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1

(硫、硒、碲)氧:Oxygen硫:Sulfur硒:Selenium碲:TelluriumO3,H2O2Na2Sx(H2S2)H2SO4H2SO3H2S2O7Na2S2O3H2S2O8

H2SnO6

3氧和硫族元素2(1)價(jià)電子構(gòu)型:ns2np4(2)氧化數(shù)O:﹣2,0

S,Se,Te:﹣2,0,+2,+4,+6

氧族元素要結(jié)合兩個(gè)電子,不如鹵素結(jié)合一個(gè)電子容易,化學(xué)活潑性(非金屬性)弱于鹵素3-1通性3

單質(zhì):空氣中含O221%(質(zhì)量23%),硫磺化合物:O2-,S2-,SO42-

(3)存在形式O:1、2S,Se,Te:2、4、6(SF6)、8(TeF8)(4)同族自上而下,r

增多I1、E1減小例外:E1(S)

E1(O)(5)配位數(shù)43-2單質(zhì)

常溫下,O2(g)、O3(g)、S8(s),分子間作用力增大S:sp3不等性雜化5淡藍(lán)色,魚腥味氣體偶極距=0.53D,極性分子抗磁性6sp2л342s22p4sp2psp2雜化離域π鍵(大π鍵)1)參與離域π鍵的原子應(yīng)在同一平面上,而且每個(gè)原子都能提供一個(gè)相互平行的p軌道。2)離域π鍵上總的π電子數(shù)應(yīng)少于參與離域π鍵p軌道數(shù)的兩倍。不穩(wěn)定,2O3→3O2(MnO2催化,加熱)強(qiáng)氧化性φ°O3/H2O=2.07Vφ°O3/OH-=1.24VO3+NO→NO2+O2

3O3+2Ag=Ag2O2(過氧化銀)+2O2

O3+XeO3+2H2O=H4XeO6+O2O3+2I-+2H+=I2+O2+H2O(測(cè)定O3)7O3+CN-=OCN-+O24O3+2OCN-

+4OH-=N2+2CO2+6O2-+2H2O6O3+2CN-

+4OH-=N2+2CO2+2O2+6O2-+2H2O主要的臭氧技術(shù)有:電解法、核輻射法、紫外線、等離子體及電暈放電法等幾種。臭氧發(fā)生器放電氧化空氣或純氧氣成臭氧,即應(yīng)用高能量交互式電流作用空氣中的氧氣使氧氣分子電離而成臭氧。

893-3-1氫化物

3-3-2H2O2、Na2Sx(H2S2)3-3-3硫的氧化物/含氧酸3-3-4硫的含氧酸的鹵素衍生物

3-3

化合物103-3-1-1性質(zhì)H2O(l)H2S(g)H2Se(g)H2Te(g)①mp.和bp.><<②熱穩(wěn)定性>>>③還原性<<<④(aq.)酸性<<<3-3-1氫化物11(1)結(jié)構(gòu)S采取sp3不等性雜化,V型(2)性質(zhì)無(wú)色、臭雞蛋氣味,含體積1%令人頭暈頭痛,允許小于0.01mg/L,多可致死。aq.二元弱酸:Kao=1.1×10-7,Kao

=1.3×10-13

3-3-1-2H2S12強(qiáng)還原性φ°S/H2S=0.14V2H2S+O2=2S+2H2OH2S+I2=S+2HIH2S+4Cl2+4H2O=H2SO4+8HClH2S+4Br2+4H2O=H2SO4+8HBrH2S+4ClO-

=H2SO4+4Cl-13

沉淀劑利用Mn+與S2-形成硫化物(有色)的溶度積不同,從而將M分離、鑒定微溶:MgSCaSSrS,緩慢水解2CaS+2H2O=Ca(HS)2+Ca(OH)2可溶:Na2SNa2S?9H2O(硫化堿,白色);(NH4)2S(黃色)

Na2SO4+4C=Na2S+4CO(高溫)

Na2SO4+4H2=Na2S+4H2O(高溫)

H2S+2NH3?H2O(aq)=(NH4)2S+2H2O14Ksp<10-30

溶于HNO3

CuS+8HNO3=Cu(NO3)2+SO2+4H2O+6NO23PbS+8HNO3=3Pb(NO3)2+3S+2NO+4H2O溶于王水

3HgS+2HNO3+12HCl=3H2[HgCl4]

+3S+2NO+4H2O

HgS+Na2S=Na2HgS2HgS+4I-+2H+=HgI42-

+H2SKsp°=10-25-10-30溶于濃HCl

PbS+4HCl(濃)=PbCl42-+H2S+2H+(CdS、SnS類似)Ksp°>10-24

溶于稀酸

MnS溶于HAc;FeS溶于稀HCl15FeS+2HCl=FeCl2+H2S

用H2O吸HCl,P2O5干燥

CH3C=SNH2(s)+2H2O→CH3C=OONH4+H2SH2S+Pb(Ac)2=PbS+2HAc(3)制備(4)鑒別163-3-2-1H2O23-3-2H2O2H2S2(Na2Sx)(1)分子結(jié)構(gòu) O:

sp3不等性雜化,

二面角,極性分子, O—O單鍵鍵長(zhǎng)147pm17不穩(wěn)定性

2H2O2=2H2O+O2↑Oneofthefollowingfactorwillspeedupthereactionhr;T>153℃;OH-

;HeavymetalionsFe、Mn、Cu穩(wěn)定劑:微量Na2SnO3、Na4P2O7、8-羥基喹啉

氧化性為主(2)性質(zhì)∵

H2O2/H2O=1.776V

>

MnO2/Mn2+=1.23V,∴H2O2+Mn2+=MnO2+2H+又∵

MnO2/Mn2+=1.23V>

O2/H2O2=0.682VMnO2+H2O2=O2+2OH-+Mn2+如此循環(huán)往復(fù),Mn2+催化H2O2分解。18Given

MnO2/Mn2+=1.23V,

O2/H2O2=0.682V,

H2O2/H2O=1.776V,usethesestandardhalf-cellpotentialstoexplainwhyasmallamountofMn2+cancatalyzethedecompositionofH2O2.19

MnO4-+H+→O2↑+Mn2++2H2O

H2O2+MnO4-→O2↑+MnO2↓+OH-+H2O(中性/堿性介質(zhì))

Cl2=O2↑+2Cl-+2H+

Fe2++H+→H2O+Fe3+H2SO3→H2O+SO42-+2H+H2O2+Mn(OH)2→H2O+MnO2↓Cr(OH)4-+OH-→CrO42-Cr2O72-+H+→CrO5+5H2OPbS→H2O+PbSO4弱酸:K1°=10-12H2O2+Ba(OH)2→BaO2+2H2O20BaO2+CO2+H2O→BaCO3+H2O2電解飽和NH4HSO4

溶液陰極:2H++2e=H2陽(yáng)極:2HSO4--2e=S2O82-+2H+電解反應(yīng):2HSO4-=S2O82-+H2S2O82-+H3+O→H2S2O8H2S2O8→H2SO5+H2SO4(H2O)H2S2O8→H2SO4+H2O2(H2O)S2O82-+2H2O=2HSO2-+H2O2(H2SO4)In1850’sIn1908(3)制備21乙基蒽醌法——綠色化學(xué)“零排放”實(shí)例H2+

O2=H2O2(2-乙基蒽醌/Pd)In1945ProgressinNovelCatalystsforHydrogenationof2-Ethylanthraquinone化學(xué)工業(yè)與工程,2006,23(4):361-364ProgressinProductionofHydrogenPeroxideThroughAnthroquinone23Pb(OH)2·2PbCO3+H2S→PbSPbS+4H2O2=PbSO4+4H2O3%H2O2純H2O2用作火箭燃料氧化劑(4)應(yīng)用

氧化劑Na2Sx多硫化物x=2-9,Na2S2也稱過硫化物As2S3+Na2S2

Na3AsS4(Sb2S3有類似反應(yīng))SnS

+Na2S2=Na2SnS3243-3-2-2

H2S2

過硫化氫253-3-3-1SO2、H2SO3及其鹽3-3-3-2SO3、H2SO4及其鹽3-3-3-3硫代硫酸鈉3-3-3-4過硫酸及其鹽3-3-3-5連硫酸及其鹽

H2SO3

H2SO4,H2S2O7Na2S2O3

H2S2O8H2SnO6

3-3-3硫的氧化物/含氧酸26(1)SO2分子結(jié)構(gòu):中心S原子sp2雜化Π34物理性質(zhì):無(wú)色有刺激性氣味其體,0.02mg/1L空氣

40L/1LH2O,SO2+H2O=H2SO33-3-3-1SO2、H2SO3及其鹽27化學(xué)性質(zhì):還原性

oSO42-/SO32-=-0.92V

oH2SO4/H2SO3=0.17V

oH2SO3/S=0.45V5SO32-+2MnO4-+6H+=5SO42-+2Mn2++3H2O

SO32-+Cl2+H2O=SO42-+2Cl

-+2H+SO32-+I2+H2O=SO42-+2I-+2H+

來(lái)源:含硫物質(zhì)的燃燒S+O2=SO2(加熱)

3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO22829脫硫干法濕法

CaCO3(s)2+CaOCaSO3CaCO3

COCa(OH)2(aq)Ca(HSO3)2Na2CO3+SO2+H2ONa2SO3NH3?H2O(NH4)2SO3

CaSO330催化還原SO2到單質(zhì)S3SO2+4NH3=3S+2N2+6H2O隨著近現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,我國(guó)SO2的排放越來(lái)越嚴(yán)重,已超過美國(guó)而成為世界第一排放大國(guó)。同時(shí),我國(guó)每年需要花費(fèi)巨額外匯進(jìn)口數(shù)十萬(wàn)噸的硫磺來(lái)滿足生產(chǎn)需要。將SO2還原為S,具有雙重的意義。具有工業(yè)化前景的是CO還原法和NH3還原法NH3還原法所用催化劑為浸鎳氧化鉛,其優(yōu)點(diǎn)是氨水價(jià)格便宜,反應(yīng)的最終產(chǎn)物是S,N2和H2O,硫的純度高,且無(wú)二次污染,無(wú)疑是綠色的化學(xué)工藝。

31(2)MHSO3、MSO3

①遇H+,放出SO2↑②受熱易分解:

2NaHSO3=

Na2S2O5

+H2O一縮二亞硫酸鈉4Na2SO3

=3Na2SO4+Na2S③遇強(qiáng)還原劑時(shí):

2H++SO32-+2H2S=3S+3H2OSO2+2CO

=

S+2CO2(T=500℃,Al2O3)無(wú)氧條件下:2SO2+2Na[Hg]=Na2S2O4

+2Hg連二亞硫酸鈉2Na

HSO3+Zn=Na2S2O4+Zn(OH)2④遇氧化劑:被氧化為SO42-323-3-3-2SO3、H2SO4及其鹽

SO2(g)+O22SO3(無(wú)色易揮發(fā)s)(1)SO3分子結(jié)構(gòu):氣態(tài)為平面三角形;固態(tài)

(SO3)333性質(zhì):強(qiáng)氧化性

Fe+SO3=FeSO3

Zn+SO3=ZnSO34P+10SO3=P4O10+10SO22KI+SO3=K2SO3+I2

用途

:制備H2SO4

SO3(s)+H2O=H2SO4△H=-133kJ/mol

xSO3+H2SO4(濃)=H2SO4?xSO3發(fā)煙硫酸34(2)H2SO4市售濃H2SO496~98%,d=1.84g/cm3,18mol/L

性質(zhì):①?gòu)?qiáng)酸性Ka2=1.0×10-2H2SO4H++HSO4-②強(qiáng)氧化性Zn+H2SO4(濃)

→ZnSO4+SO2(g)+S+H2S(g)Cu+H2SO4(濃)

CuSO4+SO2(g)+S+H2OC+H2SO4(濃)

→CO2(g)+SO2(g)+H2O③吸水性35C12H22O11=12C+11H2OC2H5OH=C2H4+H2OHCOOH=CO+H2O

④脫水性36①大多數(shù)易溶于水難溶:CaSO4,SrSO4,PbSO4,BaSO4②易形成水合物CuSO4?5H2O膽礬FeSO4?7H2O綠礬KAl(SO4)2?12H2O明礬CaSO4?2H2O石膏Na2SO4?10H2O芒硝ZnSO4?7H2O皓礬(NH4)2SO4?FeSO4?6H2O摩爾鹽(3)硫酸鹽37③

熱穩(wěn)定性8e,ⅠA,ⅡA穩(wěn)定,分解溫度極高過渡金屬硫酸鹽→MO+SO3↑(加熱)2MO=2M+O2↑CuSO4=CuO+SO3↑Ag2SO4=Ag2O+SO3↑(加熱)酸式鹽2NaHSO4(s)

=Na2SO4+SO3↑2NaHSO4(s)

=Na2S2O7+H2O↑

(高溫)

38

(4)焦硫酸H2S2O7(無(wú)色晶體)

堿性Fe2O3+3K2S2O7=Fe2(SO4)3+3K2SO4393-3-3-3硫代硫酸鈉1)制備S+O2=SO2

(點(diǎn)燃)Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2Na2SO3+S=Na2S2O3

(煮沸

)pH>4.6402)性質(zhì)①遇酸分解

S2O32-+2H+=H2S2O3→S↓+SO2↑+H2O②還原性S2O32-+Cl2=2SO42-+2Cl–

2S2O32-+I2=S4O62-+2I-③配體2AgBr+S2O32-=Ag2S2O3↓白色+2Br-

AgBr+2S2O32-(過量)

=

[Ag(S2O3)2]3

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