无机化学实验：p区非金属元素---氧、硫

实验四 p区非金属元素---氧、硫

【学习目标】

认知目标：掌握H2O2的性质及不同氧化态硫化合物的主要性质，比较MS的溶解性。

技能目标：学会离心机的正确使用。

思想目标：提高理论知识在实验中的应用能力。

【教学安排】

一 课时安排：3课时

二 实验要点：

1、H2O2的性质（学生自行设计实验）

2、硫化合物的主要性质：溶解性、MSO3的性质、MS2O3的性质、过二硫酸盐的性质。【重点、难点】

不同氧化态硫化合物的主要性质，设计实验验证H2O2的性质。

【教学方法】问题式教学、演示法、实验指导

【实验指导】

H2O2的性质

1、设计实验思路：

由元素电势图：

可知：

H2O2（有腐蚀性、毒害性）无论在酸性或碱性中都是强氧化剂，如将PbS→PbSO4

H2O2的还原性较弱，在酸性介质中只有碰到强氧化剂才表现出还原性。

可见：H2O2的性质：氧化性及还原性（H2O2中的O为－1氧化态），H2O2还具有弱酸性和不稳定性。

(1) H2O2的分解

原理：H2O2容易分解，较低温度和高纯度时比较稳定，当溶液中含有微量的Mn2+（MnO2）或光照、加热时会促使H2O2发生催化分解：H2O2=2H2O+O2↑。所以H2O2应避光低温保存。

操作：试管：1—2 mL 3％ H2O2，微热，观察是否有气泡产生?（O2↑是否产生） 再往试管中加入很少量MnO2粉末，将带有余烬的火柴伸入试管中、有何现象?（火柴复燃？）

(注意加入的MnO2一定要少，以防分解过猛使H2O2喷溅到管外)，

现象：反应激烈，有大量的气泡产生。

(2) H2O2的氧化性

原理：

$1 酸性中氧化I－ （用硫代硫酸钠滴定I2，可算出H2O2的含量。）

$2 H2O2可使黑色的PbS氧化为白色PbSO4 Pb2+ + TAA→PbS，PbS + 4 H2O2＝PbSO4↓+ 4H2O。

操作：

$1、试管：5d 0.2 mol·L-1 KI，3d 3 mol·L-1 H2SO4酸化后，滴入2d H2O2溶液。紫黑色沉淀I2生成。

$2、试管：0.2 mol·L-1 Pb(NO3)2，滴入2d 0.1 mol·L-1 TAA溶液（黑色的PbS↓）, 滴入2d H2O2溶液。黑色沉淀PbS↓消失，PbSO4↓(白)生成。

(3) H2O2的还原性

操作：试管：5d 0.2 mol·L-1 KMnO4溶液，用3d 3 mol·L-1 H2SO4酸化后，滴入2d H2O2溶液。现象：溶液紫红色消失，有无色无味气泡产生。

原理：无论在酸性或碱性中，H2O2的氧化性都要比H2O2的还原性强得多，只有遇到更强的氧化剂时，过氧化氢才可作还原剂，氯气和高锰酸钾都能与H2O2反应放出氧气。

2MnO4－+ 5H2O2 + 6H＋＝ 2Mn2+ + 5O2↑+ 8H2O

2、H2O2的鉴定

操作：试管：2 mL 3% H2O2→ 0.5 mL 乙醚 → 1mL 1 mol·L-1 H2SO4 → 4d K2Cr2O7

现象：乙醚层呈深蓝色（上层），下层溶液无色。

原理：H2O2有一特殊反应，能和K2Cr2O7在酸性中生成蓝色的过氧化铬[ CrO5或 CrO(O2)2 ] CrO5可认为是H2CrO6脱水而得。CrO5显蓝色，在乙醚中比较稳定，故通常预先加一些乙醚。这

个反应可用于检验H2O2，也可检验Cr2O72—或CrO42—。

五、硫的化合物性质

1、硫化物的溶解性

操作：试管：0.5 mL 0.2 mol·L-1MnSO4 [ Pb(NO3)2、CuSO4] → Na2S，离心分离，洗涤沉淀，实验沉淀在2 mol·L-1 HCl、浓HCl、浓HNO3中的溶解情况。

现象：MnS肉（溶于稀HCl、浓HCl、浓HNO3），

PbS黑（不溶于稀HCl、可溶于浓HCl、浓HNO3）

CuS黑（不溶于稀HCl和浓HCl，微溶于浓HNO3）

原理：MnS K sp＝1.4×10－15（较大），H+能有效的降低 S2－，使之溶解。（FeS、CoS、ZnS等）

MnS＋2HCl＝MnCl2＋H2S↑

PbS K sp＝3.4×10－28（较小），Cl－ 能与Pb2+生成配离子而使之溶于浓HCl中。（BiS、CdS、SnS）

PbS＋4HCl（浓）＝H2PbCl4＋H2S↑

CuS K sp＝8.5×10－45（非常小）,用浓HNO3氧化S2－为S才能降低其浓度而使之溶解。（Ag2S）

［离心机的使用］

离心试管要对称放置在离心机的套管内；转速应逐渐增加或降低，不能突然快速或突然停止；

运转时要加盖，停止时要让它自然停止，决不能用手或其它东西使它强制停转

2、亚硫酸盐的性质

操作：试管：2 mL 0.5 mol·L-1 Na2SO3→3 mol·L-1 H2SO4（有无气体）→ 0.1 mol·L-1 TAA

→ 0.5 mol·L-1

K2Cr2O7

现象：有刺激性气体（SO2）产生，使湿润pH试纸变红。

加TAA（酸中，H2S）无明显现象（加热可能会有沉淀S产生）。

加K2Cr2O7，溶液变为绿色(CrO2－)。

原理：具有氧化性和还原性。遇到氧化性强的物质表现还原性，例如遇到硝酸，可以被氧化成硫酸根；遇到还原性强的物质表现为氧化性，例如遇到硫离子（二价的），可以被还原为单质硫。

2Na2SO3+O2=Na2SO4

3SO32－+ 4 H+ + Cr2O72－→ 3SO42－+ CrO2－+2 H2O

3、硫代硫酸盐的性质