第2章元素化合物的性质

第2章元素化合物的性质引言在已发现的112种元素中，有许多元素及其化合物是我们人体所必需的。本章学习与生命活动及医学有着密切联系的卤素、硫、氮和磷的单质及其重要化合物。第一节卤族元素第三节氮和磷的化合物第二节硫的化合物第2章元素化合物的性质一、卤族元素的简介第一节卤族元素卤族元素，简称卤素，卤素位于第ⅦA族，价电子构型为ns2np5，包括：卤素在化学反应中具有很强的吸引电子能力，表现出活泼的非金属性。654385At53I35Br17Cl9F2ⅦA氟（F）氯（Cl）溴（Br）碘（I）砹（At）在自然界中卤素以金属卤化物的形式，分布广泛。一、卤族元素的简介第一节卤族元素海水、盐湖、盐井中含有丰富的氯化钠溴化物常与氯化物共存，但含量较少碘主要存在于海带、海藻中碘还以碘酸盐的形式存在于矿物中卤素也是人体内的重要元素。一、卤族元素的简介第一节卤族元素氟是防止儿童龋齿，维持骨骼正常发育，增进牙齿和骨骼强度的元素碘存在于甲状腺中，体内若缺乏碘，就可能发生甲状腺肿大症或智力低下氯以离子形式存在于各体液中，如胃液中溴以化合物形式存在于脑下垂体的内分泌腺中卤素在自然界都以化合态存在，通过人工的方法可以制取它们的单质。卤素的单质都是双原子分子。二、卤素单质的性质第一节卤族元素F2Cl2Br2I2二、卤素单质的性质第一节卤族元素元素名称分子式颜色和状态溶解度（常温）氟F2淡黄色气体反应氯Cl2黄绿色气体310cm3溴Br2红棕色液体4.17g碘I2紫黑色固体0.029g（一）卤素单质的主要物理性质卤素单质的物理性质有着较大的差别，但随着原子序数的递增而呈规律性变化：按氟、氯、溴、碘的顺序，密度依次增大，颜色依次由浅变深，在水中溶解度依次变小，熔点沸点依次升高。二、卤素单质的性质第一节卤族元素（一）卤素单质的主要物理性质氯气是黄绿色气体，饱和氯水呈黄绿色，稀溶液接近无色。氯气空气二、卤素单质的性质第一节卤族元素溴是红棕色液体、容易挥发，蒸气为红棕色。因此保存时常在液溴上面加少量水防溴挥发。液态溴对皮肤会造成难以愈合的灼伤。使用和保存卤素时要特别小心。饱和溴水呈红棕色，稀溶液为黄色。溴易溶于CCl4等有机溶剂中，溴的CCl4溶液也是红棕色。（一）卤素单质的主要物理性质二、卤素单质的性质第一节卤族元素液溴饱和溴水稀溴水溴水中加入CCl4（一）卤素单质的主要物理性质二、卤素单质的性质第一节卤族元素碘是紫黑色，能升华、蒸气为紫色。碘在水中的溶解度很小，但更易溶于CCl4等有机溶剂中。碘水在浓度大时为棕色、浓度小时接近黄色。（一）卤素单质的主要物理性质二、卤素单质的性质第一节卤族元素（一）卤素单质的主要物理性质碘浓碘水稀碘水碘水中加入CCl4二、卤素单质的性质第一节卤族元素临床上用碘、碘化钾和酒精配制碘酊（碘酒），碘酒、碘伏、洗必泰碘是常用的含碘消毒剂。（一）卤素单质的主要物理性质碘酊碘伏用于手术区消毒二、卤素单质的性质第一节卤族元素问题4．卤素单质是氧化剂还是还原剂，强弱顺序如何？3．卤素容易得到还是失去电子？是几个？1．卤素单质的分子式怎么写？2．卤素原子的最外层电子数是几个？7个得到1个电子F2、Cl2、

Br4、I2都是强氧化剂，氧化性强弱顺序为：

F2＞Cl2＞

Br4＞I2（二）卤素单质的化学性质回答1．氯气的化学性质（1）与金属的反应第一节卤族元素但常温下，干燥的氯气不能与铁反应，故可将氯气储存在钢瓶中。氯气几乎能与所有的金属直接化合，生成金属氯化物。例如，把灼热的细铜丝放在氯气中燃烧，生成氯化铜，产生棕色的烟。二、卤素单质的性质（二）卤素单质的化学性质氯气能与许多非金属直接化合。如果用强光照射氯气与氢气的混合物，就会迅速化合而发生猛烈的爆炸，生成氯化氢气体。而纯净的氢气点燃时能在氯气中安静地燃烧，也能生成氯化氢气体。例如1．氯气的化学性质（2）与非金属的反应第一节卤族元素二、卤素单质的性质（二）卤素单质的化学性质氯化氢是无色有刺激性气味的气体；极易溶于水，在空气中能与水蒸气结合呈现雾状；25℃时，1体积的水能溶解500体积的氯化氢；氯化氢的水溶液称为氢氯酸，又称盐酸；胃液中含有少量盐酸，用来消化食物；1．氯气的化学性质（2）与非金属的反应第一节卤族元素二、卤素单质的性质（二）卤素单质的化学性质氯气与磷在点燃时反应；与硫化合比较困难；与氧、氮、碳等非金属不能直接化合。1．氯气的化学性质（2）与非金属的反应第一节卤族元素二、卤素单质的性质（二）卤素单质的化学性质氯气能溶于水，常温下，1体积的水能溶解2体积的氯气，氯气的水溶液称为氯水。氯水中溶解的部分氯气能与水反应生成盐酸和次氯酸。1．氯气的化学性质（3）与水的反应第一节卤族元素二、卤素单质的性质（二）卤素单质的化学性质次氯酸是一种强氧化剂，具有消毒杀菌和漂白作用。次氯酸是一元弱酸，不稳定，易分解放出氧气。当受日光照射时，次氯酸的分解速度加快。1．氯气的化学性质（3）与水的反应二、卤素单质的性质（二）卤素单质的化学性质第一节卤族元素1．氯气的化学性质（3）与水的反应观察与思考新鲜的杜鹃花将其中的1朵鲜花放人氯气中二、卤素单质的性质（二）卤素单质的化学性质第一节卤族元素为什么鲜花在氯气中褪色？问题氯气和鲜花中的水反应生成次氯酸，次氯酸的强氧化性能使一些染料和有机色质氧化而褪色。答案1．氯气的化学性质（3）与水的反应二、卤素单质的性质（二）卤素单质的化学性质第一节卤族元素氯气与碱溶液反应，生成次氯酸盐和氯化物。工业上常用氯气与冷的消石灰作用制成含氯石灰，俗称漂白粉。漂白粉是混合物，其主要成分为氯化钙和次氯酸钙，有效成分是次氯酸钙。次氯酸钙氯化钙1．氯气的化学性质（4）与碱的反应二、卤素单质的性质（二）卤素单质的化学性质第一节卤族元素漂白粉和H2O、CO2作用，能产生次氯酸，因此漂白粉具有漂白消毒作用。漂白粉广泛用于漂白棉麻纸浆、消毒饮用水等。若在漂白粉水溶液中加入少量盐酸或硫酸，则会产生大量次氯酸，使漂白作用大大增强。1．氯气的化学性质（4）与碱的反应二、卤素单质的性质（二）卤素单质的化学性质第一节卤族元素卤素与金属反应生成金属卤化物。金属卤化物的稳定性随着氟、氯、溴、碘的顺序依次递减。氟和氯可与所有金属反应，溴和碘可与除金、铂、银外大多数金属反应，但反应较慢。2．卤素单质的化学性质（1）卤素与金属的反应二、卤素单质的性质（二）卤素单质的化学性质第一节卤族元素卤素单质都能直接与氢气化合，生成卤化氢

H2+X22HX反应的剧烈程度按氟、氯、溴、碘的顺序依次减弱气态氢化物的稳定性按氟、氯、溴和碘的顺序减弱卤化氢都是无色气体，易溶于水水溶液称为氢卤酸，具有酸性氢氟酸能腐蚀玻璃2．卤素单质的化学性质（2）卤素与氢气的反应二、卤素单质的性质（二）卤素单质的化学性质第一节卤族元素氯、溴和碘与水反应生成氢卤酸和次卤酸，反应程度依次减弱。卤素都能与水反应，但反应的剧烈程度有差别。氟气与水发生剧烈反应，置换出氧气。2．卤素单质的化学性质（3）卤素与水的反应二、卤素单质的性质（二）卤素单质的化学性质第一节卤族元素观察与思考视频——碘化钾和氯水反应视频——溴化钠和氯水反应视频——碘化钾和溴水反应2．卤素单质的化学性质（4）卤素间的置换反应二、卤素单质的性质（二）卤素单质的化学性质第一节卤族元素问题1请描述实验现象。稀溴水：黄色溴的

CCl4溶液：红棕色注意溴化钠溶液：无色碘化钾溶液：无色碘的CCl4溶液：紫红色稀碘水：棕色2．卤素单质的化学性质（4）卤素间的置换反应二、卤素单质的性质（二）卤素单质的化学性质第一节卤族元素问题2请写出反应式。2．卤素单质的化学性质（4）卤素间的置换反应二、卤素单质的性质（二）卤素单质的化学性质第一节卤族元素问题3这些反应为什么能够发生？说明什么问题？卤素氯、溴、碘三者的活泼性比较氯活泼，能置换溴和碘溴又次之，能置换碘，碘较不活泼2．卤素单质的化学性质（4）卤素间的置换反应二、卤素单质的性质（二）卤素单质的化学性质第一节卤族元素第一节卤族元素卤素单质的化学性质比较分子式与氢气的反应和氢化物的稳定性与水反应活泼性比较F2冷暗处就能剧烈反应而爆炸HF很稳定置换出氧气所有非金属中最活泼Cl2在强光照射下，剧烈化合而爆炸HCl较稳定生成次氯酸比氟差能置换溴和碘Br2在加热条件下，较缓慢地化合HBr较不稳定反应较氯弱比氯差能置换碘I2持续加强热，缓慢地化合HI很不稳定只起微弱反应比溴差二、卤素单质的性质视频——碘和淀粉的显色反应二、卤素单质的性质（三）碘与淀粉的反应第一节卤族元素碘遇淀粉变蓝色,利用这个性质，可以检验碘或淀粉的存在。鉴别实验1．硝酸银法二、卤素单质的性质（四）卤素离子的检验第一节卤族元素取三支试管，分别加入2ml氯化钠、溴化钠和碘化钾溶液，分别滴入2～3滴硝酸银溶液，观察发生的现象。再分别滴入稀硝酸溶液，观察有无变化。氯化银溴化银碘化银1．硝酸银法二、卤素单质的性质（四）卤素离子的检验第一节卤族元素鉴别实验白色淡黄色黄色卤化银不溶于稀硝酸。1．硝酸银法二、卤素单质的性质（四）卤素离子的检验第一节卤族元素2．氯水——有机溶剂法二、卤素单质的性质（四）卤素离子的检验第一节卤族元素

在待检试液中先加入少量四氯化碳，再滴加氯水，振荡，若底部四氯化碳层呈红棕色是Br2，显示有Br-；若呈紫红色者是I2，显示有I-，实验现象十分明显。1．氯化钠（NaCl）三、医学上重要的卤化物第一节卤族元素俗称食盐；无色晶体，或白色结晶性粉末；氯化钠是正常人体生理活动不可缺少的；医药上：生理盐水用于输液、洗涤创伤或灌肠。三、医学上重要的卤化物第一节卤族元素氯化钾是无色晶体。医药上：氯化钾是一种利尿药，用于心脏性或肾脏性水肿，也可用于其他缺钾症。输液时钾离子浓度要严格控制。2．氯化钾（KCl）第一节卤族元素3．氯化铵（NH4Cl）氯化铵是无色晶体，易潮解。易溶于水，水溶液显弱酸性。受热易分解为氯化氢和氨气，遇冷又生成氯化铵晶体。医药上：治疗碱中毒、口服用作祛痰剂。三、医学上重要的卤化物第一节卤族元素4．氯化钙(CaCl2)氯化钙通常以含结晶水的无色晶体存在加热失去结晶水，成为白色的无水氯化钙无水氯化钙有很强的吸水性，常作干燥剂临床上用于治疗钙缺乏症，也可用作抗过敏药。三、医学上重要的卤化物第一节卤族元素5．溴化钠(NaBr)

溴化钠是无色晶体，置于空气中能逐渐潮解，易溶于水溴化钠、溴化钾、溴化铵可配制成三溴合剂用作镇静剂，对中枢神经有抑制作用，对兴奋性失眠，制止癫痫发作都有效，本品应密闭保存三、医学上重要的卤化物第一节卤族元素6．碘化钾（KI）

碘化钾是白色晶体，味苦咸置于空气中能轻微潮解，易溶于水由于碘离子的还原性较强，碘化钾在空气中易被氧化而析出碘而变黄，碘化钾溶液也易被氧化，注意保存碘化钾在医学上用于治疗甲状腺肿大，是常用的补碘试剂碘化钾是配制碘酊的助溶剂三、医学上重要的卤化物元素周期表中VIA族元素称为氧族元素，包括：第二节硫的化合物氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、钋(Po)654384Po52Te34Se16S8O2ⅥA氧族元素的最外层都有6个电子，易得到2个电子而成为-2价的离子。其中，硫位于第3周期，与氧相似，也是活泼的非金属元素。硫原子既能获得2个电子形成-2价的阴离子，又有＋4和＋6价的化合物。硫化氢是一种无色、易燃的酸性气体，有臭鸡蛋气味。一、硫化氢（H2S）第二节硫的化合物硫化氢比空气重，能溶于水，在常温常压下，1体积水约能溶解2.6体积的硫化氢。硫化氢有剧毒。硫化氢通常存在于某些火山喷气、工业废水及某些温泉泉水中，动植物体及各种各样的有机垃圾腐败时，也产生硫化氢气体。1．硫化氢的还原性一、硫化氢（H2S）第二节硫的化合物在硫化氢分子中，硫为最低化合价－2价，所以有较强的还原性，容易被一些氧化剂如氧气、二氧化硫、碘等氧化为单质硫。2．氢硫酸

一、硫化氢（H2S）第二节硫的化合物硫化氢的水溶液称为氢硫酸，是一种弱酸，具有酸的通性，还原性比硫化氢气体强，室温下能被空气中的氧缓慢氧化，析出单质硫而使溶液变浑浊。所以，氢硫酸应在使用时配制，不能久存。二氧化硫是无色、有刺激性气味的气体，比空气重。二、二氧化硫(SO2)

第二节硫的化合物二氧化硫有毒，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。

1．二氧化硫与水反应

二、二氧化硫(SO2)

第二节硫的化合物二氧化硫易溶于水，1体积水约能溶40体积的二氧化硫，其水溶液称为亚硫酸，故二氧化硫又称亚硫酐。亚硫酸为中等强度的酸，很不稳定，极易分解。

1．二氧化硫与水反应

二、二氧化硫(SO2)

第二节硫的化合物问题二氧化硫除具有酸性氧化物的性质外，还具有哪些性质？

二氧化硫和亚硫酸中硫元素的化合价为＋4价，所以，既有氧化性，又有还原性，但以还原性为主。0+4+6SSO2H2SO4还原性氧化性答案二、二氧化硫(SO2)

第二节硫的化合物有催化剂存在时，二氧化硫能与氧气反应，生成三氧化硫。工业上用此反应制取SO3。SO3极易被水吸收生成硫酸。

2．二氧化硫与氧反应

二、二氧化硫(SO2)

第二节硫的化合物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。二氧化硫还可用作消毒杀菌剂。

3．二氧化硫的漂白作用

3．二氧化硫的漂白作用

二、二氧化硫(SO2)

第二节硫的化合物问题想一想

二氧化硫与次氯酸的漂白机理有何不同？

二氧化硫是化合漂白。次氯酸是氧化漂白。答案（一）硫酸（H2SO4）三、硫酸及医学上常见的硫酸盐第二节硫的化合物纯硫酸是无色油状液体。市售浓硫酸的质量分数为0.98，密度为1.84g/cm3。硫酸是难挥发的强酸，能与水以任意比例混溶。（一）硫酸（H2SO4）三、硫酸及医学上常见的硫酸盐第二节硫的化合物硫酸是三大强酸之一。稀硫酸具有酸的通性。稀硫酸能使紫色的石蕊试液变红；稀硫酸能与活泼金属反应放出氢气；稀硫酸能与某些金属氧化物起反应；稀硫酸能与某些盐起反应；稀硫酸能与碱起反应。（一）硫酸（H2SO4）三、硫酸及医学上常见的硫酸盐第二节硫的化合物浓硫酸除具有酸的通性之外，还具有强烈的吸水性、脱水性和氧化性。

三、硫酸及医学上常见的硫酸盐第二节硫的化合物

1．吸水性

问题想一想

，浓硫酸稀释时应注意哪些事项？

浓硫酸具有强烈的水合作用，与水作用的同时，放出大量的热。所以用水稀释浓硫酸时，必须将浓硫酸沿玻璃棒缓缓倒入水中，并不断搅拌，防止局部沸腾使硫酸溅出。如果稀释大量的浓硫酸还应分次进行。答案视频——浓硫酸的稀释（一）硫酸（H2SO4）（一）硫酸（H2SO4）三、硫酸及医学上常见的硫酸盐第二节硫的化合物浓硫酸还能吸收空气中的水分，工业上和实验室里常用浓硫酸作干燥剂，干燥某些不与它反应的气体，如氢气、氯气和二氧化碳。

1．吸水性

2．脱水性

三、硫酸及医学上常见的硫酸盐第二节硫的化合物观察与思考视频——浓硫酸的脱水性浓硫酸不仅能吸收游离的水分，还能按水的组成比例从有机化合物（如纸张、织物、蔗糖）中，夺取其中的氢和氧，使这些有机化合物发生炭化，这种作用称为浓硫酸的脱水性。（一）硫酸（H2SO4）浓硫酸对有机物有很强的腐蚀性，皮肤上沾上浓硫酸，会引起严重的灼伤，使用时要特别注意安全。问题如果浓硫酸不慎溅到皮肤上应采取哪些措施？如果浓硫酸不慎溅到皮肤上，应立即用布轻轻擦试，再用大量水冲洗，然后将稀氨水滴至灼伤处，再用水冲洗。答案

2．脱水性

三、硫酸及医学上常见的硫酸盐第二节硫的化合物（一）硫酸（H2SO4）浓硫酸是强氧化剂，加热时氧化性更强。在加热条件下，浓硫酸能与绝大多数金属反应，生成相应的硫酸盐、二氧化硫和水。

3．氧化性

三、硫酸及医学上常见的硫酸盐第二节硫的化合物（一）硫酸（H2SO4）在常温下，冷的浓硫酸不与铁、铝等金属作用。在冷浓硫酸中，铁、铝表面生成一层致密的氧化物保护膜，阻止浓硫酸继续和内层金属反应，这种现象称为钝化。可以用铁、铝制成的容器储存冷的浓硫酸。

3．氧化性

三、硫酸及医学上常见的硫酸盐第二节硫的化合物（一）硫酸（H2SO4）（一）硫酸（H2SO4）三、硫酸及医学上常见的硫酸盐第二节硫的化合物纯硫酸是重要的化工原料，具有十分广泛的用途。石油化学工业中，硫酸用于精炼石油；在金属加工或金属制品电镀前，可用稀硫酸制取氮肥、磷肥和许多硫酸盐；硫酸还用来制备药物、炸药和染料等。（二）硫酸盐三、硫酸及医学上常见的硫酸盐第二节硫的化合物硫酸盐种类很多，一般都溶于水，硫酸银、硫酸铅微溶，碱土金属（铍、镁除外）的硫酸盐微溶于水，而硫酸钡不溶于水。硫酸盐在医学上应用较为广泛，医学上常见硫酸盐的物理性质及用途见下表。三、硫酸及医学上常见的硫酸盐第二节硫的化合物常见硫酸盐的物理性质及用途分子式俗称物理性质主要用途Na2SO4·10H2O芒硝无色晶体用作泻药及钡盐铅盐的解毒剂

CaSO4·2H2O(生)石膏白色晶体制造塑像模型医用绷带

MgSO4·7H2O泻盐无色晶体内服用作泻药，注射用作解痉药

BaSO4重晶石白色晶体胃肠透视用的内服造影剂，俗称“钡餐”CuSO4·5H2O胆矾蓝色晶体催吐剂，可治疗磷中毒FeSO4·7H2O绿矾淡绿色晶体用作补血剂，治疗缺铁性贫血KAl(SO4)2·12H2O明矾无色晶体用作净水剂三、硫酸及医学上常见的硫酸盐第二节硫的化合物硫酸钡用于X线造影硫酸镁用于导泻（三）硫酸根离子的检验第二节硫的化合物在含有硫酸根离子的溶液中，滴入少量氯化钡溶液，有白色沉淀，该沉淀不溶解于盐酸。三、硫酸及医学上常见的硫酸盐（三）硫酸根离子的检验三、硫酸及医学上常见的硫酸盐第二节硫的化合物碳酸根离子等也能和氯化钡生成白色的碳酸钡沉淀，加入少量的盐酸后，沉淀溶解，并放出气体。

元素周期表中VA族元素称为氮族元素，包括：第三节氮和磷的化合物氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)654383Bi51Sb33As15P7N2VA氮和磷都是生物体内含量较多的重要的生命必需元素。氮是构成蛋白质的主要元素，磷主要存在于人和脊椎动物的骨骼和牙齿中，脑神经系统、骨髓、心、肝、肾等脏器中也含有丰富的磷脂。（一）氨(NH3)一、氨和铵盐

第三节氮和磷的化合物氨是无色、有刺激性气味的气体，比空气轻，在常温下很容易被加压液化，液态氨汽化时吸收大量的热量，并使其周围的温度急剧降低。因此，氨常用作制冷剂。氨也是体内蛋白质代谢产物之一。（一）氨(NH3)一、氨和铵盐

第三节氮和磷的化合物氨气极易溶于水，常温下，1体积水能溶解约700体积氨。一水合氨不稳定，受热时又分解产生氨和水。氨的水溶液称为氨水。氨水中大部分氨结合成一水合氨NH3·H2O，很少一部分电离为和OH-。所以氨水呈弱碱性，能使酚酞试液变红。

（一）氨(NH3)一、氨和铵盐

第三节氮和磷的化合物氨有弱碱性，能与酸反应生成铵盐。

氨与浓盐酸反应：氨同样也能与硝酸、硫酸反应，生成硝酸铵和硫酸铵。例如（二）铵盐一、氨和铵盐

第三节氮和磷的化合物1．铵盐的性质

铵盐加热时都会分解，生成氨气和对应的酸。

例如铵盐是由铵根离子和酸根离子组成的化合物。大多数铵盐是无色晶体，均易溶于水。（二）铵盐一、氨和铵盐

第三节氮和磷的化合物