溶胶,将硅酸凝胶洗涤,干燥胶水后,即成为多孔性固体,称为硅胶。 2、微溶性硅酸盐的生成 在100mL的小烧杯中加入约50mL20%的硅酸钠溶液,然后把氯化钙、硝酸钴、硫酸铜、硫酸镍、硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、三氯化铁固体各一小粒投入杯内(注意各固体之间保持一定间隔),放置一段时间后观察有何现象发生。 反应方程式如下所示: CaCl2+Na2SiO3=CaSiO3+2NaCl(白色微溶物) Co(NO3)2+Na2SiO3=CoSiO3+2NaNO3 (紫色微溶物) NiSO4+Na2SiO3=NiSiO3+NaSO4 (翠绿) ZnSO4+Na2SiO3=ZnSiO3+NaSO4 (白色) MnSO4+Na2SiO3=MnSiO3+NaSO4 (肉红) FeSO4+Na2SiO3=FeSiO3+NaSO4 (淡绿) Fe2(SO4)3+Na2SiO3=Fe2(SiO3)3+NaSO4 (棕褐色) 现象:在Na2SiO3溶液中,生成五颜六色的向上生长的化学树,俗称水中花园。 总结:硅酸盐除碱金属以外,其它金属的硅酸盐都不溶于水。形成水中花园的原因是(以CoCl2为例):将CoCl2固体投入Na2SiO3溶液时,CoCl2晶体表面稍微有些溶解,整个CoCl2晶体被盐溶液包围,此时,Co2+与SiO32-根反应,在晶体周围形成硅酸钴的薄膜,这些金属的硅酸盐薄膜是难溶于水的,而且具有半透性。在半透膜内是溶解度大的金属盐,外面是Na2SiO3溶液,因此,膜内易形成盐的浓溶液,由于存在渗透现象,薄膜外的水不断地透过膜而进入到膜内,内部产生极大的压力,此种压力,在半透膜的任何点都是一样的,但由于外液的水压在膜的上部就比较小,所以水压小的上部半透膜破裂,在破裂的地方金属盐溶液逸出,与薄膜外的Na2SiO3溶液作用,在上部又形成新的难溶硅酸钴半透膜,如此反复破裂,反复形成,则不断向上生长,直至Na2SiO3液面,最后各晶体形成水中花园。影响水中花园的因素: ①温度,温度高,生长快。 ②浓度,Na2SiO3的浓度大,生长速度快,晶体上芽数目少。 ③阴离子,同种盐,其阴离子不同,生长速度,芽的形状和数目不同。 ④溶解度,溶解度过小的盐不长芽,过大的不产生的美丽的芽。 二、硼酸及硼酸的焰色鉴定反应 1、硼酸的性质 取1mL饱和硼酸溶液,用pH试纸测其pH。在硼酸溶液中滴入3~4滴甘油,再测溶液的pH。 现象:硼酸饱和溶液,其p H﹤7,呈酸性,Ka为6×10-10,加入3到4洋甘油后,其pH值

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