05 第5章 氧族元素.pptx

第1页：氧族元素概述

氧族元素概述：5.1氧族元素概述第5章氧族元素

第2页：氧分子形态

氧分子形态

• 5.2氧的化合物
• 1.氧分子形态激发：↑↓↑↓单线态1O2光敏化剂(基态)hv光敏化剂(激发态)基态：↑↑三线态(S=2s+1)154.8kJ·mol-192.0kJ·mol-1光敏化剂(激)+3O2能量传递光敏化剂(基)+1O2O2: (σ1s)2(σ1s*)2(σ2s)2(σ2s*)2(σ2px)2(π2py)2(π2pz)2(π*2py)1(π*2pz)1O2O-2O22-O2+

第3页：臭氧

臭氧：2Ag + 2O3=Ag2O2+ 2O2PbS+ 4O3=PbSO4+ O2↑3KOH(s) + 2O3(g)=2KO3(s)+ KOH·H2O(s) + (1/2)O2(g)KO2+O22.臭氧（O3）有鱼腥味的淡蓝色气体λ<242nm3O2+ hν2O3λ(220~330nm)

第4页：臭氧层的破坏

臭氧层的破坏：hνCF2Cl2CF2Cl +Cl•Cl•+O3→ClO•+O2ClO•+O→Cl•+O2净反应：O3+O=2O2NO +O3→NO2+O2NO2+O→NO +O2净反应：O3+O=2O2

第5页：过氧化氢的结构

过氧化氢的结构

• 结构: O为sp3杂化H2O2弱酸性、不稳定10，102.0HHOOH-25-12-222≈×=++-12222mol-196kJOO2HO2H=+3.过氧化氢（H2O2）

第6页：H2O2的电极电势

H2O2的电极电势：2H++O2+2e=H2O2EA=0.68V2Fe3++2e=2Fe2+EA=0.77V2Fe3++H2O2=2Fe2++2H++O22H++H2O2+2e=2H2OEA=1.776V2Fe2++2H++H2O2=Fe3++2H2O净结果：2H2O2=2H2O+O2↑凡电位为0.68~1.78V的金属电对均可催化H2O2分解

第7页：H2O2的氧化性与还原性

H2O2的氧化性与还原性：3H2O2+2MnO4-=5H2O2+2MnO4-+6H+=H2O2+Mn(OH)2=3H2O2+2NaCrO2+2NaOH=H2O2+2Fe2++2H+=H2O2既有氧化性又有还原性2MnO2↓+3O2↑+2OH-+2H2O2Mn2++5O2↑+8H2OMnO2↓+ 2H2O2Fe3++2H2O2Na2CrO4+ 4H2OEBEA0.867V,3OH2eOHHO--2-2=++

第8页：过氧化氢的鉴定

过氧化氢的鉴定：乙醚鉴定:Cr2O72-+ 2H2O2+ 2H+===5H2O +2CrO5OO || O| Cr |O O水相:2CrO5+ 7H2O2+ 6H+= 7O2+ 10H2O+2Cr3+(蓝绿)Cr2O72-+ H2O2+ H+=Cr3++ H2O + O2Cr3++ H2O2+ OH-→CrO42-+ H2O

第9页：单质硫

单质硫

• 5.4硫的化合物
• 1.单质S8结构：S：sp3杂化形成环状S8分子弹性硫94.5oC

第10页：硫化物与多硫化物

硫化物与多硫化物

• 3HgS+ 8H++2NO3-+12Cl-= 3HgCl42-+3S↓+2NO↑+4H2OHgS + Na2S = Na2[HgS2]2.硫化物与多硫化物金属硫化物大多数有颜色且难溶于水，只有碱金属的硫化物易溶。根据Ksp的大小，金属硫化物在酸中的溶解度不同。HgS的Ksp最小，它只能溶于王水和Na2S。硫化物都会产生一定程度的水解，而使溶液呈碱性。Na2S+H2O=NaHS+NaOHPbS+H2O=Pb2＋+HS－+OH－

第11页：多硫化物

多硫化物：Na2S+（x-1）S = Na2Sx(Sx)2-随着硫链的变长颜色：S-2X2-性质：遇酸不稳定：氧化性：还原性：黄→橙→红碱金属(包括NH4＋)硫化物水溶液能溶解单质硫生成多硫化物。

第12页：硫的氧化物

硫的氧化物：3.硫的氧化物SO2，SO3是酸雨的罪魁祸首。

治理：SO2+2CO>731℃铝凡土S+2CO2Ca(OH)2+SO2→CaSO3+H2O

第13页：亚硫酸及盐

亚硫酸及盐：△4Na2SO3=3Na2SO4+Na2SSO32-+H2S+H+=S↓+H2OSO32-+Cl2+H2O=SO42-+2Cl-+2H+5SO32-+2MnO4-+6H+=2Mn2++5SO42-+3H2O4.亚硫酸及盐H2SO3二元中强酸，既有氧化性又有还原性，可以使品红退色

第14页：硫酸的结构

硫酸的结构：5.硫酸及其盐硫酸分子间存在氢键，使其晶体呈现波纹形层状结构。

硫酸根离子SO42－是四面体结构中心原子硫采用sp3杂化，形成四个σ键，其S－O键长为144pm，比双键的键长（149pm）短，在S－O键中存在额外的p-dπ反馈键成分。

第15页：硫酸的性质

硫酸的性质：强吸水性、强氧化性Fe+H2SO4（稀）＝FeSO4+H2↑Cu+2H2SO4（浓）＝CuSO4+SO2+2H2OC+2H2SO4（浓）＝CO2+2SO2+2H2O过渡金属硫酸盐加热易分解Ag2SO4==2Ag + SO2+ O2HgSO4===Hg + SO2+ O2△红热

第16页：硫酸盐的结晶水

硫酸盐的结晶水：SO42-易带阴离子结晶水，以氢键与SO42-结合CuSO4·5H2O脱水-2H2O-2H2O-H2OCuSO4

第17页：硫代硫酸盐

硫代硫酸盐

• 6.硫代硫酸盐制备：Na2SO3+S = Na2S2O3Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2↑Na2S2O3·5H2O(大苏打、海波)无色透明体易溶于水，碱性OHSOSOSH2HOS22322-232++++
• （1）遇酸不稳定

第18页：硫代硫酸盐的还原性与配合性

硫代硫酸盐的还原性与配合性

• （3）配合剂AgBrNa2S2O3[Ag(S2O3)2]3-I-AgI↓CN-Ag(CN)2-S2-Ag2S↓
• （2）中等强度还原剂2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaINa2S2O3+4Cl2+5H2O=2H2SO4+2NaCl+6HCl用途？

第19页：过硫酸及其盐

过硫酸及其盐：7.过硫酸及其盐强氧化剂：Ag+Cu+K2S2O8+8H2O == CuSO4+K2SO4Ag+2Mn2++5K2S2O8+8H2O == 2MnO4-+10SO42-+16H+H—O—O—H被-SO3H取代O O| |HO—S—O—O—S—OH| |O O常见：K2S2O8、(NH4)2S2O8

第20页：其他硫酸盐

其他硫酸盐：Na2S2O4连二亚硫酸钠O2+H2ONaHSO3H2S2O7H2SO28.其他硫酸盐

第21页：硒、碲的化合物

硒、碲的化合物

• 5.5硒、碲的化合物1. SeO2、TeO2为中等强度氧化剂SeO2TeO2+ SO2+ H2O →SeTe+ H2SO42. H2SeO3、H2SeO4无色固体
• 3.碲酸H6TeO6或Te(OH)6八面体，白色固体，弱酸，氧化性比H2SO4强。中等强度氧化剂与H2SO3对比不挥发性强酸，吸水性强。氧化性比H2SO4强，可溶解金，生成Au2(SeO4)3其他性质与H2SO4类似

第22页：酸性变化一般规律

酸性变化一般规律

• 取决于与氢直接相连的原子上的电子云密度氢化物HF HCl HBr HINH3H2O HF含氧酸HClO HBrO HIOH4SiO4H3PO4H2SO4HClO45.6专题讨论—酸性变化一般规律1.定性判断

第23页：含氧酸酸性的两条规则

含氧酸酸性的两条规则：•缩合度增加，酸性增强•同一元素不同氧化态，高价偏酸，但磷酸的含氧酸例外

第24页：Pauling规则

Pauling规则

• 1.电中性氧合酸的
• 2.多元酸多步质子转移反应的pKa逐级增加5。鲍林提出两条规则用以粗略估算单核含氧酸pKa。2. Pauling规则OmE (OH)n7.22.1; 7.4; 12.71.8；6.6≈8≈3≈3011Cl(OH)OP(OH)3OP(H)(OH)2次氯酸磷酸亚磷酸pKa(实测值)pKa(估计值)m值化学式酸的名称

第25页：钠硫蓄电池

钠硫蓄电池

• 放电负极：熔融Na 2Na–2e 2Na+充电放电正极：熔融SxS+2Na++2eNa2Sx充电充总：2Na+xSNa2Sx放电解质：β-Al2O3问题：1.工作温度300~500℃，Na、S8要处于熔融态，要绝热
• 2.充电时间长，需15~20h。优点：蓄电量是铅电池的5倍，质量仅是其1/5，运行平稳，无污染，寿命长。5.7应用—钠硫蓄电池