二元素化合物.docx

上传人:b****6 文档编号:6231842 上传时间:2023-01-04 格式:DOCX 页数:45 大小:155.71KB
下载 相关 举报
二元素化合物.docx_第1页
第1页 / 共45页
二元素化合物.docx_第2页
第2页 / 共45页
二元素化合物.docx_第3页
第3页 / 共45页
二元素化合物.docx_第4页
第4页 / 共45页
二元素化合物.docx_第5页
第5页 / 共45页
点击查看更多>>
下载资源
资源描述

二元素化合物.docx

《二元素化合物.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《二元素化合物.docx(45页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。

二元素化合物.docx

二元素化合物

二、常见元素的单质及其重要化合物

 

氯气的物理性质黄绿色具刺激性气味的有毒气体。

比空气重,熔点-100.98℃,沸点-34.67℃。

溶于水(20℃时1体积水可溶解2.15体积Cl2),难溶于饱和食盐水,易溶于有机溶剂。

制备时应采用向上排空气法收集。

工业上利用它容易液化的性质,将干燥的氯气制成液氯,压入涂成草绿色钢瓶贮存。

氯气在水中因溶解得不太多(饱和时0.09摩/升,标准状态下),用水吸收残氯效率不高,故多用碱液吸收。

遇到氯气逸散时,可以站到高处用湿毛巾捂住口鼻以减轻毒害。

用活性炭吸附沸点较高的氯气可使空气净化。

氯水呈黄绿色,用CCl4等有机溶剂萃取则水层转为无色,CCl4层转为较深黄绿色。

除去氯气中混有的少量氯化氢可用饱和食盐水洗气,若氯化氢中混有少量氯气则可用活性炭除去氯气。

氯气的化学性质

 

强非金属、强氧化剂。

除O2、N2、C和稀有气体外,氯气与其它元素几乎都能直接化合为氯化物,且常将变价元素氧化为高或较高价态,如与Cu、Fe等反应。

能与许多还原性化合物反应将其中低价态元素氧化,如与NaBr、NaI、Na2S反应置换出Br2、I2、S;与NH3反应氧化出N2。

与水或碱发生

Cl2+H2O

HCl+HClO,HClO的强氧化性使氯水和湿氯气有漂白性。

与冷的碱溶液反应以生成氯化物和次氯酸盐为主,在热的碱溶液中则有氯酸盐生成。

氯气与有机物的反应主要是取代反应,(如对烷、环烷、苯等)、加成反应(如对烯、炔、橡胶和紫外光条件下对苯等)。

氯水的有关反应则为:

与碱反应同氯气;对H2S,则稀氯水以氧化出硫沉淀为主,浓氯水与H2S反应看不到沉

则氯水中的HCl起重要作用有H2放出;与AgNO3溶液也属于其中Cl-的反应,生成白色的AgCl沉淀。

若要从氯水获得较浓的HClO溶液,则可加入Ca-CO3粉,因H2CO3比盐酸弱又比HClO强,而CaCO3只与盐酸反应,使氯水中的化学平衡向生成HClO的方向移动。

氯水的漂白性、见光分解出O2以及使醛溶液等氧化皆与其中的HClO有关。

氯气的用途

 

重要化工原料。

大量用于制造有机合成的中间体(如氯苯、氯化萘等)、溶剂(如氯代烷类)、盐酸、漂白粉以及制造药物(如氯胺T等)和农药;在生产塑料聚氯乙烯、合成纤维氯纶、合成橡胶氯丁橡胶等合成材料时也需用多量氯气。

氯气液化后压入钢瓶常供纸浆漂白、纺织品漂白、自来水消毒杀菌、制次氯酸钠、从卤水中提炼溴和碘以及某些金属或硅的的提纯冶炼等。

次氯酸和漂白粉

 

HClO,仅存于水溶液中,为强氧化性的弱酸(比H2CO3弱)。

不稳定,见光分解为HCl与O2。

能漂白有色有机物(色素被氧化而褪色)。

于氯水里加入CaCO3粉消耗盐酸可制得较浓的HClO溶液。

漂白粉为白色粉末,是Ca(ClO)2与CaCl2的混合物。

吸湿有氯气味,用于漂白时,因CO2或HCl等酸性物质作用使Ca(ClO)2转化为HClO而起漂白作用:

Ca(ClO)2+H2O+CO2

CaCO3↓+2HClO

Ca(ClO)2+2HCl(极稀)

CaCl2+2HClO

遇浓盐酸则生成氯气

Ca(ClO)2+4HCl(浓)

CaCl2+2H2O+Cl2↑

也可用此法制Cl2或测其中的“有效氯”。

一般有效氯约35%,有效成分是Ca(ClO)2,用为廉价的有效的漂白剂和消毒剂。

工业上用氯气与熟石灰反应制得,保存时应密闭以防吸湿和吸入CO2而失效。

氯化氢的性质

 

无色有刺激性气味的气体。

标准状态下密度为1.00045克/升,熔点-114.80℃,沸点-85℃。

在空气中发白雾,溶于乙醇、乙醚,极易溶于水。

实验室中用水吸收时不得把导管口伸入水下,而要在导管口连接倒放的漏斗,使其边缘紧贴水面以利吸收并防止倒吸。

因HCl的沸点低,不易液化,若混入少量氯气可用活性炭吸附掉易液化的C12。

若Cl2中混入HCl则可用少量水或饱和食盐水洗气以除去溶解度甚大的HCl。

干燥HCl气不活泼,对锌、铁均无反应。

其水溶液叫盐酸,常用的浓盐酸密度为l.18~l.19克/厘米3(含HCl36~38%的溶液)相当于12摩/升左右。

浓盐酸是挥发性强酸,加热蒸发时则HCl逸出得比水多,致使浓度下降,至20%即不再下降,成为“恒沸点溶液”。

盐酸具有酸的通性,其酸根Cl-无氧化性,为非氧化性酸。

氯化钠

 

NaCl,食盐的主要成分,无色立方晶体,密度2.165克/厘米3,熔点801℃,沸点1413℃。

中性,味咸。

溶于水和甘油,在水中的溶解度随温度变化较小。

将热饱和NaNO3与KCl溶液混合,则溶液中大部分Na+和Cl-会形成NaCl晶体析出,除去NaCl后使母液冷却即有大量KNO3晶体出现,据此在工业上用NaNO3与KCl生产钾硝石。

NaCl晶体中Na+和Cl-以离子键结合,每

化学式为NaCl,表示Na+:

Cl-=1:

l。

食盐用为调味剂、腌渍食品、制造氯气、烧碱、盐酸、纯碱、次氯酸钠、金属钠等,精制的0.9%NaCl水溶液(精制NaCl9克溶于l升无菌注射用水中按药典要求配制),即医疗用的生理食盐水。

自然界食盐主要存在于海水,盐湖、盐矿、盐井中,可晒海水或采矿获得。

 

元素符号F,周期表中ⅦA族元素,原子序数9,原子量18.99840,没有同位素,为单核素元素。

游离态氟气F2为淡黄色气体,熔点-219.62℃,沸点-188℃。

有不愉快的刺激气味,剧毒。

是最活泼的非金属,有极强的氧化性,能与除He、Ne、Ar外的一切元素化合。

低温时就能与H2、P、I2、AS、C、Si等非金属猛烈反应并常伴有炽热、火焰或爆炸现象。

但遇Mg、Cu、软钢等于常温下使金属表面形成一层氟化物保护膜而使反应受阻,升温则反应继续进行。

遇水或氨气发生剧烈反应有HF、O2或N2生成;与许多有机物也发生反应。

F2能从卤化物中置换出Cl2、Br2、I2,但对卤化物水溶液则对水反应生成O2和HF。

F-还原性极弱,几乎没有化学药品能将它氧化。

制F2只好采用电解HF-KF的无水熔态液体,于阳极上生成F2,阴极上生

 

元素符号Br,周期表ⅦA族元素。

原子序数35,原子量79.904。

溴单质Br2,为深棕色液体,不断挥发出棕红色刺激性气味的Br2蒸气。

密度3.12克/厘米3(20℃),熔点-7.3℃,沸点58.8℃。

固态溴是有金属光泽的黄绿色晶体。

稍溶于水,溶于盐酸、氢溴酸、KBr,易溶于有机溶剂。

具有强非金属性和氧化性,但弱于F2、O2、Cl2,与有机物在不同条件下可发生取代或加成反应。

对橡胶腐蚀严重,液溴必须保存在密闭玻璃塞瓶里,有时为防止挥发可加少许水,使表面形成薄层“水封”。

主要用于制溴化物和有机合成。

工业上用氯气与卤水反应再经处理制取液溴。

溴水呈棕黄至橙色,饱和溴水在-200℃不冻结。

加热则溴挥发而变无色。

在日光作用下反应较明显,Br2+H2O

HBr+HBrO(或HBrO3)。

故应贮于棕色玻璃塞瓶中密闭保存。

因反应使溴水褪色的常见的物质有NaOH、NaCO3、SO2、

应但生成的I-溶解可使溶液颜色转深。

有机溶剂中的C6H6、C6H5CH3、C6H4(CH3)2、CHCl3、CCl4等不与溴水反应,但能萃取Br2使有机溶剂层颜色变深呈棕红或橙红色。

 

元素符号I,元素周期表中ⅦA族元素,原子量126.9,紫黑色晶体,有金属光泽,性脆,为分子晶体。

它易于挥发、升华,这个性质可用来提纯碘。

微溶于水呈浅褐色,易溶于KI溶液或酒精中显棕褐色。

甚易溶于苯、CCl4、CS2等有机溶剂中呈紫色。

在溶剂里呈紫色时显其蒸汽的颜色,溶质为I2,而在一些溶剂中的棕至褐色说明还有I2与溶剂生成的化合物存在。

据此可用苯或CCl4从水溶液里萃取碘或检验碘的存在。

游离态I2的非金属性和氧化性均比卤素中的F2、Cl2、Br2弱。

它与金属或非金属的反应一般比Cl2、Br2、F2弱,如难与H2化合,与Fe仅生成FeI2。

溶于碱有碘化物、碘酸盐生成(歧化)。

与淀粉于55℃以下显蓝色,是I2的特征反应之一。

用KI淀粉试纸检验Cl2等即根据2I→I2,随即与淀粉发生显色反应。

此试纸遇Br2、O3、NO2等都能变蓝,故不要用它区分Br2蒸气与NO2(可用水或AgNO3溶液)。

碘有腐蚀性,不宜用铁盖或橡胶塞试剂瓶盛放。

碘元素在化合物中常呈-l、+5、+7价。

I-为具较强还原性的阴离子,易被活泼卤素、O2、NO2、HNO3、Fe3+氧化。

故HI溶液不易存放,KI溶液也有时因析出微量I2而呈黄色。

氟化钠

 

NaF,无色或半透明光亮晶体。

密度2.558克/厘米3,熔点993℃,沸点1695℃。

溶于水,水解呈弱碱性:

F-+H2O

HF+OH-

在玻璃试剂瓶中若有水蒸气则水解出的少量HF会腐蚀玻璃而“发毛”,一般要干燥保存或于塑料瓶内存放。

用于杀灭地下害虫、杀菌、木材防腐、焊剂。

极少量用于缺氟的饮用水氟化处理和制氟化钠牙膏。

可用HF与NaOH或Na2CO3反应制取。

氯化钙

 

CaCl2·6H2O,无色六角晶体,熔点29.92℃或30℃,苦咸,易吸湿潮解。

加热至200℃失水而成白色立方晶体无水CaCl2,熔点782℃,有强吸湿性。

是实验室里常用的干燥剂,但不能用于干燥氨气或洒精蒸气,因为会生成氨合物或酒精合物。

保存时必须密闭以防吸水潮解。

其水溶液的冰点降低,可用做防冻剂和冷冻液。

水溶液里通入CO2、H2S皆不反应,无沉淀现象;若加纯碱则在即有白色沉淀CaCO3析出。

遇NaOH溶液,浓时有微溶物Ca(OH)2白色浑浊,如碱液很稀无沉淀现象。

溴化银

 

AgBr,浅黄色晶体。

熔点432℃,加热高于1300℃时分解。

难溶于水和稀硝酸,可溶于氨水,饱和NaCl或NaBr溶液、Na2S2O3或KCN溶液。

易见光分解,用于制照像底片,感光纸等。

在眼镜玻璃中掺入AgBr微粒,在光照时分解出银粒变深,无光时Ag与周围的Br2化合为AgBr又变浅,这是变色镜的变色原理。

工业上用AgNO3溶液与NaBr溶液在暗室或红光下反应制取。

碘化银

 

AgI,黄色晶体。

密度黄色5.683克/厘米3,橙色6.010克/厘米3。

难溶于水、氨水或稀硝酸,但溶于Na2S2O3、KCN、KI等水溶液。

见光变色,最后变黑,感光作用比AgBr差。

用于制照像底片和感光纸,也用于人工降雨。

可用AgNO3溶液与KI溶液在红光或暗室中反应制取。

若把AgI从AgBr、AgI的混合物中分离出来,可加浓氨水将AgBr、AgCl溶出(生成可溶性

卤族元素

 

元素周期表中ⅦA族元素,简称卤素。

包括氟、氯、溴、碘、砹五种元素。

最外层电子数皆为7(具ns2np5结构),易得电子成-1价阴离子。

非金属性皆强于同周期的其它元素。

除氟为-1价外,其它卤元素皆有-1、+1、+3、+5、+7价。

其单质化学性质活泼,能与大多数金属和非金属直接化合,因与金属直接化合成盐,按“天生曰卤,人造曰盐”而得名“卤素”。

其中砹为放射性元素。

本族在自然界中无游离态,以化合态存在于卤化物和其它矿物中。

卤素单质具化学活泼性,最活泼的是氟,与水猛烈反应出O2,在加热的条件下,绝大多数金属能在氟中燃烧;也易从固态金属卤化物中置换出其它卤素,与H2在低温下发生爆炸式化合。

氯活泼性比氟小些。

与水反应缓慢生成HCl、HClO,与H2在光照下发生爆炸反应;与多数非金属(除稀有气体、C、O2等)化合成共价化合物,与饱和烃发生取代,与不饱和烃作用发生加成反应,与多数金属反应,大部分有燃烧现象。

溴与氯相似,但活泼性比氯稍弱,与H2、金属、非金属反应没有氯那样猛烈,与水反应的程度比氯小,在日光中HBrO也分解出O2。

碘的活泼性比溴弱,也发生上述反应,与水几乎不发生化学反应,可氧化S2-,遇淀粉变蓝(55℃以下)。

卤族元素单质、化合物的相似性和递变性

 

游离态皆为双原子分子,固态时皆为分子晶体。

皆有颜色,按原子序数增大顺序(下同)颜色按黄、黄绿、深棕红、紫黑、黑色逐渐加深。

熔沸点皆不高,仍呈由低到高的趋势。

由难液化气体至易液化气体,再至易挥发液体,至碘、砹为固体。

单质的密度不算大,有由小到大的递变。

对水的溶解性则呈依次减弱的趋向。

卤单质皆为强或较强非金属,化性活泼,氧化性显著,随原子序数增大而活动性依次减弱。

皆与氢气直接化合成易溶于水的气态氢化物,化合力渐弱;与金属直接化合成盐。

皆与水反应除F2与水置换出氧外,其它皆发生歧化反应,但与水作用的程度依次递减。

皆与碱反应除F2特殊外,其它皆产生卤化物与卤酸盐或次卤酸盐。

总趋势为非金属活动性由强而弱,氧化性也由强到弱。

卤素的氢化物皆为无色气体皆有刺激性气味,于湿空气中发白雾。

极易溶于水,水浴液为氢卤酸,依卤素的原子序加大(下同)酸性渐强(HF为弱酸,其它为强酸)。

氢化物皆不能在空气中点燃,稳定性由强而弱,至HI等即极难于保存。

卤阴离子皆具有还原性,但F-极弱,几乎没有任何化学药品能将其氧化,以后则依次还原性增强,如HCl中Cl-能被MnO2等氧化但浓H2SO4不与其作用,Br-则浓H2SO4可将其氧化,I-则浓H2SO4能将其迅速全部氧化。

卤素的银盐除AgF为可溶外,其它皆难容于水,且溶解性递减,颜色渐深。

硫的物理性质

 

黄色松脆固体。

熔、沸点不高,硬度不大。

常温时硫以菱形硫(斜方硫)形式存在,外观菱形,熔点112.8℃,密度2.07克/厘米3。

超过95.6℃则渐渐转化为另一种同素异形体,外观为针状叫单斜硫。

密度1.96克/厘米3,熔点119.O℃。

低于95.6℃则又缓缓变为斜方硫。

液态硫刚溶成时为苍黄色流动液体,继续受热变为棕色且粘稠,再加热棕色液体又复流动,至444.6℃沸腾成具S2组成的蒸气。

遇冷气态硫凝华为硫粉(S8俗称硫华),借此可提纯硫黄。

难溶于水,略溶于酒精、乙醚,易溶于二硫化碳、苯、四氯化碳。

据此分离黑火药成分(KNO3、C、S)时可先用CS2溶去硫,再用水溶去KNO3,剩余物为炭粉。

硫的化学性质

 

主要有-2、+2、+4、+6价。

一定条件下能与除稀有气体、I2、N2以外许多元素直接化合。

单质硫为0价,属于中间价态。

既可表现氧化性也能表现出还原性,但以氧化性为主。

当其作为较弱的氧化剂时,常见的反应有,与H2加热生成H2S;与金属反应生成硫化物,且化合时常比与O2反应容易,如与Na共研发生爆炸、与Al共热剧烈反应生成Al2S3、与Fe加热伴有燃烧现象生成低价铁的硫化物FeS、与Cu燃烧生成低价铜的硫化物Cu2S、与Hg共研于常温即生成黑色HgS、与Ag共热生成黑色Ag2S(而O2不与Ag反应,也不与Cu发生燃烧反应,与Hg化合极缓)。

与C在高温生成CS2。

硫的还原性则表现于跟强氧化剂的反应中,如与O2在363℃(着火点)可燃烧生成SO2;与Cl2共热生成SCl2和S2Cl2;与热浓H2SO4或浓HNO3可被氧化分别生成SO2或H2SO4。

与碱共热发生歧化反应:

1/3molS被氧化,2/3molS被还原。

硫的用途

 

化学工业主要用以生产硫酸、制硫化物、亚硫酸盐、海波(Na2SO3与S反应)等。

橡胶工业用硫或S2Cl2使橡胶硫化以改变生橡胶热发粘冷变硬的不良性能。

造纸工业用以制取Ca(HSO3)2以溶解纸浆中的非纤维素成分,提高纸浆质地。

此外医药上制硫黄软膏、沉淀硫水剂,农药方面用以和石灰乳混合制取石硫合剂杀灭有害病菌。

在一些轻工和食品工业用硫制得SO2以用来除杂质或漂白。

二氧化硫

 

SO2,无色有刺激性气味的气体。

密度2.927克/升(气体,标准状况下),1.434克/毫升(液)。

熔点-72.℃,沸点-10℃?

,易液化,曾用为致冷剂。

易溶于水(约1∶40)。

SO2中的S为中间价态,通常反应中呈还原性,如与O2在催化剂和加热条件下生成SO3、与N02生成SO3和NO、与氯水或溴水反应生成H2SO4和对应的氢卤酸。

遇强还原剂则可显氧化性。

如与H2S则生成H2O与S。

有水时SO2能使某些有机色素与其本身结合变为无色,即SO2具漂白性。

但久放或日晒、加热颜色会复现。

其水溶液为亚硫酸,属于中强酸,仅存于水溶液中。

与碱反应生成对应的亚硫酸盐。

SO2用为漂白剂、精制食油、冷冻剂、制亚硫酸盐等。

实验室常用新开封的Na2SO3与H2SO4制取,工业上可燃硫或煅烧黄铁矿制取。

硫化氢

 

H2S,无色有臭鸡蛋味气体,有毒。

密度1.539克/升(标准状况)、熔点-85.5℃,沸点-60.7℃。

溶于水(约1∶2.6)、乙醇、甘油。

不稳定,加热则分解出H2和S。

易燃烧,火焰呈蓝色,空气充足生成SO2和H2O;不完全燃烧则有S与水生成。

具强还原性,遇溴水、碘水或很稀氯水皆被氧化出S沉淀,浓溴水和浓氯水则可将H2S氧化成H2SO4,浓溴水与之反应有S与H2SO4同时产生,用浓氯水则将其完全氧化为H2SO4而看不到沉淀现象。

与FeCl3则Fe3+被还原为Fe2+:

2FeCl3+H2S=2FeClk+S↓+2HCl

H2S水溶液称为氢硫酸,常态下H2S饱和时其浓度≤0.116摩/升。

在空气中不久即被溶入的O2氧化有S生成而显浑浊,故实验时应使用新配制的氢硫酸。

弱酸性(比H2CO3稍弱),能使石蕊变微红色,其电离方程式为:

H2S

H++HS-,或H2S+H2O

H3O++HS-

第二步电离HS-

H++S2-则更弱。

与金属则能与Mg反应(H+作用)缓慢出H2,对不如Mg活泼的金属则难于反应。

在空气里能使Cu、Ag变黑,如:

4Ag+O2+2H2S

2Ag2S+2H2O

故光亮的银筷遇有H2S的腐毒食品表面发暗。

与盐溶液反应常见的有两种情况,其一为符合弱酸难与强酸盐反应的,如H2S通入FeSO4溶液不发生反应,另一似不符合“强酸复分解弱酸盐”的一般常规情况,如将H2S通入CuSO4、Pb(NO3)2、PbAc2、HgCl2、AgNO3等溶液里有沉淀产生,原因是CuS、PbS、HgS、Ag2S难溶于稀酸的特殊性所致。

可参照下表了解一些硫化物对水、对酸反应的情况:

氢硫酸(H2S)遇SO2则被氧化析出硫:

2H2S+SO2=3S↓+2H2O

这是以还原性为主的SO2,表现氧化性的实例之一。

遇冷浓H2SO4氧化析出硫,加热条件下H2S被氧化产生SO2;与浓HNO3则被氧化产生H2SO4。

与冷稀HNO3可得硫,而热稀HNO3则主要生成H2SO4。

实验室里可用FeS与稀盐酸或稀硫酸反应制取H2S绝对不能用浓H2SO4或HNO3。

欲获得干燥的HKS,常用无水CaCl2作干燥剂,而不能用浓H2SO4或碱石灰。

H2S中杂有少量CO2只宜用饱和NaHS溶液洗气,若用NaKS溶液虽能去除杂质CO2,但H2S与Na2S反应生成酸式盐造成H2S的损耗。

浓硫酸

 

无色液体,较粘稠。

密度1.84克/厘米3(96~98%),沸点338℃(98.3%)。

吸湿性强,可用为气体干燥剂(不能用于干燥H2S、HI、HBr、NH3等),溶于水时放出大量热,稀释时只能缓慢注酸入水同时搅拌,以防剧烈放热酸液飞溅伤人。

具酸性,氧化性,吸水性和脱水性。

其吸水性指吸游离水分,可用于有机合成时吸收生成的水以利反应进行。

如羧酸与醇的酯化、苯与硝酸的硝化,皆需浓硫酸为吸水剂(有的还兼作催化剂);用为干燥剂也是吸水性的表现。

脱水性能指由化合物中按H∶O=2∶1的原子数比使水脱去。

如乙醇与浓硫酸共热制乙烯或乙醚、甲酸用浓硫酸脱水制CO,以及使纸张、糖发生炭化(有时有副反应)等。

其氧化性表现于如热浓硫酸与Fe、Cu、Ag等作用,有SO2生成(若有硫酸盐生成可视为还体现了硫酸的酸性);冷浓硫酸使Al、Fe钝化;热浓硫酸与C、S、P反应生成SO2、H2O和碳、硫的二氧化物或磷酸。

此外浓硫酸于常温即可使I-、S2-、Br-、H2S、HI、HBr氧化,但不能氧化Cl-,加热时亦如此。

在有机物磺化时浓硫酸为磺化剂。

金属的钝化

 

某些金属经化学方法处理(如用强氧化剂或经阳极氧化处理),由活泼态转变为不活泼态的过程。

处理后的表面形成致密而坚韧的氧化膜薄层,不易腐蚀。

如铁、铝能溶于稀硝酸,但用冷浓硝酸浸泡后则钝化而难与稀硝酸反应,再浸入CuSO4溶液也不会置换出铜。

此外镍、铬、钴、铋等金属可变为钝态。

但钝化是有条件的,如Ni、Fe钝化后可耐受氧化性强酸却不能耐受盐酸。

硫酸的工业制法

 

19世纪曾用以氮氧化物和二氧化硫反应体系的铅室法。

现代皆用接触法,开始阶段为制备SO2及其净化,即以S或FeS2为原料经燃烧产生SO2,再用稀硫酸、浓硫酸等洗涤和其它处理得到纯而干燥的SO2与空气的混合气体以防催化剂中毒。

第二阶段是SO2的催化氧化,将混合气体经V2O5或铂黑催化剂生成SO3。

第三阶段是用98.3%H2SO4吸收SO3(以防用水吸收生成难以处理的酸雾)成发烟硫酸,根据需要加水稀释为各种浓度的硫酸。

主要设备有沸腾炉或燃硫炉、接触室和吸收塔。

关键反应是:

2SO2+O2

2SO3+Q为提高SO2转化率使平衡右移要有过最空气或O2,温度控制在500℃左右。

这一温度是催化剂活性强时的适宜温度。

若温度过高则平衡强烈左移;过低则反应过慢,使单位时间产量下降。

加压虽有利于平衡右移,但工业上SO2不加压时转化率已很高,而采用常压。

用于计算的关系式为:

FeS2~2S~2H2SO4

硫酸钙

 

CaSO4,无色晶体,熔点1450℃(单斜晶体),微溶于水。

生石膏CaSO4·2H2O是天然矿物,为白、浅黄、浅粉红至灰色的透明或半透明的板状或纤维状晶体。

性脆,128℃失1.5H2O,163℃失2H2O。

工业上将生石膏热至150℃脱水成熟石膏(烧石膏)CaSO4·H2O,或(CaSO4)2·H2O,加水又转化为CaSO4·2H2O。

据此可用于石膏绷带、制作石膏模型、粉笔、工艺品、建筑材料。

石膏还用为水泥调速剂以控制其硬化速度。

油漆腻子、纸张填料也用到石膏,日常点豆腐可用它为凝结剂。

农业上施用石膏以降低土壤的碱性。

石膏矿与煤炭于高温可制得SO2用于生产硫酸。

CaSO4溶解度不大,其溶解度呈特殊的先升高后降低状况。

如10℃溶解度为0.1928克/100克水(下同),40℃为0.2097,100℃降至0.1619,使溶解硫酸钙的硬水在高压锅炉(可达400℃)中结垢,造成危害,应于事前Na2CO3使CaSO4转化为更难溶的CaCOK沉淀而除去(使硬水软化)。

在大理石遇稀H2SO4时因生成微溶CaSO4包于大理石表面阻碍与酸的接触,使反应停止,故不能用稀H2SO4与大理石制取CO2。

硫酸锌

 

ZnSO4,无色或白色晶体,受热时未到熔化即于600℃分解为ZnO与SOK,溶于水,常见的皓矾为七水合物ZnSO4·7H2O,无色晶体,易溶于水,280℃失水成无水物。

水溶液呈弱酸性(Zn2+水解)。

与Na2S溶液产生向色沉淀ZnS;与少量NaOH溶液生成白色胶状Zn(OH)2沉淀,NaOH过量则溶为Na2ZnO2①,是Zn(OH)K两性的体现之一。

若用新配制的BaS溶液与ZnSO4溶液以同摩尔浓度和等体积反应,则生成两种白色沉淀:

ZnSO4+BaS=BaSO4↓+ZnS↓

摩尔比为1∶1,其遮盖力强即白色颜料锌钡白(立德粉),皓矾还用做媒染剂、收敛剂、补锌药剂、木材防腐剂等。

硫酸钡

 

BaSO4,白色晶体。

熔点1580℃,难溶于水和酸,密度4.5克/厘米3。

是唯一无毒的常见钡盐,天然矿物称为重晶石。

用为白色颜料、纸张与橡胶填充剂、X射线透视胃肠时用的“钡餐”、与碳于高温反应可被还原为BaS,用于制造钡的其它化合物。

BaSO4为强电解质,但溶解度极小不能测出其在水中的导电性。

氧族元素

 

元素周期表中ⅥA族元素,包括氧、硫、硒、碲、钋5种元素。

价电子6个,皆为最外层中的电子(ns2np4结构)。

得电子成-2价阴离子的趋势显著(Te、Po除外)。

除氧外,常见价态为-2、+4、+6,但Po为金属无负价,氧、硫、硒的非金属性强或较强,能与多数金属或非金属直接化合。

氧族元素单质、化合物的相似性和递变性

 

O2是无色无臭气体,O3为浅蓝色气体,有特殊的鱼腥气味。

天然硫

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 表格模板 > 合同协议

copyright@ 2008-2022 冰豆网网站版权所有

经营许可证编号:鄂ICP备2022015515号-1