第九章主族非金属元素-第二节、第三节氮

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硫代硫酸根离子的鉴定
四、硫化氢和硫化物
4-1.硫化氢
H2S是无色有臭蛋味的气体。有毒!吸入后引起头疼、 晕眩,具有麻醉神经中枢的作用,大量吸入会严重中 毒甚至死亡。是大气污染物。
H2S能溶于水,20℃时1体积水能溶解2.6体积的H2S。 完全干燥的H2S气体是很稳定的,不易和空气中的O2 作用。其水溶液的稳定性却显著下降,在空气中很快 析出游离硫,而使溶液变浑:
氨气 是无色、有臭味的气体。在常压下冷 到-33℃,
25℃加压到990kPa,氨即凝聚为液体,称为液氨, 储存在钢瓶中备用。必须注意,在使用液氨钢瓶时, 减压阀不能用铜制品,因铜会迅速被氨腐蚀。液氨 气化时,气化热较高(23.35kJ·mol-1),故氨可作致冷 剂,但目前已逐渐被取代。
一、氮及其化合物
纯浓 H2SO4 是无色透明的油状液体,工业品因 含杂质而发浑或呈浅黄色。
浓硫酸具有脱水性、吸水性,氧化性。
2-2.三氧化硫和硫酸
浓硫酸的腐蚀作用(脱水性) 用硫酸在木质上写字
2-2.三氧化硫和硫酸
浓 H2SO4氧化性 属于中等强度的氧化剂,但在加热的条件下,几
乎能氧化所有的金属和一些非金属。
2-2.三氧化硫和硫酸
1-4.亚硝酸和亚硝酸盐
亚硝酸盐用途 偶氮染料、硝基化合物的制备;作媒染剂、漂白剂、
金属热处理剂、Leabharlann Baidu镀缓蚀剂等;食品工业如鱼、肉加 工的发色剂。 必须注意
亚硝酸盐有毒! 公认的强致癌物之一。曾有人误食 含有NaNO2的食盐,引起中毒死亡事故。蔬菜中含有 较多的硝酸盐,如果在较高温度下存放时间过久,在 细菌和酶的作用下,硝酸盐会被还原成亚硝酸盐,因 此隔夜的剩菜不吃为好腌制时间不够长的咸菜,各类 鱼、肉罐头等都不宜吃得过多。
冷的浓 H2SO4 活泼金属铁和铝在冷浓H2SO4中“钝化”。所
以常用铁罐储运浓 H2SO4(浓度必须在92.5%以上) 。 硫酸的生产与用途
生产H2SO4都以接触法为主。此法主要分为三 阶段:焙烧黄铁矿或硫燃烧得到SO2;在V2O5催化 下 将 SO2 氧 化 为 SO3 ; 用 98.3% 的 浓 H2SO4 吸 收 SO3 得发烟硫酸,加稀酸调整浓度到98%,即得市售品。 吸 收SO3不 能 直 接 用 水 , 否 则 会 形 成 难 溶于 水的 H2SO4 酸 雾 , 并 随 尾 气 排 出 ; 而 用 浓 H2SO4 吸 收 , 因水蒸气压力低,不会形成酸雾。
第三节 氮、磷及其化合物
一、氮及其化合物 1-1.氮气
N2是无色、无臭、无味的气体,主要存在于大气 中。它虽是典型的非金属元素,N2的具有种高度化学 稳定性,氮气常用作保护气体。 N2的分子结构
一个σ键和2个π键
一、氮及其化合物
工业制备 氮气主要由液态空气经分馏制得。
1-2.氨与铵盐

一、氮及其化合物
1-3.硝酸和硝酸盐
金属的氧化产物 多数金属的氧化产物为硝酸盐,只有氧化物难溶
于HNO3的金属(如Sn,W,Mo等)才生成氧化物;至于 金属在硝酸盐中的价态,与其相应电对的电极电势 值有关:
表明HNO3还可将Fe2+氧化为Fe3+,而不能将Pb2+ 氧 化 为 PbO2 , 所 以 过 量 的 HNO3 溶 解 铁 时 生 成 Fe(NO3)3,而溶解铅则只能生成Pb(NO3)2。
呈红棕色。当敞开容器盖时,会不断逸出红棕色的 NO2气体。它比普通硝酸具有更强的氧化性,可作 火箭燃料的氧化剂,多用于军工方面。
1-3.硝酸和硝酸盐
硝酸的制备 工业上制备HNO3的主要方法是氨的催化氧化法。
将氨和空气的混合气体通过灼热(800℃)的铂网,NH3 被 氧 化 成 NO 。 随 后 , 进 一 步 和 空 气 中 的 O2 反 应 生 成 NO2。NO2遇水发生歧化反应而得HNO3。各步的反应 式如下:
一、氮及其化合物
氧化反应 NH3分子中N的氧化值为-3,处在最低氧化态,
只具有还原性。NH3经催化氧化,可得到NO。 NH3很难在空气中燃烧,但能在纯氧中燃烧,
生成N2: 4NH3+3O2→ 2N2↑+6H2O
氨在空气中的爆炸极限体积分数为16%~27%, 氨气爆炸事故也曾发生,因此要注意防止明火。
3-2.过硫酸盐
分 子 中 含 有 过 氧 基 —O—O— , 如 K2S2O8 或 (NH4)2S2O8。(NH4)2S2O8为白色结晶,干燥制品比 较稳定,潮湿状态或在水溶液中易水解:
3-2.过硫酸盐
3-2.硫代硫酸盐
硫代硫酸钠又名海波、大苏打。是无色透明的 结晶,易溶于水,其水溶液显弱碱性。将硫粉溶 于沸腾的亚硫酸钠碱性溶液中便可得到Na2S2O3。
NH3分子呈三角锥形,分子中的正、负电荷中 心不重合,为强极性分子,极易溶于水。常温下1 体积H2O能溶解700体积NH3。 氨的化学反应主要有以下三方面 加合反应
从结构上看,氨分子中的氮原子上有孤对电子, 倾向于与别的分子或离子形成配位键。例如,NH3 与酸中的H+反应:
H··NH····H··+H+ =H··NH····H→H
1-3.硝酸和硝酸盐
硝酸的化学性质 酸性HNO3是强酸,具有强酸的一切性质。HNO3的
氧化性最为突出。 浓硝酸的氧化性极强,能氧化C,S,P,I2等非金
属,例如:
1-3.硝酸和硝酸盐
HNO3和金属之间的反应 硝酸的还原产物
浓 HNO3 的 主 要 还 原 产 物 是 NO2 , 稀 HNO3 为 NO 。 稀HNO3与活泼金属如锌、镁、铁等作用时,有可能 进一步还原成N2O,N2甚至NH4+。例如:
硫酸盐的另一特征是容易形成复盐,例如: K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O,(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O 等, 将两种硫酸盐按比例混合,即可得到硫酸复盐。
3-1.硫酸盐
酸式硫酸盐 H2SO4是二元酸,除生成正盐外,还能形成酸式
盐。例如NaHSO4,KHSO4等。它们都可溶于水, 并呈酸性,市售“洁厕净”的主要成分即NaHSO4。
4-2.硫化物
溶解性 溶于水的硫化物:Na2S、K2S 不溶于水而溶于稀酸的硫化物: FeS 不溶于水和稀酸的硫化物: CuS、Ag2S黑、HgS黑
水解性 例如,Na2S的水解显著: Na2S+H2O==NaHS+NaOH Al2S3遇水完全水解: Al2S3+6H2O ==2Al(OH)3+3H2S↑
发烟硫酸比H2SO4有更强的氧化性,主要用作有 机合成的磺化剂以及硝化反应中的脱水剂。
三、硫的含氧酸盐
3-1.硫酸盐
硫酸盐的溶解性 多 数 硫 酸 盐 易 溶 于 水 , 只 有 CaSO4 、 SrSO4 、
PbSO4、Ag2SO4难溶或微溶。BaSO4难溶于水,也 不溶于酸和王水。
3-1.硫酸盐
1-3.硝酸和硝酸盐
王水 一体积浓硝酸和三体积浓盐酸的混合液。 Au、Pt等贵金属不能被HNO3溶解,只能溶于王水。
1-3.硝酸和硝酸盐
硝酸盐 活泼金属(比Mg活泼的碱金属和碱土金属)分解时
放出O2,并生成亚硝酸盐:
活泼性较小的金属(在金属活动顺序表中处在Mg 与 Hg 之 间 ) 的 硝 酸 盐 , 分 解 时 得 到 相 应 的 氧 化 物 、 NO2和O2:
活泼性更小的金属(活泼性比Hg差)的硝酸盐,则 生成金属单质、NO2和O2:
1-4.亚硝酸和亚硝酸盐
亚硝酸(HNO2) 是一种较弱的酸,它只能以冷的稀溶液存在,
浓度稍大或微热,立即分解:
亚硝酸盐 相当稳定。NaNO2和KNO2是两种常用的盐在
工业上,生产HNO3或硝酸盐时所排放的尾气中常 含有NO和NO2,用碱液吸收就能得到亚硝酸盐。
1.42 g·cm-3,受热或经日光照射,或多或少分解出少 量NO2致使HNO3有时呈浅黄色。 发烟硝酸
含 HNO3 约 98% ,密度1.5g·cm-3以上。由于含有 NO2而呈黄色。这种硝酸有挥发性,逸出的HNO3蒸 气与空气中的水分形成的酸雾似发烟,故称发烟硝 酸。
1-3.硝酸和硝酸盐
红色发烟硝酸 即纯硝酸 (100% HNO3) 中溶有过量的 NO2,故
四、硫化氢和硫化物
4-1.硫化氢
氢硫酸 H2S的水溶液称为氢硫酸,它是二元弱酸,它有较
强的还原性
四、硫化氢和硫化物
4-2.硫化物
金属硫化物 Na2S在工业上称为硫化碱,价格比较便宜,常代替
NaOH作为碱使用。 Ca、Sr、Ba、Zn、Cd等的硫化物,以及硒化物、
氧化物,都是很好的发光材料,广泛用于夜光仪表和黑 白、彩色电视中。 硫化物的性质概述 颜色 许多硫化物具有特殊的颜色 ,Na2S白、MnS肉红、 SnS2深棕、K2S白、FeS黑、CdS黄、BaS白、NiS(α)黑、 PbS黑、CoS(α)黑、CuS黑、ZnS白、Ag2S黑、HgS黑。
第九章 主族非金属元素
“十二五”职业教育国家规划教材
第二节 硫及其化合物
S 第Ⅵ A 族元素,原子的价层电子构型为
3s23p4,能形成 -2、+2、+4、+6价矿物:有 闪 锌 矿 (ZnS) 、 方 铅 矿 (PbS) 、 黄 铁 矿 (FeS2) 、辉锑矿 (Sb2S3) 、石膏 CaSO4) 、 天青石 (SrSO4) 、重晶石 (BaSO4) 等。
2-1.二氧化硫和亚硫酸
二氧化硫 SO2是无色气体,有强烈的刺激气味。容易液化,
液化温度为 -10℃,在0℃时液化压力仅需 193kPa。液 态SO2储存在钢瓶中备用,液态SO2用作致冷剂,能使 系统的温度降至 -50℃。 亚硫酸
SO2易溶于水,常温下 1 L 水能溶 40 L SO2,相当 于10% 的溶液。若加热可将溶解的 SO2 完全赶出。 SO2溶于水生成不稳定的亚硫酸 (H2SO3) ,它只能在 水溶液中存在,游离态的 H2SO3 尚未制得。H2SO3是 二元中强酸.
不少铵盐在常温或温度不高的情况下即可分解,其 分解产物取决于对应酸的特点。对应的酸有挥发性时, 分解生成NH3和相应的挥发性酸。
一、氮及其化合物
水解性 若在铵盐溶液中加入强碱并稍加热,上述平衡
右移,即有氨气逸出。这一反应常用来鉴定NH4+ 离子 。
一、氮及其化合物
1-3.硝酸和硝酸盐
硝酸的品种 65% ~ 68%HNO3 无 色 透 明 液 体 , 密 度 为 1.39 ~
一、单质硫
单质硫 硫的3种同素异形体:斜方硫 ( 菱形硫 ) 、单斜硫和
弹性硫。 天然硫即斜方硫,为柠檬黄色固体,不溶于水,而
易溶于 CS2 和CCl4 等有机溶剂。
硫的化学性质 与氧比较,氧化性较弱,但在一定条件下也能与许
多金属和非金属作用,形成硫化物。例如:在加热的 条件下 :
一、单质硫
二、硫的氧化物和含氧酸
2-1.二氧化硫和亚硫酸
二氧化硫和亚硫酸既有氧化性又有还原性,但 以还原性为主。
SO2是有害气体,低浓度时主要危害上呼吸道, 浓度高时会致人呼吸困难,甚至死亡。在大气中, SO2是严重的污染源,
2-2.三氧化硫和硫酸
三氧化硫的制备:
2-2.三氧化硫和硫酸
纯净的SO3是易挥发的无色固体,熔点16.8℃, 沸点44.8℃。它极易与水化合,生成H2SO4,并放 出大量热SO3在潮湿空气中易形成酸雾。SO3有强 氧化性。 硫酸 硫酸的性质
2-3.发烟硫酸和焦硫酸
发烟硫酸 含 有 过 量 SO3 的 浓 H2SO4 称 为 发 烟 硫 酸
(H2SO4·xSO3)。含SO3 20%~25%, 焦硫酸
含SO3 40%~50%。当H2SO4和SO3的物质的量之 比为1∶1(含45%SO3)时,这种发烟硫酸称为焦硫酸 (H2SO4·SO3或H2S2O7)。其凝固点为35℃,故在常温 下是无色晶体。
硫酸盐的热稳定性 ⅠA 和 ⅡA 族 元 素 的 硫 酸 盐 对 热 很 稳 定 , 加 热 到
1000℃也不分解;过渡元素硫酸盐在高温下可以分 解。
(NH4)2SO4
3-1.硫酸盐
硫酸盐的水合作用 许多硫酸盐从溶液中析出时都带有结晶水,例如
CuSO4·5H2O , ZnSO4·7H2O 等 。 这 类 硫 酸 盐 受 热 时 会逐步失去其结晶水,成为无水盐。制备水合硫酸盐 通常是在室温下晾干,以免脱去结晶水。 硫酸复盐
氨和氯或溴会发生强烈反应。用浓氨水检查氯 气或液溴管道是否漏气,就利用了氨的还原性。
一、氮及其化合物
取代反应 NH3遇活泼金属,其中的H可被取代。 例如: 氨和金属钠生成氨基钠的反应(金属铁催化): 2NH3 + 2Na → 2NaNH2+H2↑
一、氮及其化合物
铵盐
铵盐多是无色晶体,易溶于水,有热稳定性低、易 水解的特征。 热稳定性
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