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第十五章氧族元素教案

第十五章氧族元素之教案15-1 氧族元素的通性一:氧族元素通性的变化规律(C级掌握)1.同族的通性氧族元素的基本性质15-1.2:为什么氧族元素的氧化态为偶数(-2,+2,+4,+6)?(B级掌握)2。

与同周期的卤素元素比较(C级掌握)15-1.3:为什么氧族元素的非金属活泼性和电负性均小于同周期的卤素元素?(C级掌握) 3。

氧族元素从上到下正氧化态的稳定性逐渐增加。

二:氧的特殊性(C级重点掌握)(1)电子亲合势:O<S(原因同卤素的F<Cl)(2)解离能:O-0<S-S(原因同卤素的F2<Cl2)(3)氧在正常化合物中的氧化数均为-Ⅱ,OF2、H2O2等例外。

氧可形成强的双键,而S,Se,Te形成双键的倾向越来越小.15-1.4:硫与氧相比,为什么氧易形成p-p的π键,而硫却难以形成?(B级掌握)三:氧族元素的存在(了解)15-2 氧及其化合物15-2-1 氧气单质(了解)一:氧气的结构二:氧气的性质氧的化学性质很活泼,除稀有气体、卤素、氮气和一些贵金属外,其余元素都能和氧直接化合. 三:氧气的制备15-2.1:指出工业上和实验室制备氧气的方法(C级了解)四:氧气的用途15-2-2 氧化物一:氧化物的分类15-2.2:总结氧化物按三种不同标准进行的分类情况,并各举一例说明(C级了解)二:氧化物的酸碱性(C级掌握)15-2.3:总结氧化物在周期表中的酸碱性变化规律(C级掌握)15-2-3 臭氧一: 臭氧的存在和保护作用(P490-491)二:臭氧的产生(了解)三:臭氧的性质(C级掌握)臭氧是淡蓝色,俱鱼腥臭味的气体。

臭氧不稳定,在常温下分解较慢,但在437K时,将迅速分解,并放出大量热。

无论在酸性或碱性条件下,臭氧都比氧气具有更强的氧化性。

它能与除金和铂族金属外的所有金属和非金属反应。

臭氧浓度可由碘量法来测定 2KI + H2SO4+ O3==I2+ O2+ H2O + K2SO4所产生的I2用Na2S2O3来滴定。

四:臭氧的结构(C级掌握)臭氧分子呈三角形,偶极距为0.54D,是反磁性的。

在这个分子中,中心氧原子以sp2杂化态与其它两个配位氧原子相结合,分子中存在一个π34的离域大π键。

键角为116.80,键长为127.8pm。

15-2.4:试从O2和O3的结构差异说明它们性质上(如氧化性,极性,磁性等)的不同(B级掌握)15-2.5:为什么O3的分子偶极距不为0?(A级掌握)五:臭氧的用途15-2-4 过氧化氢一:制备和用途(P493)(了解)二:结构和性质1.结构(C级掌握)在过氧化氢分子中有一个过氧链-O—O-存在,结构如右图所示。

O-O 键和O-H键的长度分别为147.5pm和95pm,键角∠HOO为94.80,两个氢原子所在平面间的夹角为111.50。

2。

性质(1) 物理性质纯的过氧化氢是无色粘稠液体,沸点为423K,凝固点为272K。

过氧化氢分子间存在较强的氢键,故在液态和固态中存在缔合分子,使其具有较高的熔沸点.在实验室和工业上常用它做氧化剂或还原剂.实验室中常用的过氧化氢为30%的水溶液。

(2) 化学性质1) 稳定性: 极纯的过氧化氢相当稳定。

其水溶液在室温下会分解:2H2O2(l)==2H2O(l)+O2(g) △rHθ=-195.9kJ·mol-115-2.6:为什么要在冰盐水条件下制备H2O2?(C级掌握)15-2.7:指出H2O2分解反应的条件影响因素以及防范分解的措施.(C级了解)2) 酸性过氧化氢水溶液是二元弱酸,在298K时,它的第一级电离常数K1=1.55×10-12,K2≈10-25.3) 氧化还原性(C级重点掌握)在H2O2分子中,氧的氧化数为-I,处于中间状态,所以它即可做氧化剂又可做还原剂.其标准电极电势见下表.15-2.8:总结H 2O 2的氧化和还原性规律(C 级重点掌握) 4) 特殊显色反应(C 级掌握)在酸性溶液中过氧化氢能使重铬酸盐生成二过氧合铬的氧化物(化学式为CrO(O 2)2或CrO 5),又称为过氧化铬,其分子结构见右图.CrO 5显蓝色,在水中立即分解,而在乙醚中稳定存在.这个反应可用来检出H 2O 2,也可以检验CrO 42-或Cr 2O 72-的存在.4H 2O 2 + H 2Cr 2O 7==2CrO(O 2)2 + 5H 2O 2CrO 5 + 7H 2O 2 + 6H +==2Cr 3+ + 7O 2 + 10H 2O 15-2.9:试比较H 2O 和H 2O 2的结构,熔点,沸点,热稳定性及氧化还原性(B 级掌握) 15-3 硫及其化合物15-3-1 硫的同素异形体(了解)单质硫的同素异形体很多,最常见的是斜方晶硫(也称菱形硫、a-硫,相对密度为2.06,熔点为385.8K)和单斜晶硫(也称β-硫,相对密度为1.99,熔点392K),这两种晶态硫在369K 时发生转变。

S 8环状结构(左为侧视图,右为俯视图)斜方晶硫和单斜晶硫都易溶于CS 2中,分子都是由8个硫原子组成的环状结构,每个硫原子采取不等性sp 3杂化并形成两个共价单键。

15-3.1:常温下硫最稳定的同素异形体是哪种?其分子组成和结构如何?性质如何?(C 级掌握) 15-3.2:为什么硫的同素异形体比氧的多得多?(A 级了解)15-3.3:为什么氧一般只表现氧化性,而硫却有氧化性和还原性?硫为何比氧更易形成链状结合?(A 级掌握)15-3-2 硫化物和多硫化物一:硫化氢1。

结构硫化氢气体分子的结构如下图所示2。

性质(C 级重点掌握)氢硫酸是二元弱酸,在水溶液中有如下电离:H 2S H + + HS - K 1=9.l×10-8 HS -H + + S 2- K 2=1.1×10-12 H 2S 是强还原剂,其水溶液在空气中放置时会逐渐变浑(有单质硫析出)。

在酸性溶液中,它能使Fe 3+、Br 2、I 2、MnO 4-、CrO 72-、HNO 3等还原,本身一般被氧化成单质硫。

但当氧化剂很强、用量又多时,也能被氧化到SO 42-:H 2S + I 2==2HI + S H 2S + 4Br 2 + 4H 2O==H 2SO 4 + 8HBr 15-3.4:为什么H 2S 的水溶液在空气中放置后会变混?(C 级掌握) 15-3.5:总结H 2S 的还原性规律及氧化产物特点(C 级掌握)二:硫化物硫与电负性比它小的元素所形成的化合物称为硫化物。

金属硫化物大多数是有颜色的、难溶于水的固体,只有碱金属的硫化物易溶,碱土金属硫化物,如CaS、SrS、BaS等微溶。

15-3.6:总结硫化物的通性,并说明为何大多数硫化物难溶于水且有颜色?(B级掌握)15-3.7:为什么Na2S为白色而Ag2S为黑色?(B级掌握)常见硫化物的颜色和溶解性(C级重点掌握)15-3.8:如何区分FeS,CuS,HgS三种黑色沉淀,写出现象及反应方程式(C级掌握)Na2S水解较强烈,其水溶液可作为强碱使用。

Cr2S3、Al2S3在水中完全水解,因此,不能用湿法从溶液中制备。

Na2S + H2O == NaHS + NaOHCr2S3+ 6H2O == 2Cr(OH)3↓ + 3H2S↑ Al2S3+ 6H2O == 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑15-3.9:写出Na2S,Cr2S3,Al2S3的水解反应方程式,并说明为什么Al2S3不能在水溶液中制得?(C级掌握)如何制备Al2S3?(A级了解)三:多硫化物1。

制备(C级掌握)Na2S + (x-l)S==Na2Sx(NH4)2S + (x-1)S==(NH4)2Sx多硫化物的颜色随着x(一般为2~6)的增加由浅黄直到红棕.实验室中长时间放置的硫化钠溶液成为黄色就是由于这一缘故.2。

结构(A级了解)3。

性质(C级重点掌握)多硫化物在酸性溶液中很不稳定,容易生成H 2S 和S : S x 2- + 2H +==H 2S + (x-1)S↓ 多硫化物是氧化剂。

如(NH 4)2S 2能把SnS 氧化: SnS + (NH 4)2S 2==(NH 4)2SnS 315-3.10:为什么Na 2S 水溶液在空气中久置会变为黄色?如何判断硫化物中是否含多硫化物?(C 级重点掌握)15-3-3 硫的含氧化合物 一:二氧化硫,亚硫酸及其盐 1。

二氧化硫(1)SO 2的结构(C 级掌握)(见下图)一个π34(2)SO 2的性质(C 级掌握)在SO 2中,S 的氧化数为+Ⅳ,所以SO 2既可表现还原性,又具氧化性。

但还原性是主要的。

只有遇到强还原剂时,它才表现氧化性。

15-3.11:试述几种鉴别SO 2气体的常用方法。

(B 级掌握)15-3.12:浓硫酸具有氧化性,SO 2具有还原性,为何浓H 2SO 4可作SO 2气体的干燥剂?(B 级掌握) 2。

亚硫酸(C 级掌握)它是二元中强酸,至今未制得游离的亚硫酸,它仅存于水溶液中(K 1=1.54×10-2,K 2=1.02×10-7) 同样,亚硫酸既具有还原性,又具有氧化性,但还原性是主要的. 3。

亚硫酸盐(1)结构(C 级掌握)亚硫酸根的结构是三角锥形,硫原子取不等性sp 3杂化,如下图所示。

15-3.13:请指出H 2SO 3中S 的杂化类型以及成键情况和分子空间构型(B 级掌握) (2)性质(C 级重点掌握)还原性: SO 32->H 2SO 3>SO 2 氧化性: SO 2>H 2SO 3>SO 32-稳定性: SO 32->HSO 3->H 2SO 3 溶解性: H SO 3->SO 32-15-3.14:请从理论上解释亚硫酸及其盐的上述性质变化规律(B 级重点掌握) 亚硫酸盐或酸式亚硫酸盐遇强酸即分解,放出SO 2。

SO 32-+ 2H +==H 2O + SO 2 HSO 3- + H +==H 2O + SO 215-3.15:Na 2SO 3水溶液在空气中放置后,加入BaCl 2溶液会有不溶于稀酸的白色沉淀析出,为什么?如何初略判断一瓶Na 2SO 3溶液中是否含有Na 2SO 4杂质?(C 级掌握) (3)SO 32-的鉴定方法(B 级掌握)15-3.16: 鉴定SO 32-离子时所采用的方法是:Ba2+ HCl H2O2+BaCl2试液─→ 白色沉淀─→ 溶液──→白色沉淀为何不能在鉴定时先加H2O2+BaCl2,有白色沉淀,证明一定有SO32-离子?(A级掌握)二:三氧化硫,硫酸和硫酸盐1:三氧化硫(1)结构(B级掌握)气态的SO3主要以单分子存在,它的分子是平面三角形,见下图(a)。

在液态时,单体和三聚体(SO3)3处于平衡中。

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