第四章 非金属及化合物 二拓展点认识更多的氧族物质O3H2O2H2SNa2S2O3.docx

1、第四章 非金属及化合物 二拓展点认识更多的氧族物质O3H2O2H2SNa2S2O3二、拓展点认识更多的氧族物质(O3、H2O2、H2S、Na2S2O3)臭氧(O3)臭氧因其具有一种特殊的腥臭味而得名，液态臭氧具有很深的蓝紫色。1不稳定性O3在有催化剂或紫外线照射时会发生分解：2O3(g)3O2(g)H284 kJmol12强氧化性(1)能迅速且定量地氧化I生成I2，此反应常被用来测定O3的含量：O32IH2O=I2O22OH。生成的I2再用淀粉溶液作指示剂，用标准Na2S2O3溶液滴定：I22Na2S2O3=Na2S4O62NaI。(2)能氧化CN，常被用来治理电镀工厂中的含氰废水：O3CN=

2、OCNO2，2OCN3O3H2O=N22HCO3O2，总反应式为5O32CNH2O=N22HCO5O2。(3)能杀灭细菌，可用作消毒杀菌剂。示例1高压电机、复印机工作时会产生臭氧，该气体有强氧化性，下列叙述中不正确的是()A臭氧和氧气是氧的同素异形体B臭氧可使湿润的KI淀粉试纸变蓝C臭氧的存在对人体有益无害D臭氧是很好的消毒剂和脱色剂分析臭氧的存在对人体有益有害，空气中存在少量的O3对人体有益，存在较多的O3对人体有害。答案C过氧化氢(H2O2)过氧化氢是一种淡蓝色的黏稠液体，熔点0.43 ，沸点150.2 ，可以与水任意比例混合，常用的H2O2水溶液有含H2O2质量分数为3%，在医药上称为双

3、氧水，有消毒杀菌的作用。1化学性质(1)不稳定性H2O2在较低温度和高纯度时比较稳定，若加热到426 K(153 )以上或使用MnO2或重金属离子(如Fe3、Mn2、Cu2、Cr3等)作催化剂便猛烈分解：2H2O2(l)=2H2O(l)O2(g)H196.4 kJmol1(2)强氧化性能氧化I、H2SO3、Fe2、Mn(OH)2、NaCrO2等。反应方程式分别为：H2O22I2H=I22H2O，H2O2H2SO3=SO2HH2O，H2O22Fe22H=2Fe32H2O，H2O2Mn(OH)2=MnO22H2O，3H2O22NaCrO22NaOH=2Na2CrO44H2O。油画中铅白(碱式碳酸铅

4、)会与空气中的硫化氢反应生成黑色硫化铅，可用过氧化氢洗涤(需碱性介质)。(3)还原性H2O2遇强氧化剂(如KMnO4)时，H2O2表现出还原性。5H2O22MnO6H=2Mn25O28H2O3H2O22MnO=2MnO23O22OH2H2O工业上利用H2O2的还原性除氯，不会给反应体系中带入杂质：H2O2Cl2=2ClO22H。(4)弱酸性过氧化氢是一种极弱的酸：H2O2HHOKa2.41012。2过氧化氢的制备(1)实验室制法实验室中可以将过氧化钠加入到冷的稀硫酸或稀盐酸中制备H2O2：Na2O2H2SO410H2O低温,Na2SO410H2OH2O2。(2)工业制法方法一：电解水解法以铂片

5、作电极、通直流电于硫酸氢铵饱和溶液中得到过二硫酸铵：2NH4HSO4 (NH4)2S2O8H2；(阳极)(阴极)然后加入适量硫酸以水解过二硫酸铵即得H2O2；(NH4)2S2O82H2O2NH4HSO4H2O2；生成的硫酸氢铵可循环使用。方法二：乙基蒽醌法以2乙基蒽醌和钯作催化剂，由氢和氧直接化合成过氧化氢：H2O2H2O2。示例2已知过氧化氢(H2O2)中氧元素呈现1价。(1)若向酸性高锰酸钾溶液中加入过氧化氢，过氧化氢将转化为_，预计观察到的现象是_。(2)若向氢硫酸(H2S)中加入过氧化氢，过氧化氢将转化为_，预计观察到的现象是_。分析(1)酸性KMnO4溶液具有强的氧化性，过氧化氢中氧

6、呈现1价，具有还原性，被KMnO4溶液氧化生成O2，MnO被还原成Mn2，所以会看到有气泡产生，KMnO4溶液褪色。(2)氢硫酸(H2S)具有强的还原性，过氧化氢中氧呈现1价，具有氧化性，可以将H2S中的硫氧化成单质硫，本身被还原为水，生成的硫单质不溶于水，所以会看到有黄色沉淀产生。答案(1)O2产生气泡，KMnO4溶液褪色(2)水有黄色沉淀生成硫化氢(H2S)硫化氢通常是一种无色、易燃、有臭鸡蛋气味的气体，有毒，空气中含有体积分数为0.1%的H2S会引起头痛晕眩等症状，吸入大量H2S会造成昏迷或死亡。1化学性质(1)不稳定性H2SH2S(2)弱酸性H2S的水溶液叫氢硫酸，是一种二元弱酸。H2

7、SHHS、HSHS2。(3)可燃性在空气中点燃，O2过量时生成SO2和H2O，2H2S3O22SO22H2O；O2不足或温度较低时生成单质硫和水，2H2SO2=2S2H2O。(4)还原性H2S具有强还原性，能被卤素单质、O2、SO2、FeCl3、KMnO4(H)等氧化：H2SI2=2HIS，2H2SSO2=3S2H2O，2Fe3H2S=2Fe2S2H，2MnO5H2S6H=2Mn25S8H2O。(5)沉淀反应H2S气体通入CuSO4溶液中产生不溶于H2SO4的黑色沉淀CuS：H2SCuSO4=CuSH2SO4。此方法用于实验室里除去H2S气体。2制备方法实验室里用FeS与稀H2SO4或稀盐酸反

8、应制备H2S，FeS2H=Fe2H2S。示例3在氢硫酸中通入或加入下列物质：O2、Cl2、SO2、CuSO4溶液，能使溶液pH降低的是()A BC D分析向氢硫酸中通入或加入四种物质，发生的反应分别为：2H2SO2=2S2H2O溶液pH升高Cl2H2S=S2HCl溶液pH降低SO22H2S=3S2H2O溶液pH升高H2SCuSO4=CuSH2SO4溶液pH降低答案B硫代硫酸钠(Na2S2O3)Na2S2O35H2O俗名大苏打，它是无色透明的晶体，易溶于水，溶于水后呈碱性。1化学性质(1)与酸反应生成单质硫，放出SO2气体：S2O2H=SSO2H2O。(2)Na2S2O3是中等强度的还原剂，能被

9、I2、Cl2、KMnO4等氧化剂氧化：2Na2S2O3I2=Na2S4O62NaI，此反应用于定量测定碘。Na2S2O34Cl25H2O=Na2SO4H2SO48HCl，此反应在纺织和造纸工业上作脱氯剂。5Na2S2O38KMnO47H2SO4=8MnSO45Na2SO44K2SO47H2O。2Na2S2O3的制备将Na2S和Na2CO3以21的物质的量比配成溶液，然后通入SO2，反应大致可分三步进行：(1)Na2CO3和SO2反应生成Na2SO3：Na2CO3SO2=Na2SO3CO2。(2)Na2S与SO2反应生成Na2SO3和H2S：Na2SSO2H2O=Na2SO3H2S，H2S是强还

10、原剂，遇到SO2时析出硫：2H2SSO2=3S2H2O。(3)Na2SO3和S作用生成Na2S2O3：Na2SO3S=Na2S2O3。将上面三个反应合并得到总反应：2Na2SNa2CO34SO2=3Na2S2O3CO2。溶液蒸发浓缩后，冷却至293303 K时即析出Na2S2O35H2O，用上述方法制得的Na2S2O3中常含有Na2SO4和Na2SO3等杂质。制取硫代硫酸钠的另一种方法是在沸腾的状况下，使Na2SO3溶液同硫粉反应：Na2SO3SNa2S2O3。示例4(2018豫北名校质评)硫代硫酸钠(Na2S2O3)又名大苏打、海波，为白色结晶粉末，易溶于水，不溶于醇，可用作分析试剂等，工业

11、上可用反应：2Na2SNa2CO34SO2=3Na2S2O3CO2制得Na2S2O3。某化学兴趣小组用如图所示装置制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O35H2O)，请回答有关问题。(1)仪器B、D的作用是_。A中反应的化学方程式为_。(2)当Na2S和Na2CO3完全消耗后，结束反应；过滤C中混合物，滤液经过蒸发、结晶、过滤、洗涤、干燥，得到产品。下列操作不规范或错误的是_(填字母)。a漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁b玻璃棒用作引流c将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁d滤纸边缘高出漏斗e用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度(3)洗涤晶体的液体最好选用_(填字母)。a蒸馏水b乙醇c稀硫酸d饱和亚硫酸钠溶液(4)

12、实验中要控制SO2的生成速率，可以采取的措施有_(任写一条)。(5)该法制得的晶体中常混有少量Na2SO3和Na2SO4杂质，其中含有Na2SO4的原因是_。利用硫代硫酸钠与I2反应的性质可定量测定硫代硫酸钠样品的纯度。现取W g硫代硫酸钠样品配制成V mL的溶液，加入指示剂，用含I2为a molL1的碘水进行滴定，耗用碘水b mL。(已知：2Na2S2O3I2=Na2S4O62NaI)滴定过程中指示剂应选用_溶液。样品中硫代硫酸钠(Na2S2O35H2O)的纯度是_。分析(1)A中发生反应生成SO2。仪器B和D都是防倒吸装置，作安全瓶。(3)硫代硫酸钠晶体不溶于乙醇，用乙醇洗涤晶体，可减少晶

13、体的溶解，且易于干燥。(4)反应温度、酸的浓度、滴加酸的速度等都会影响化学反应速率。(5)实验过程中，装置内空气中的氧气会将Na2S2O3或Na2SO3氧化为Na2SO4。n(Na2S2O3)2n(I2)2ab103 mol，样品中硫代硫酸钠(Na2S2O35H2O)的纯度为(2ab103 mol248 gmol1/W g)100%100%。答案(1)作安全瓶，防止液体倒吸Na2SO3H2SO4(浓)=Na2SO4SO2H2O(2)ade(3)b(4)调节浓H2SO4的浓度或调节酸的滴加速度(合理即可)(5)装置内空气中的O2氧化Na2S2O3或Na2SO3淀粉100%专项增分集训 1(2018太原模拟)Na2S2O3是一种重要的化学试剂，在酸性条件下S2O迅速分解为S和SO2，在医疗上运用其还原性和硫的杀菌作用治疗疾病。某小组用下图所示装置对Cl2与Na2S2O3的反应进行探究(气密性已检验)。实验操作和现象：操作现象打开分液漏斗活塞，滴加一定量浓盐酸，加热.A中有黄绿色气体生成，C中液面上方有雾，溶液中开始出现少量