第11章氧族元素

11.3.1氧族元素概述11.3.2氧单质：氧气和臭氧

一、氧气（O2）：结构、制备二、臭氧（O3）：（两种同素异形体）氧气在短波紫外线照射下,发生如下反应：O2+hv(波长＝242nm)→O+OO+O2＝O3O3+hv(波长＝220-320nm)→O2+O

地面大气层含量极微，仅0.001ppm，在离地面20-40km处有个臭氧层，厚度约20km为0.2ppm。高空臭氧层的形成原理：由于上述反应，使太阳光的大部分紫外线被吸收，从而使地面的生物免遭紫外线的伤害。臭氧层是人类和动植物赖以生存的保护伞.人类应当如何保护臭氧层？1、臭氧(ozone)的存在

λ<221nm

CF2Cl

+hv——————→CF2Cl·+Cl·

λ<426nm

NO2+hv——————→NO+O

Cl·+O3——→ClO·+O2NO+O3——→NO2+O2破坏臭氧层的污染气体主要有：NO2、CO、H2S、SO2...氟氯烃俗名氟里昂如CFCl3CF2Cl2

这些物质在臭氧层中能产生单原子自由基，并与O3反应：2、臭氧的结构：离域

键——由三个或三个以上原子形成的键条件：1.这些原子都在同一平面上;2.每一原子有一互相平行的p轨道;3.p电子的数目小于p轨道的数目的两倍。V字型，唯一的极性单质O:SP2杂化

3、臭氧的性质和用途物理性质：淡蓝色，鱼腥臭味。极稀的臭氧有清新的气味。水中的溶解度是O2的10倍。化学性质：不稳定性：2O3=3O2

rHmo==-286Kj/mol

(2000c以上分解较快)

强氧化性：是比氧更强的氧化剂，仅次于F2常见反应:

PbS+2O3＝PbSO4+O2(漂白油画)2Ag+2O3＝Ag2O2+2O22KI+H2SO4+O3＝I2+O2+H2O+K2SO4主要用途：水的净化处理，漂白剂、消毒剂(无二次污染)

11.3.3过氧化氢（HydrogenPeroxide）一、结构H2O2分子的极性比H2O强，。111.5094.80二、性质1、物理性质

纯H2O2是近乎无色的粘稠液体。有腐蚀性，可与水以任意比互溶，其水溶液称为双氧水。

2.化学性质（1）不稳定性:

2H2O2==2H2O+O2

rHmo=-196.06KJ/mol

受热、光照(紫外光)、重金属离子（Mn2+、Fe3+、Cr3+）、

MnO2等、粗糙的表面、碱性介质。应保存在棕色瓶中，放于阴凉处，还可加入些稳定剂如锡酸钠、焦磷酸钠或8-羟基喹啉等。（2）弱酸性：极弱，

H2O2=H++HO2-Ka10=2.3x10-12

Ba(OH)2+H2O2=BaO2+H2O(3)氧化还原性：既有氧化性又有还原性：在酸性介质中氧化性强在碱性介质中还原性强E°(A)0.67V1.77VO2────H2O2────H2OE°(B)-0.08V0.87VO2────HO2-────2OH-

2.作还原剂(氧化产物:O2)

2KMnO4+5H2O2+3H2SO4＝2MnSO4+K2SO4+5O2↑+8H2OCl2+H2O2＝

HCl+O2(工业除氯)重要反应：

1.作氧化剂(还原产物:H2O)

H2O2+2I-+2H+＝I2+2H2O

PbS+4H2O2＝PbSO4↓+4H2O

2CrO2-+2H2O2+2OH-＝2CrO42-+4H2O（用H2O2清洗油画原理）3、制备（P330)（了解）实验室制备：

BaO2+H2SO4＝BaSO4↓+H2O2BaO2+CO2+H2O=BaCO3↓+H2O2电解—水解法

电解液：KHSO4(或NH4HSO4)。

电极反应：阳极：2HSO4-＝S2O82-+2H++2e-

阴极：2H++2e-＝H2↑

电解产物过二硫酸盐水解得到过氧化氢：

S2O82-+2H2O＝H2O2+2HSO4-四、用途

H2O2是重要的化学试剂，是无污染的氧化还原剂。常用做漂白剂和消毒剂，用于伤口消毒。用于合成无机氧化物。在航天工业上，可作为火箭发射的燃料。11.3.4硫化氢、硫化物和多硫化物1.硫化氢和氢硫酸(1)H2S的结构:与H2O相似,但极性比水弱。(2)物理性质：无色，腐蛋味，剧毒气体，稍溶于水，代用品：硫代乙酰胺CH3CSNH2+2H2OCH3COO-+NH4++H2S(3)化学性质：二元弱酸强还原性S+2H++2eH2SEA0=0.144VS+2eS2-EB0=-0.407V2H2S+O22H2O+S

H2S+2FeCl3→S↓+2FeCl2+2HClH2S+4Cl2+4H2O→H2SO4+8HCl

2:金属硫化物：

特征：(1)颜色：(大多数为黑色，少数需要特殊记忆)SnS棕，SnS2

黄，As2S3

黄，As2S5

黄，

Sb2S3橙，Sb2S5橙，MnS肉，ZnS白，

CdS黄(2)易水解:

最易水解：Cr2S3，Al2S3(3)溶解性:

S2-半径较大，变形性大，以共价单键为主要成键特征易溶：（NH4）2S、BaS、碱金属硫化物及酸式盐微溶：MgS，CaS，SrS其余正盐均为难溶物溶解方法：a、稀酸溶K0sp>10-24

b、浓酸（盐酸）溶：K0sp=10-25~10-30SnSSnS2PbSBi2S3

CdSSb2S3Sb2S5CdS+4HClH2[CdCl4]+H2SC、浓硝酸溶：K0sp<10-30CuSCu2SAg2SAs2S3As2S53CuS+8HNO33Cu(NO3)2+3S+2NO+4H2Od、王水溶：HgSHg2S

3HgS+2HNO3+12HCl3[HgCl4]2-+6H++3S+2NO+4H2OHNO3+3HClCl2+NOCl+2H2O3.多硫化物Na2S+(x-1)SNa2Sx(x=2~6)(NH4)2Sx

Sx

2-——多硫离子随x的增大，颜色由黄橙黄红色

(NH4)2S久置变黄：2(NH4)2S+O2+2H2O→2S↓+4NH3·H2O(NH4)2S+(X-1)S→(NH4)2SxS2

2-——过硫离子性质：过硫化物与H2O2相似

（1）不稳定，遇酸分解为H2S和SS22-+2H+H2S+S(2）氧化性:SnS+S22-SnS32-

（3）还原性:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2（黄铁矿）11.3.5硫的氧化物、含氧酸及其盐

1.硫的氧化物SO2：无色气体，刺激性气味，漂白作用，结构与O3类似

H2SO3的酸酐，酸雨SO3：无色易挥发固体，强氧化剂

H2SO4的酸酐酸雨

pH<5.5的雨水称为酸雨。主要是二氧化硫和氮氧化物使雨水的酸性增强。

SO2主要来源：工业和汽车的污染，特别是火力发电厂和有色金属的冶炼厂，家庭中矿物燃料燃烧产生的SO2。酸雨将严重侵蚀建筑物和雕塑，损坏森林和植物，杀死鱼类和海洋生物，给工农业生产造成巨大损失。酸雨酸雨能腐蚀建筑和雕刻，被称为石头“麻风”。防治酸雨的根本办法是控制SO2和NOx在大气中的排放量。采取的措施有燃料脱硫，改变能源结构等.2.硫的含氧酸及其盐1.H2SO3：

二元中强酸氧化性：H2SO3+H2S3S+3H2O还原性（主要）

：

H2SO3+I2+H2OH2SO4+2HI(Cl2

、Br2)Na2SO3：强还原性（比H2SO3强），氧化产物为SO42-

SO32-+Cl2+H2OSO42-+2Cl-+2H+受热易分解4Na2SO33Na2SO4+Na2S

p337电势图Δ如P338图11.3所示，中心原子采用sp3杂化，分子构型为四面体。H2SO4的结构2.H2SO4浓硫酸的性质：强酸性；强吸水性；强氧化性硫酸盐:带有结晶水的过渡金属硫酸盐常称为矾,如：

胆矾:CuSO4·5H2O,、绿矾:FeSO4·7H2O,

明矾:K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O等。复盐M2SO4·MSO4·6H2OM2SO4·M2(SO4)3·24H2O一价金属离子可以是：NH4+,K+,Rb+,Cs+二价金属离子可以是：Co2+,Ni2+,Zn2+,Cu2+,Mg2+三价金属离子可以是：Al3+,Fe3+,Cr3+,Ga3+,V3+,Co3+由两种晶体类型相同的简单盐组成的晶体称为复盐

3.焦硫酸及盐

H2S2O7:SO3+H2SO4H2S2O7H2S2O7+H2O2H2SO4性质：比H2SO4更强的氧化性、吸水性和腐蚀性K2S2O7

：溶解难酸溶的金属矿物（如

-Al2O3、Cr2O3）

Al2O3+3K2S2O7Al2(SO4)3+3K2SO4S:+6-H2O4、硫代硫酸盐SSOOO2-制备：Na2SO3+SNa2S2O3

S的平均氧化数：+2，中强还原剂煮沸Na2S2O3.5H2O(大苏打，海波)Na2S2O3的化学性质：(1)易溶于水，溶液呈弱碱性(2)遇酸分解:S2O32-+2H+S+SO2

+H2O(鉴定）（3）作还原剂2Na2S2O3+I2＝Na2S4O6+2NaINa2S2O3+4Cl2+5H2O＝2H2SO4+2NaCl+6HCl此反应能定量进行，可用于碘的滴定分析。此反应可用于作除氯剂硫代酸盐被氧化的产物是随氧化剂的强弱而不同的，与较强的氧化剂反应，产物为硫酸盐。

（4）作配位剂

Ag++2S2O32-＝[Ag(S2O3）2]

3-AgX+2S2O32-＝[Ag(S2O3）2]

3-+X-(X=Cl、Br、I)想一想:把AgNO3溶液滴入Na2S2O3溶液中和把Na2S2O3溶液滴入AgNO3