常见元素及其化合物

关于常见元素及其化合物第一页，共五十七页，2022年，8月28日第一节氮族元素

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惰性电子对的稳定性增加。第二页，共五十七页，2022年，8月28日一、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。第三页，共五十七页，2022年，8月28日

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++2NH3＝[Ag(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（亚氨基化钙），当三个H原子都被取代，则生成氮化物，如Li3N。第四页，共五十七页，2022年，8月28日（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++H2ONH3·H2O+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。NH4ClNH3↑+HCl↑(NH4)2SO4NH3↑+NH4HSO4↑第五页，共五十七页，2022年，8月28日二、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。第六页，共五十七页，2022年，8月28日(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+2NO↑第七页，共五十七页，2022年，8月28日（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：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第八页，共五十七页，2022年，8月28日

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。第九页，共五十七页，2022年，8月28日（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，可以氧化金属和非金属。A、氧化非金属

2HNO3+S=H2SO­4+2NO↑5HNO3+3P+2H2O=3H3PO­4+5NO↑B、氧化金属许多非金属都易被其氧化为相应的酸，而HNO3的还原产物一般为NO。第十页，共五十七页，2022年，8月28日

2、硝酸盐大多数硝酸盐)为无色晶体，几乎全部易溶于水，其水溶液都无氧化性。常温下硝酸盐比较稳定，但加热时易分解，放出氧气，所以高温时固体硝酸盐是强氧化剂。蔬菜中的残留的硝酸盐能被逐渐还原成亚硝酸盐。常温下贮藏蔬菜，硝酸盐还原菌活跃，会很快将硝酸盐还原成亚硝酸盐。叶菜类煮沸后，其中大部分硝酸盐溶解到汤中，若放置时间长了，硝酸盐还原菌将其还原成亚硝酸盐。因此，不要食用腐烂的蔬菜和隔夜菜汤。第十一页，共五十七页，2022年，8月28日

2、硝酸盐硝酸银是重要的硝酸盐，为白色晶体，易溶于水，见光易分解，应保存在棕色瓶中。硝酸银对有机组织有破坏和腐蚀作用，蛋白质遇硝酸银即生成沉淀。在临床上硝酸银用作收敛剂、腐蚀剂和消毒剂。第十二页，共五十七页，2022年，8月28日四、磷的含氧酸及其盐（一）磷酸及其盐常温下纯磷酸为无色晶体，熔点315.3K，能与水按任何比例混合。H3PO4可形成三种类型的盐，即磷酸盐（如Na3PO4），磷酸一氢盐（如Na2HPO4）和磷酸二氢盐（如NaH2PO4）。第十三页，共五十七页，2022年，8月28日（二）次磷酸及其盐纯净的次磷酸（H3PO2）是无色晶体，熔点299.5K，易潮解。H3PO2是一元弱酸，Ka×10-2，它的分子中有两个与磷原子直接相连的氢原子。次磷酸及其盐都是强还原剂，可将Ag+、Hg2+、Cu2+等还原。如：Ag++H3PO2+2H2O==4Ag+H3PO4+4H+

第十四页，共五十七页，2022年，8月28日（三）多磷酸、偏磷酸及其盐磷在充足的空气中燃烧生成P4O10，这是由P4四面体结构所决定。磷酐与水作用先形成偏磷酸，然后是焦磷酸，最后得到正磷酸。都是以磷氧四面体为结构基础。第十五页，共五十七页，2022年，8月28日第二节氧族元素

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。第十六页，共五十七页，2022年，8月28日二、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1.429kg·L-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。

第十七页，共五十七页，2022年，8月28日（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0.49mlO3）。

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=PbSO4+O2↑2Ag+2O3=O2↑+Ag2O2（过氧化银）2KI+O3+H2O=2KOH+I2+O2↑第十八页，共五十七页，2022年，8月28日

（三）过氧化氢1、制备：

电解60％H2SO4溶液，减压蒸馏得H2S2O8，水解可得H2O2。H2S2O8+2H2O=2H2SO4+H2O2↑2、性质（1）、不稳定性2H2O2＝2H2O+O2↑（2）、弱酸性H2O2H++HO2-H2O2+Ba(OH)2=BaO2+2H2O第十九页，共五十七页，2022年，8月28日（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，氧化还原能力与介质的酸碱性有关。以氧化性为主。例如：Cl2+H2O2＝2HCl+O2↑H2O2+2I-+2H+＝I2+2H2OPb+4H2O2＝PbSO4↓+4H2O第二十页，共五十七页，2022年，8月28日三、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+SH2SC+2SCS2Hg+SHgS第二十一页，共五十七页，2022年，8月28日

2、与具有氧化性的酸反应，呈现还原性。

S+2HNO3H2SO4+2NO↑S+2H2SO4（浓）

3SO2↑+2H2O

3、在碱性条件下，硫容易发生歧化反应。

3S+6NaOH＝2Na2S+Na2SO3+3H2O第二十二页，共五十七页，2022年，8月28日（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：H2SH++HS-K1=9.1×10-8HS-H++S2-K2=1.1×10-12

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↓+2HAc第二十三页，共五十七页，2022年，8月28日（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。第二十四页，共五十七页，2022年，8月28日（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。第二十五页，共五十七页，2022年，8月28日

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第二十六页，共五十七页，2022年，8月28日

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，治疗缺铁性贫血第二十七页，共五十七页，2022年，8月28日

3、离子的鉴定（1）、S2-

利用醋酸铅试纸鉴定，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↑+H2OSO2+Hg22++2H2O=2Hg+SO42-+4H+

第二十八页，共五十七页，2022年，8月28日（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，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↓第二十九页，共五十七页，2022年，8月28日（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Na2S2O3·5H2O，俗称为海波或大苏打。

1、遇强酸分解

S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O第三十页，共五十七页，2022年，8月28日

2、还原性

Na2S2O3是中等强度的还原剂。S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+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)­2]3-+Br-

第三十一页，共五十七页，2022年，8月28日氯Cl溴Br碘I砹At氟F第三节卤族元素放射性第三十二页，共五十七页，2022年，8月28日+e-Br-I-Cl-F-+e-+e-+e-IFClBr卤素的原子结构第三十三页，共五十七页，2022年，8月28日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第三十四页，共五十七页，2022年，8月28日一、卤素单质（一）单质的制备(1)工业制法 电解KHF2制取F2;电解饱和食盐水制取Cl2

地康法：4HCl+O2=2H2O+2Cl2↑ Cl2氧化法制取Br2 2Br-+Cl2=Br2+2Cl-

3Br2+3CO32-=5Br-+BrO3-+3CO2↑

5Br-+BrO3-+6H+=3Br2+3H2O

Cl2氧化法制取I2(或者还原KIO3)第三十五页，共五十七页，2022年，8月28日（2）实验室制法①反应原理:MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2↑+2H2O②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(ClO)2+4HCl=CaCl2+Cl2↑+2H2OK2Cr2O7+14HCl=2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O第三十六页，共五十七页，2022年，8月28日（二）卤族单质性质第三十七页，共五十七页，2022年，8月28日【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第三十八页，共五十七页，2022年，8月28日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＝2HFHF很稳定Cl2

光照或点燃H2+Cl2＝2HClHCl稳定Br2

500℃H2+Br2＝2HBrHBr较不稳定I2

高温持续加热H2+I22HIHI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=2HX第三十九页，共五十七页，2022年，8月28日(1)反应剧烈程度逐渐减弱(2)稳定性逐渐减弱HF>HCl>HBr>HI(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+2KI=2KCl+I2Br2+2KI=2KBr+I2结论：氧化性：F2＞

Cl2＞Br2＞I2

第四十页，共五十七页，2022年，8月28日2F2

＋2H2O＝4HF＋O2

（爆炸）（能反应）（很弱）（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

＋H2OHX＋HXO第四十一页，共五十七页，2022年，8月28日Cl2的反应Cl2FeCl3CuCl2NaCl与几乎所有金属反应HClPCl3PCl5与多种非金属反应HClHClOCaCl2Ca(ClO)2SBr2I2H2SO4Na2SO4N2FeCl3与还原性物质反应CH2ClCH2ClC6H6Cl6CH3ClHCl加成反应取代反应NaClNaClO3第四十二页，共五十七页，2022年，8月28日一、卤族单质【小结】①F2、Cl2、Br2、I2氧化性依次减弱。②F-、Cl-、Br-、I-离子的还原性依次增强。③F、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。第四十三页，共五十七页，2022年，8月28日一、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

第四十四页，共五十七页，2022年，8月28日二、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↑+2H2O第四十五页，共五十七页，2022年，8月28日制法(1)工业制法 CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF↑(铅皿) H2+Cl2=2HCl

二、氢化物及氢卤酸第四十六页，共五十七页，2022年，8月28日原理：

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（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↑(Δ) NaI(s)+H3PO4(浓)=NaH2PO4+HI↑(Δ)(2)实验室制法第四十七页，共五十七页，2022年，8月28日氯化氢的反应HClFeCl2CuCl2NaClO2CO2AgClNaClCH3CH2ClCH3CH2ClCl2CH2=CH2CH3CH2OH第四十八页，共五十七页，2022年，8月28日【小结】①卤化氢的水溶液中只有氢氟酸是弱酸。②酸性:HF<HCl<HBr<HI③热稳定性：HF>HCl>HBr>HI④沸点：HF>HI>HBr>HCl⑤还原性：HI>HBr>HCl>HF⑥特性：HF能与SiO2反应，储存需用塑料容器二、氢化物及氢卤酸第