亚硫酸盐的性质

O3 + O 2O2
保护：1987年签定蒙特利尔议定书，禁止使用CFC和其它
卤代烃，减少大气污染。
★氧的成键特征？P574
★氧化物？P577 ★水？P580-593
1、水的分子结构？分别用杂化轨道理论和SEPR法处理； 2、液态水和冰的结构是否相同？ 3、什么是重水和重氧水？各有何用途？ 4、水有哪些异常的物理性质？原因何在？ 5、为什么水的密度在3.98℃时最大？有何实际意义？ 6、了解水的相图；纯水的三相点、凝固点和水的冰点？ 7、水有哪些化学性质？ 8、自然界中的水和水的污染与净化？ 9、实验室常用的高纯水有哪几种？
FeS(s) + H2SO 4 H2S +FeSO 4
Na 2S(aq) + H2SO 4 H2S +Na 2SO 4
CH 3CSNH 2 + 2H2O 加热 H2S +CH 3COONH 4 硫代乙酰胺
结构：H2S结构与H2O相似 S以不等性SP3杂化，呈V形
键角 键长
4S(过量) + 6NaOH 2Na2S + Na 2S2O3 + 3H2O
制备： 单质硫矿 隔绝空气加热 熔化的硫 冷却、固化 硫磺
黄铁矿 3FeS2 +12C + 8O2 Fe3O4 +12CO + 6S
2.硫化氢和硫化物
•硫化氢 制取：
H2 + S 加热 H2S(g)
2S3
+
6H+
+ 8Cl-
2BiCl
4
+
3H 2S
CdS + 2H+ + 4Cl- CdCl24- + H2S
氧化性酸溶解(HNO3)：
Bi 2S3 + 8HNO3 2Bi(NO3)3 + 2NO + 3S + 4H2O 3PbS+ 8HNO3 3Pb(NO3)2 + 2NO + 3S + 4H2O 3CuS + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 3S + 4H2O 3Ag2S + 8HNO3 6AgNO3 + 2NO + 3S + 4H2O
SnS2 + 4H+ + 6Cl- SnCl62- + 2H2S
PbS+ 2H+ + 4Cl- PbCl24- + H2S
Sb2S3 + 6H+ +12Cl- 2SbCl36- + 3H2S
Sb2S5 + 6H+ +12Cl- 2SbCl36- + 3H2S + 3S
Bi
O3 + CN - OCN - + O2 O3 + OCN - CO 2 + N2 + O2
5）用途 ？
·O3的形成和O3的作用
（1）形成：O2吸收太阳光波长＜185nm紫外线后形成O3层
3O2 + h( 185 nm) 2O3
（2）臭氧层：离地面约25km处（15km~35km），厚度约20km， 在地面附近约0.001ppm。
分子轨道电子排布式：
(σ
1s
)2
(σ
* 1s
)2
(σ
2s
)2
(σ
* 2s
)2
(σ
2p
)2
(π
2p
)4
(π
* 2p
)2
键级=2 ，一个σ键，两个三电子π键
O O •
•
••• •••
• •
性质：
◇无色无臭气体，90K凝结为蓝色液体，54k→蓝色固体 ◇非极性分子，微溶于水，293K,s =30cm3/L
与CO,CH4,C,H2S等→燃烧
2. 臭氧(O3)：O2的同素异形体
结构：
••
Π4 3
键角：117o μ=1.8×10-30C•m
惟一极性单质
O 1s2 2s2 2p1x 2p1y 2p2z
中心O以sp2杂化，分别与两个O形成σ 键， 另一个sp2杂化轨道被孤对电子占据。
未参与杂化的p轨道上有一对电子与两端O 原子的两个p轨道平行，三个对称性一致的p轨 道线性组合成分子轨道，形成一个三中心四电
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。
易水解：最易水解的化合物是Cr2S3和Al2S3
2M3+ + 3S2- + 6H2O 2M(OH)3 + 3H2S (M Al, Cr)
水溶性： •易溶：NH4+和碱金属硫化物 •微溶：MgS，CaS，SrS(但BeS难溶) 其余难溶。
稀酸溶解： MnS(溶于HAc), FeS, CoS, NiS, ZnS MS + 2H + M2+ + H2S(g)
配位酸溶解(浓HCl)：
SnS+ 2H+ + 4Cl- SnCl24- + H2S
O3层变薄和出现空洞的危害： 更多的紫外辐射到达地面，对生物具有破坏性，
导致温室效应加剧。
原因：
1）氟里昂(CFC，氟氯烃，几种氟氯代甲烷及乙烷的总称) 被广泛用作致冷剂、发泡剂、清洗剂、气雾喷剂。
Cl + O3 ClO + O2
ClO + O Cl + O2
2）氮氧化物和某些自由基等
第十三章 氧族元素
13.1 氧族元素通性 13.2 氧及其化合物 13.3 硫及其化合物 13.4 无机酸强度的变化规律
教学目标： ◆了解氧化物的分类； ◆掌握氧、臭氧、过氧化氢、硫及其重 要化合物的结构、性质和用途。
教学重点与难点：
掌握氧、过氧化氢、硫化氢、硫化物、硫 的含氧酸及其盐的性质
13.1 氧族元素通性
P560 13-1
氧族
(VIA) 元素
O
S
非金属
Se
Te
准金属
Po 放射性金属
存在 单质或矿物
价层电 子构型
2s22p4
3s23p4
共生于重金属硫化物中
4s24p4 5s25p4
6s26p4
电负性 3.44 2.58 2.55
2.10
2.0
氧化值 -2, (-1) ±2,4,6 ±2,4,6
晶体
分子 晶体
5H 2S + 2MnO-4 + 6H + 2Mn 2+ + 5S + 8H 2O
5H
2S
+
8Mn
O
4
+ 14H
+
8Mn
2+
+
5SO
24
+ 12H
2O
H2S + SO2 2H2O + 3S
H2S + H2SO4 (浓) 4H2O + 2SO2 (或S)
•金属硫化物
M2+ + S2- (H2S) MS M + S MS
水中可生成O2·H2O和O2·2H2O（不稳定）
◇氧化性：
酸性介质中：(强)
O2 + 4H+ + 4e- 2H2O
碱性介质中：
O2 + 2H2O + 4e- 4OH-
◇与某些过渡金属配Hale Waihona Puke Baidu形成加合物
1.229 v 0.401v
◇常温下不活泼，只与强还原剂反应，如NO,Sn2+,Fe2+等。 高温下活泼，能与许多金属非金属反应→氧化物
3. 过氧化氢（H2O2）
与水比较？极性、沸点？
94o
结构：
97pm
H
97 o
149pm
O
O
97 o
H
性质：
•弱酸性
H2O2

HO
2
+
H+
K1

2.010 -12
K
2
10 -25
•不稳定性
H2O2 + Ba (OH)2 BaO2 + 2H2O
H2O2 H2O + O2

r
H
弹性硫
190℃的熔融硫 用冷水速冷
S(斜方) 94.5oCS(单斜) 190C 弹性硫
硫的同素异形体：
斜 方 硫
单 斜 硫
弹性硫的形成
硫的化学性质
◆与许多金属直接化合
2Al + 3S Al 2S3 Hg + S HgS
◆与氢、氧、碳、卤素(碘 S + 3F2 (过量) SF6
2O3 + 2Ag Ag2O2 + 2O2
2O3 + 2PbS PbSO 4 + O2
2O3 + XeO3 + 2H2O H4XeO6 + O2
CH 3CH 2CH CH 2 O3 CH 3CH 2CHO + HCHO
CH 3CH CHCH 3 O3 CH 3CHO + CH 3CHO
雷雨，空气中 O2 (g) 电火花O3(g)
实验室： O2 (g) 185 紫外光O3(g)(3 ~ 10%)
(4)臭氧层空洞
1985年，发现南极上方出现了面积与美国大陆相近的O3层空洞； 1989年，发现北极上空正在形成另一个O3层空洞； 此后，发现O3层空洞每年在移动且面积不断扩大；
溶沸点：
分子 晶体
红硒 (分子晶体)
灰硒 (链状晶体)
半径：
2,4,6
链状 晶体
2,6
金属 晶体
依次↑ 依次↑
单质Se
H2R 化学活性： 稳 定 性： 酸 性：
熔 沸 点：
单质Te
H2O H2S H2Se H2Te
小
大
大
小
弱
强
最高 小
大
13.2 氧及其化合物
1. 氧（ O2） O 1s2 2s2 2p2x 2p1y 2p1z
可见：H2O2氧化性强，还原性弱； 是不造成二次污染的杀菌剂。
13.3 硫及其化合物
1.单质硫
结构： S：sp3杂化
形成环状S8分子。 物理性质： S8分子为分子晶体，
不溶于水，溶于CS2。
硫的同素异形体
斜方硫
密度/gcm-3 2.06
颜色
黄色
稳定性 < 94.5℃
单斜硫
1.99 浅黄色 > 94.5℃
H2S ＜ H2O H—S ＞H—O
S
H
H
性质： H2S是无色，有腐蛋味，剧毒气体。 稍溶于水，水溶液呈酸性，称氢硫酸， 为二元弱酸。
最重要的性质是它的还原性：
0.3002V
EA SO24-
0.1576V H2SO3
0.4497V S 0.144V 0.3478V
H2S
•与空气(O2)反应 2H2S + 3O2 完全 2H2O + 2SO2 2H2S + O2 不完全 2H2O + S
子离域大π 键。表示为 Π 4 3
对比
O3
O2
键角 键长/pm
116.8°
180 °
127.8 > 120.8
键级 键能
1.5
<2
小
大
磁性 性质：
抗磁性
顺磁性
1）淡蓝色气体，有鱼腥臭味；
2）唯一有极性的单质分子，比O2易溶于水； 3）不稳定性，易分解
2O 3 3O 2 Δ r H m -285.4kJ • mol -1
•与中等强度氧化剂作用 H2S + 2Fe 3+ S + 2Fe2+ + 2H +
Fe2S3 FeS
H2S + X2 S + 2X - + 2H + (X Cl, Br, I)
•与强氧化剂反应
S
： 产物
SO24-
H2S + 4X2 (Cl 2 , Br2 ) + 4H 2O H2SO 4 + 8HX
m

-196
kJ mol -1
碱、光照、加热、微量Fe2+ , Mn2+ , Cu 2+ , Cr 3+ 存在时加速分解；
贮存：光滑塑料瓶或棕色瓶。
•氧化还原性
酸性： O2 0.682V H2O2 1.776V H2O
H2O2 + 2Fe 2+ + 2H + 2Fe 3+ + 2H 2O 4H 2O2 + PbS(s, 黑) PbSO 4 (s,白) + 4H 2O
除外)、磷等直接作用
S + Cl2 ΔSCl2
S + O2 SO2
◆与氧化性酸作用 S + 2HNO3 H2SO4 + 2NO(g) S + 2H2SO4 (浓) 3SO2 (g) + 2H2O
◆与碱作用 3S + 6NaOH Δ 2Na2S + Na 2SO3 + 3H2O
当波长200~300nm紫外线照射O3时，又使之分解为O2 ， O3与O2互相转化的动态平衡，消耗了太阳辐射到地球能量的5%。
正是O3吸收了大量紫外线，才使地球上生物免遭伤害。
（3）制备： 2O3 (g) 3O2 (g)
3O2 (g) △H -284kJ mol-1 2O3 (g) △H 284 kJ mol -1
S2- + H2O
HS- + OH - Na2S称硫化碱
常用硫化物：
Na 2S, (NH 4 )2S
Na 2SO4 + 4C 1373K Na 2S + 4CO
天然芒硝 煤粉 高温还原
Na 2SO 4 + 4H2 1273K Na 2S + 4H2O
H2S + 2NH 3 H2O (NH 4 )2S + 2H2O
稳定性 O3 ﹤ O2
4) 氧化性 O3 > O2
O3 + 2H+ + 2e-
O2 + H2O A 2.07 v
O3 + 2H2O + 2e-
O2 + 2OH - B 1.24 v
例如： O3 + 2H+ + 2I- I2 + H2O + O2
—— 测定O3含量、鉴定O3或检验O3
5H 2O2
+
2MnO
4
+
6H +
2Mn
2+
+
5O 2
+
8H 2O
碱性：O2 - 0.076V
HO
2
0.878V
OH -
3H 2O2
+
2Cr(OH)
4
+
2OH -
2CrO
24
+ 8H 2O
H2O2 + Mn(OH) 2 MnO2 (棕色) + 2H 2O
H2O2 + Cl 2 2HCl + O2 工业上除氯