常见非金属元素及其化合物课件

1、第八章 非金属元素及其化合物 第三节 氮和磷的化合物 第二节 氧族元素 第一节 卤族元素 1第八章 非金属元素及其化合物 第三节 氮和磷的化合物 氯Cl溴Br碘I砹At氟F第一节卤族元素放射性2氯溴碘砹氟第一节放射性2+e-Br-I-Cl-F-+e-+e-+e-IFClBr卤素的原子结构3+e-Br-I-Cl-F-+e-+e-+e-IFClBr卤素 非金属性逐渐减弱相同点：最外层7个电子易得一个电子，不同点：核电荷数递增电子层数递增原子半径依次增大得电子能力逐渐减弱，原子结构性质决定具有氧化性4 非金属性逐渐减弱相同点：最外层7个电一、卤素单质（一）单质的制备(1)工业制法电解KHF2制取F2

2、;电解饱和食盐水制取Cl2地康法：4HCl+O2=2H2O+2Cl2 Cl2氧化法制取Br22Br-+Cl2=Br2+2Cl-3Br2+3CO32-=5Br-+BrO3-+3CO25Br-+BrO3-+6H+=3Br2+3H2O Cl2氧化法制取I2(或者还原KIO3)5一、卤素单质（一）单质的制备5（2）实验室制法反应原理: MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2+2H2O药品以及替代品：浓盐酸2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2OKClO3+6HCl=KCl+3Cl2+3H2OMnO2+3H2SO4+2NaCl=2NaHSO4+MnSO4+Cl2+2H2OCa

3、(ClO)2+4HCl=CaCl2+Cl2+2H2OK2Cr2O7+14HCl=2KCl+2CrCl3+3Cl2+7H2O6（2）实验室制法6（二）卤族单质性质7（二）卤族单质性质7【讨论】卤族元素单质的水溶液和苯溶液的颜色？溴应该如何保存？溶剂 溶质溴碘水溶液橙黄色棕黄色有机溶液橙红色紫红色8【讨论】卤族元素单质的水溶液和苯溶液的颜色？溴应该如何保存？名称 反 应 条 件 方 程 式 生成氢化物的稳定性 F2 冷暗处爆炸 H2+F2 2HF HF很稳定 Cl2 光照或点燃H2+Cl2 2HCl HCl稳定 Br2 500H2+Br2 2HBr HBr较不稳定 I2 高温持续加热 H2+I2

4、2HI HI很不稳定 1、卤素单质与氢气的反应: 卤素单质的化学性质500光照或点燃H2+X2 = 2HX9名称 反 应 条 件 方 程 式 生(1)反应剧烈程度逐渐减弱(2)稳定性逐渐减弱 HFHClHBrHI(3)水溶液酸性逐渐增强 HF HCl HBr HI(中强酸)(强酸)2、卤素单质间的置换反应 Cl2 + 2NaBr = 2NaCl +Br2Cl2 + 2 KI = 2KCl + I2Br2 + 2KI = 2KBr +I2结论： 氧化性：F2 Cl2Br2I2 10(1)反应剧烈程度逐渐减弱(中强酸)(强酸)2、卤素单质间的2F2 2H2O 4HF O2 （爆炸）（能反应） （很

5、弱）（极弱）与水反应的剧烈程度逐渐减弱3. 卤素与水反应F2的特殊性Cl2 + H2O HCl + HClOBr2 + H2O HBr + HBrO I2 + H2O HI + HIOX2 H2O HX HXO112F2 2H2O 4HF O2 （爆炸）（能反应Cl2的反应Cl2FeCl3CuCl2NaCl与几乎所有金属反应HClPCl3 PCl5与多种非金属反应HCl HClOCaCl2 Ca(ClO)2SBr2I2H2SO4Na2SO4N2FeCl3与还原性物质反应CH2ClCH2ClC6H6Cl6CH3Cl HCl加成反应取代反应NaCl NaClO312Cl2的反应Cl2FeCl3Cu

6、Cl2NaCl与几乎所有金属一、卤族单质【小结】F2、Cl2、Br2、I2氧化性依次减弱。F-、Cl-、Br-、I-离子的还原性依次增强。F、Cl、Br、I元素的非金属性依次减弱。 【讨论】如何从原子结构的角度解释卤族元素在化学性质方面的递变规律。卤族元素按F、Cl、Br、I的次序原子半径依次增大，得电子的能力减弱，导致其单质的氧化性逐渐减弱。 13一、卤族单质【小结】13一、卤族单质卤素单质化学性的特殊性（1）F2和水剧烈反应，水是还原剂；F2不能将溶液中的Cl-、Br-、I-氧化；F2通入NaOH溶液中先与水反应；卤素单质中只有F2可与稀有气体反应。（2）氯水使石蕊试剂先变红后褪色。干燥的

7、氯气和液氯无漂白性。（3）碘单质遇淀粉变蓝。碘单质与铁反应生成FeI2 14一、卤族单质卤素单质化学性的特殊性14二、氢化物及氢卤酸分子结构物理性质:无色、刺激性气味、溶于水、氢键化学性质酸的通性：HCl=H+Cl-与碱反应、与碱性氧化物反应、与指示剂反应、与活泼金属反应、与盐反应。特性：4HF+SiO2=SiF4+2H2O15二、氢化物及氢卤酸分子结构HCl=H+Cl-与碱反应、与制法(1)工业制法CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF(铅皿)H2+Cl2=2HCl二、氢化物及氢卤酸16制法二、氢化物及氢卤酸16原理： 高沸点酸制取低沸点酸（或加热挥发）药品： 固体可溶性卤盐固体+浓硫酸（

8、浓磷酸）NaCl(s)+H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl(微热)NaCl(s)+NaHSO4= Na2SO4+HCl(强热) NaCl(s)+H2SO4(浓)=Na2SO4+2HCl(强热) NaBr(s)+H2SO4(浓)=NaHSO4+HBr(微热)NaBr(s)+H3PO4(浓)=NaH2PO4+HBr()NaI(s)+H3PO4(浓)=NaH2PO4+HI()(2)实验室制法17原理：(2)实验室制法17氯化氢的反应HClFeCl2CuCl2NaCl O2CO2AgClNaClCH3CH2ClCH3CH2ClCl2CH2=CH2CH3CH2OH18氯化氢的反应HClFeCl2Cu

9、Cl2NaCl O2CO2A【小结】卤化氢的水溶液中只有氢氟酸是弱酸。酸性:HFHClHBrHClHBrHI沸点：HFHIHBrHCl还原性：HIHBrHClHF特性：HF能与SiO2反应，储存需用塑料容器二、氢化物及氢卤酸19【小结】二、氢化物及氢卤酸19三、卤化物卤盐： CaF2难溶于水、CaCl2(Br、I )溶于水； AgF溶于水，AgCl(白)、AgBr(淡黄)、 AgI(黄)不溶于水，见光均分解；1、氯化钠2、氯化钾3、氯化铵4、溴化钠、溴化钾和溴化铵5、碘化钠6、碘化钾20三、卤化物卤盐：1、氯化钠20四、含氧酸及其盐 HClO具有不稳定性和强氧化性，可用于杀菌和漂白： 2HCl

10、O=2HCl+O2， 含氧酸酸性强弱顺序：HClO4HClO3HClO2HClO 含氧酸氧化性顺序：HClOHClO2HClO3HClO421四、含氧酸及其盐 HClO具有不稳定性和强氧化性，可用于漂白粉如何制备？漂白粉的漂白原理？Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClOCa(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3+2HClO22漂白粉如何制备？漂白粉的漂白原理？22五、类卤化合物氢氰酸是一种很弱的酸。它是一种无色透明的液体，极易挥发。熔点-3.4，沸点25.6。氢氰酸与水互溶，稀溶液有苦杏仁味，剧毒，很微量就能致死。因此保管和使用必须严格按规章办事。过氧化氢是氰化物中毒的解毒剂。

11、有些原子团，在游离态时具有类似卤素单质的性质，在成为阴离子时，也具有类似卤离子的性质，这些原子团称为类卤素或拟卤素。(一)氢氰酸和氰化物23五、类卤化合物氢氰酸是一种很弱的酸。它是一种无色透明的液体，氢氰酸是一种很弱的酸。它是一种无色透明的液体，极易挥发。熔点-3.4，沸点25.6。氢氰酸与水互溶，稀溶液有苦杏仁味，剧毒，很微量就能致死。因此保管和使用必须严格按规章办事。过氧化氢是氰化物中毒的解毒剂。24氢氰酸是一种很弱的酸。它是一种无色透明的液体，极易挥发。熔点氰化物的检验：取试液1mL，加入NaOH溶液碱化，再加入溶液数滴，将混和液煮沸，然后用HCl酸化，再滴加溶液1滴，溶液立即出现蓝色，

12、表示有存在。25氰化物的检验：取试液1mL，加入NaOH溶液碱化，再加入溶液硫氰化物又称硫氰酸盐。其中硫氰化钾（KSCN）和硫氰化铵（）是常用的化学试剂。硫氰化物的一个特殊而灵敏的化学反应是与生成血红色化合物。其化学方程式如下：利用这个性质，常用KSCN或检验，或用检验硫氰化物。（二）硫氰化物26硫氰化物又称硫氰酸盐。其中硫氰化钾（KSCN）和硫氰化铵（）第二节 氧族元素 一、氧族简介 周期表第VIA族称为氧族元素，包括氧、硫、硒、碲和钋五种元素。 价电子层结构ns2np4，氧化态-2、+2、+4、+6，氧仅显-2价(除H2O2及OF2外)。 氧族元素原子最外层6个电子，因而它们是非金属(钋除

13、外)，但不及卤素活泼。 随着原子序数增大，非金属性减弱，氧硫是非金属、硒、碲是半金属，钋是典型金属。氧的电负性最高，仅次于氟，所以性质非常活泼，与卤族元素较为相似。27第二节 氧族元素 一、氧族简介 周期表第VIA族称二、氧的单质及其化合物 （一）氧 氧是无色、无臭的气体。在标准下，密度为1.429kgL-1；熔点（54.21K）和沸点（90.02K）都较低，液态和固态氧都显淡蓝色；氧在水中的溶解度很小，通常1ml水仅能溶解0.0308mlO2。 氧最主要的化学性质是氧化化性。除稀有气体和少数金属外，氧几乎能所有元素直接或间接地化合，生成类型不同，数量众多的化合物。 28二、氧的单质及其化合物

14、 （一）氧28 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、心、肺、肾等多脏器严重损害的，全身性疾病，而且不少患者同时伴有恶性肿瘤。它的1症状表现如下： 1、早期皮肌炎患者，还往往伴有全身不适症状，如-全身肌肉酸痛，软弱无力，上楼梯时感觉两腿费力；举手梳理头发时，举高手臂很吃力；抬头转头缓慢而费力。皮肌炎图片皮肌炎的症状表现 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉、心、肺、肾等多脏器严重（二）臭氧 常温下，臭氧（O3）是浅蓝色的气体，沸点160.6K、熔点21.6K，O3比O2易溶于水（通常1ml水中能溶解0.49ml O3）。 O3的氧化性大于O2。常温下，O3能与许多还原剂直接作用。例如：PbS + 2O3 = Pb

15、SO4 + O22Ag + 2O3 = O2+ Ag2O2（过氧化银）2KI + O3 + H2O = 2KOH + I2 + O2 30（二）臭氧 常温下，臭氧（O3）是浅蓝色的 （三）过氧化氢1、 制备： 电解60H2SO4溶液，减压蒸馏得H2S2O8，水解可得H2O2。H2S2O8+2H2O=2H2SO4+H2O22、性质（1）、不稳定性 2H2O22H2O +O2（2）、弱酸性 H2O2 H+ + HO2- H2O2+Ba(OH)2=BaO2+2H2O31 （三）过氧化氢1、 制备： 2、性质31（3）、氧化还原性 由于H2O2氧化数处于中间，因此它既显氧化性又显还原性，氧化还原能力与

16、介质的酸碱性有关。以氧化性为主。例如：Cl2 +H2O22HCl +O2H2O2 +2I- +2H+I2 + 2H2O Pb + 4 H2O2 PbSO4+ 4H2O32（3）、氧化还原性32三、硫及其化合物（一）硫 1、与金属、氢、碳等还原性较强的物质作用时，呈现氧化性。H2 + S H2SC + 2S CS2Hg + S HgS 33三、硫及其化合物（一）硫 1、与金属、氢、碳等还原性较强 2、与具有氧化性的酸反应，呈现还原性。 S +2HNO3 H2SO4 + 2NOS +2 H2SO4（浓） 3SO2+ 2H2O 3、在碱性条件下，硫容易发生歧化反应。 3S + 6NaOH2Na2S

17、+ Na2SO3 + 3H2O 34 2、与具有氧化性的酸反应，呈现还原性。 S +2HNO3（二）硫化氢 1、弱酸性 H2S为二元弱酸，在溶液中有如下电离平衡：H2S H+ +HS- K1=9.110-8 HS- H+ +S2- K2=1.110-12 2、还原性 在酸性溶液中，氢硫酸是中强还原剂，可被空气中的氧气氧化析出单质硫。2H2S + O2 = 2S+ 2H2O 3、沉淀剂 由于大多数金属硫化物不溶于水，在定性分析中，以H2S作为分离溶液中阳离子的沉淀剂。 检验：以Pb(Ac)2试纸检验，H2S使试纸变黑： H2S+Pd（Ac）2= PdS+2HAc35（二）硫化氢 1、弱酸性2、还

18、原性 在酸性（三）二氧化硫（亚硫酐）1二氧化硫与水反应 二氧化硫是无色、有刺激性气味的气体，比空气重。二氧化硫有毒，是大气的主要污染物，它能剧烈地刺激眼睛的角膜和呼吸器官的粘膜，造成呼吸困难，严重时可导致死亡。36（三）二氧化硫（亚硫酐）1二氧化硫与水反应 （三）二氧化硫（亚硫酐）2二氧化硫与氧反应 3二氧化硫的漂白作用 二氧化硫能与某些有色物质结合生成无色的物质，所以二氧化硫具有漂白作用。但是，这种无色物质不稳定，易分解而恢复原来的颜色。 37（三）二氧化硫（亚硫酐）37 1、硫酸 纯硫酸（H2SO4）是无色油状液体，凝聚点为283.43K，沸点为603.2K。硫酸为二元强酸，是最常用的三大

19、无机强酸之一。硫酸及其盐的主要化学性质为： （ 1）、吸水性和脱水性 （2）、强酸性和强氧化性 （3）、浓硫酸的溶解性（四）、硫酸及医学上常见的硫酸盐 38 1、硫酸（四）、硫酸及医学上常见的硫酸盐 38 2、硫酸盐 医学上常见硫酸盐的物理性质及用途分子式俗称性状主要用途芒硝无色晶体泻药及钡盐铅盐解毒剂（生）石膏白色晶体制造塑像模型医用绷带泻盐无色晶体内服用作泻药，注射用作解痉药重晶石白色晶体胃肠透视用的内服造影剂，俗称“钡餐”胆矾蓝色晶体催吐剂，可治疗磷中毒绿矾淡绿色晶体补血剂，治疗缺铁性贫血39 2、硫酸盐 医学上常见硫酸盐的物理性质及用途分子式俗 3、离子的鉴定 （1）、S2- 利用醋酸

20、铅试纸鉴定，此法用于S2-浓度较大时。 S2- + Pb2+ = PbS（2） 、SO32- 亚硫酸盐遇强酸应会放出SO2气体，SO2具有还原性，能使硝酸亚汞方式纸变黑（Hg22+还原为金属汞）。 SO32- + 2H+ = SO2+H2O SO2 + Hg22+ + 2H2O = 2Hg + SO42- + 4H+ 40 3、离子的鉴定 （1）、S2- 40（3）、S2O32-a、利用S2O32-在酸性介质中的不稳定性来检测。S2O32- +2H+ = S+ SO2+ H2Ob、用AgNO3检验：过量的Ag+和S2O32-作用，先生成白色Ag2S2O3沉淀，此沉淀不稳定，很快分解为Ag2S，

21、沉淀的颜色由白变黄、变棕、最后变成黑色。 （4）、SO42- 在确证无F-、SiF62-存在时，用钡离子检验，生成不溶于盐酸的白色沉淀。SO42- + Ba2+ = BaSO4 41（3）、S2O32-a、利用S2O32-在酸性介质中的不稳定（五）硫代硫酸钠 硫代硫酸（H2S2O3）非常不稳定，只能存在于175K以下。常用的是其盐Na2S2O35 H2O ，俗称为海波或大苏打。 1、遇强酸分解 S2O32- +2H+ = S+ SO2+ H2O 42（五）硫代硫酸钠 硫代硫酸（H2S2O3）非 2、还原性 Na2S2O3是中等强度的还原剂。S2O32- + 4Cl2 + 5H2O = 2SO4

22、2- +8 Cl- + 10H+S2O32- + I2 = S4O62- +2I- 3、配位性 S2O32-具有很强的配位能力，能与许多金属形成稳定的配合物。S2O32- + AgBr = Ag(S2O3)23- + Br- 43 2、还原性 Na2S2O3是中等强度的还原剂。 3、配第三节 氮和磷的化合物 周期表VA族包括氮、磷、砷、锑、铋五种元素，称为氮族元素。通性有： 1、价电子层结构为ns2np3，主要氧化态为-3、+3、+5。 2、氮族元素得电子趋势较小，显负价较为困难。因此氮族元素的氢化物除NH3外都不稳定，而氧化物均较稳定。 3、由于从As到Bi，随着原子量的增加，ns2惰性电子

23、对的稳定性增加。 44第三节 氮和磷的化合物 周期表VA族包括氮、磷、砷一、氨和铵盐 （一）氨 氨（NH3）是氮的氢化物，常温下为无色有刺激性气味的气体，极易溶于水，氨的水溶液称为氨水。 1、弱碱性 NH3分子具有碱性，从氨的结构来看，氨有孤对电子，可以结合质子，显示碱性。45一、氨和铵盐 （一）氨 1、弱碱性 NH3分子具有碱 3、还原性 4、配位性 NH3分子中的N原子处于最低氧化态（-3）。在一定条件下，氨具有还原性 由于NH3的N原子上有孤对电子 Ag+ 2NH3Ag(NH3)2+ 2、取代反应 NH3分子中的H原子可以被其他的原子或原子团取代，如NaNH2（氨基化钠），CaNH（亚氨

24、基化钙），当三个H原子都被取代，则生成氮化物，如Li3N。46 3、还原性 4、配位性 NH3分子中的N原（二）铵盐 1、遇强碱分解放出氨气 NH4+ +OH- NH3+ H2O 2、强酸类铵盐水溶液显弱酸性NH4+ + H2O NH3H2O + H+ 3、固态铵盐受热时易发生分解反应 铵盐的热稳定性差，受热时极易分解，分解产物通常与组成有关。 NH4Cl NH3+ HCl(NH4)2SO4 NH3+ NH4HSO4 47（二）铵盐 1、遇强碱分解放出氨气47二、亚硝酸及医学上常见的亚硝酸盐（一）氮氧化合物氮氧化物包括多种化合物，如氧化亚氮、一氧化氮二氧化氮、三氧化二氮、四氧化二氮和五氧化二氮

25、等,它们都是主要的大气污染物.NO分子中有孤对电子，可以作为配体。有文献报道，某些含有NO基团的血管舒张药如亚硝酸异戊酯、三硝酸甘油酯，亚硝酰铁氰化钠等，经服用后在人体内释放出NO，而则被称为人血管内皮舒张因子。48二、亚硝酸及医学上常见的亚硝酸盐（一）氮氧化合物48(二)、亚硝酸及亚硝酸盐 1、亚硝酸(1)、弱酸性 亚硝酸（HNO2）是一元弱酸。(2)、不稳定性 3HNO2 = HNO3 + H2O + 2NO49(二)、亚硝酸及亚硝酸盐(1)、弱酸性 49（3）、氧化还原性 HNO2分子中的N的氧化数为+3，属于中间氧化态，既有氧化性又有还原性。在酸性介质中，HNO2及其盐主要显还原性。如

26、：2NO2- + 2I- +4H+ = I2 + 2NO +2H2O当HNO2与强氧化剂作用时，NO2-为还原剂，被氧化为NO3-。如：5NO2- + 2MnO4- + 6H+ = 2Mn2+ + 5NO3- +3H2O 50（3）、氧化还原性 HNO2分子中的N的氧化数为+3，属于中 2、亚硝酸盐 亚硝酸盐有毒性。若误服亚硝酸钠后，亚硝酸钠会进入血液，能把亚铁血红蛋白氧化为高铁血红蛋白，使血液失去携氧功能，从而造成组织缺氧，严重时人会因缺氧而全身青紫，甚至窒息死亡。由于亚硝酸钠外观类似食盐，因此，要严防把它误当食盐使用而引起中毒。51 2、亚硝酸盐 亚硝酸盐有毒性。若误服（三）硝酸及硝酸盐 1、硝酸（1）、不稳定性 4HNO3 = O2+ H2O + 4NO2（2）、强氧化性 HNO3分子中的N的具有最高氧化态+5，具有强氧化性