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高中化学竞赛辅导

高中化学竞赛辅导. 元素化合物——氧族元素. 一、氧分子结构：. 用分子轨道理论（ Molecular Orbital theory) 解释 O 2 的磁性：. 二、过氧化氢（ Hydrogen peroxide). 1 、 结构：. 极性分子. 2 、 制法： （1）电解 HSO 4 － 得过二硫酸盐， M 2 S 2 O 8 （M＝K、NH 4 ） 阳极：2 SO 4 2 - －2e == S 2 O 8 2- 阴极：2 H + + 2e == H 2

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Presentation Transcript

  1. 高中化学竞赛辅导 元素化合物——氧族元素

  2. 一、氧分子结构： 用分子轨道理论（Molecular Orbital theory)解释O2的磁性： 二、过氧化氢（Hydrogen peroxide) 1、结构： 极性分子 2、制法： （1）电解HSO4－得过二硫酸盐， M2S2O8（M＝K、NH4） 阳极：2SO4 2- －2e == S2O82- 阴极：2H+ + 2e == H2 S2O82- + 2H2O === 2SO42- + H2O2 + 2H+ (减压蒸馏） （2）乙基蒽醌法

  3. (1)分解：催化剂（如：MnO2） MnO2 ＋ H2O2 ＝ Mn2＋ ＋ O2 ＋ H2O H2O2 ＋ Mn2+ == MnO2 + H2O 总反应：2H2O2======= 2H2O + O2 MnO2 (低温蒸馏） H2O2保存: 阴凉、加阻化剂锡酸钠Na2Sn(OH)6 3、性质： 酸性：K1 ＝ 1.55×10－12 K2 ~＝10-25

  4. （2） 氧化还原性： 作为氧化剂的突出优点：氧化性强、不引入杂质。 PbS ＋ 4H2O2 ＝ PbSO4 ＋ 4H2O （将油画还原颜色） 测定H2O2的定量方法：用KMnO4溶液滴定： 2MnO4- + 5H2O2 + 6H+ == 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O 鉴定H2O2的方法： Cr2O72- + 4H2O2 + 2H+ == 2CrO5 + 5H2O 用乙醚萃取CrO5，显蓝紫色。 （3）中和（取代）反应：NaOOH（一取代）、Na2O2（二取代） （4）加合反应： （通水合物） 2Na2CO3 + 3H2O2 == 2Na2CO3•3H2O2

  5. 三、臭氧（Ozone) 1、结构： （唯一单质极性分子） （转移电子4/3e) 2、强氧化性： 鉴定或测定O3含量： O3 + 2I- + H2O == O2 + I2 + 2OH- I2 + 2S2O32- === 2I- + S4O62-

  6. 四、硫 1、存在：硫化物（ZnS、PbS、FeS2、Sb2S3） 硫酸盐（CaSO4、CrSO4、BaSO4） 煤、蛋白质 2、同素异形体： （Allotrope) 3、硫化物 H2S NaSH Na2S As2S3 As2S5 Na2S2 H2O NaOH Na2O As2O3 As2O5 Na2O2 碱性 碱性 两性、还原性 酸性 碱性、氧化性 思考：Na2S、硫化铵为什么要保存在棕色瓶中？ 2S2- + O2 + 2H2O == 2S + 4OH-

  7. 4、多硫化物： S2- + xS = Sx+12- S8 + S2- = S-S-S-S-S-S-S-S-S2- M2Sx(x=2~6) M2Sx + 2H+ == 2M+ + (x-1)S + H2S 硫烷：H2Sx（x达到8) H－S－（S）x－2－S—H 5、过硫酸： H2O2 —— HO－O－SO3H —— HSO3－O－O—SO3H （过一硫酸） （过二硫酸） 可通过电解HSO4－得到（H2O2的制取） 6、硫代硫酸钠： Na2SO4•5H2O 大苏打、海波。 (1)还原性： I2 + 2S2O32- == S4O62- + 2I- (进行I2的定量测定）

  8. O O S M S S O M S O O O 单基配体 双基配体 （2)自身氧化还原： （在酸性条件下） S2O32- + 2H+ == S + SO2 + H2O (3)作为配体： Ag+ + 2S2O32- === Ag(S2O3)23-β2 = 4×1013 7、连二亚硫酸 Na2S2O4•2H2O 保险粉

  9. 8、硫的卤化物： SCl4可以水解： （写出离子方程式） S2F2水解：S2F2 ＋ 6H2O ＝ 6S ＋ 10HF ＋ H2S4O6 SF6比较稳定，不易水解，（为什么？）

  10. 【例题1】氧及卤素反应生成许多不同的化合物（硫原子是中心原子），这些化合物大多数是分子，其中有许多种在水中容易水解。【例题1】氧及卤素反应生成许多不同的化合物（硫原子是中心原子），这些化合物大多数是分子，其中有许多种在水中容易水解。 1．SCl2、SO3、SO2ClBr、SF4及SBrF5等分子的路易斯（Lewis）结构式。 2．画出上述五种分子的几何构型。

  11. 【例题2】同主族元素其性质相似。例如，硫化物性质类似于氧化物；它也可以分为酸性硫化物和碱性硫化物；也存在氧化性或还原性；互相间也能发生反应。例如：Na2S＋CS2＝NaCS3（硫代碳酸钠），完成下列反应方程式：【例题2】同主族元素其性质相似。例如，硫化物性质类似于氧化物；它也可以分为酸性硫化物和碱性硫化物；也存在氧化性或还原性；互相间也能发生反应。例如：Na2S＋CS2＝NaCS3（硫代碳酸钠），完成下列反应方程式： l． Na2S＋As2S5→ 2．Na2S＋SnS2→ 3．Na2S2＋SnS→ 【例题3】判断含氧酸强弱的一条经验规律是：含氧酸分子的结构中含非羟基氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强。某些含氧酸的酸性如右表： 1．亚磷酸H3PO3和亚砷酸H3AsO3分子式相似，但它们的酸性差别很大。H3PO3是中强酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱碱性。由此可推出它们的结构式分别为： 2．H3PO3和H3AsO3与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是 3．在H3PO3和H3AsO3中分别加入浓盐酸，分析反应情况，写出化学反应方程式。

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