实验十七p区非金属元素一

[实验目的] 

1、学习氯气、次氯酸盐的制备方法。

2、掌握次氯酸盐、氯酸盐强氧化性的区别。

3、掌握H2O2的某些重要性质。

4、掌握不同氧化态硫的化合物的主要性质。

5、掌握气体发生的方法和仪器安装。

    一、KClO3和NaClO的制备 

    1、制备Cl2   

    药品：15g MnO2 (或KMnO4) ＋30 ml浓HCl

MnO2＋4HCl（浓）＝MnCl2＋2H2O＋Cl2↑

2KMnO4＋16HCl（浓）＝2MnCl2＋8H2O  ＋2KCl ＋5Cl2↑

2、制备KClO3 

A试管  ：15 ml 30％KOH＋Cl2  热水加热

6KOH（30％）＋3Cl2       KClO3＋5KCl＋3H2O

     A试管由无色变为黄色，产生小气泡，当由黄色变无色后，将A试管冷却，即有KClO3晶体析出。

    3、制备NaClO 

    B试管:   15ml 2 mol•l-1NaOH＋Cl2 冷水

2NaOH＋Cl2        NaCl＋NaClO＋H2O

4、制备Cl2水    

    C试管：  15ml 蒸馏水＋Cl2 

5、吸收尾气： 

D试管 ： 2 mol•l-1  NaOH＋NaS2O3+Cl2 

注意事项：

（1） A、B、C可以分步进行，

（2） 装置气密性要完好

（3） 浓HCl要缓慢滴加

（4）反应完毕,先向烧瓶中加入大量水,然后拆除装置

（5） 反应开始时要加热，反应开始后，可停止加热。

二、Cl2、Br2、I2的氧化性

           及Cl－1、Br－、I－1的还原性

同学们自行设计实验：

（1）、卤素单质的氧化性顺序

（2）、卤素离子的还原性顺序

三、卤素含氧酸盐的性质

1、NaClO的氧化性

① 0.5ml NaClO＋5滴0.2mol·L-1KI＋2滴1mol·L-1H2SO4 

ClO－＋I－＋3H+＝ HCl+I2＋H2 

溶液由无色变成黄色， I－→I2

ClO－→Cl－

② 0.5ml NaClO＋5滴0.2mol·L-1MnSO4溶液

ClO－＋H2O＋Mn2+＝Cl－＋2H+＋MnO 2

现象：产生棕褐色沉淀    

ClO－被还原为Cl－

Mn2+被氧化为MnO 2

③ 0.5ml NaClO＋5滴浓HCl

ClO－＋2HCl＝Cl－＋Cl2＋H2O

     有黄绿色气体产生，ClO－被还原为Cl－，             

     HCl中的Cl－被氧化为Cl2

④ 0.5ml NaClO＋2滴品红

    NaClO具有氧化性，使品红褪色。

2、KClO3的氧化性

向盛有0.1mol·L-1KI滴加5滴KClO3 ，观察：几乎无现象

再滴加10滴3 mol·L-1H2SO4，观察：

2ClO3-+10 I－＋12H＋＝5I2＋Cl2＋6H2O

    溶液由无色变为黄色， I－被氧化成I2

    有黄绿色的气体生成，ClO3-被还原成Cl2

再滴加10滴KClO3 ， 观察：

2ClO3-+2I2＋2H＋＝Cl2＋2HIO3

    溶液由黄色变为无色， I2被氧化成IO3－

有黄绿色的气体生成，ClO3-被还原成Cl2

四、过氧化氢的性质

１．设计实验

　　 ①. H2O2的分解性

2H2O2＝2H2O＋O2

     在碱性中比在酸性中分解快，Fe2＋、   

     Mn2+、 Cu2+、Cr3+能加快分解速度。

②H2O2的氧化性

a.在酸性介质中：                                                              

  0.5ml 0.2mol·L-1KI＋2滴3mol·L-1 H2SO4＋2滴3％的 H2O2

2I-＋2H+ ＋H2O2=I2+2H2O  溶液由无色变为黄色

b．10滴0.2 mol·L-1 Pb（NO3）2＋10滴硫代乙酰胺＋2滴3％的H2O2

Pb2++S2-＝PbS↓  黑色

PbS＋4H2O2= PbSO4↓+4H2O

    黑色沉淀消失，生成白色沉淀

在碱性介质中，也具有氧化性，如：

3H2O2＋2CrO2-+2OH-＝2CrO4－＋4H2O

③还原性

    在酸性介质中，只有遇到强氧化剂时才能被氧化.

2滴0.01 mol·L-1KMnO4+ 3滴1 mol·L-1H2SO4＋2滴3％H2O2

2KMnO4+ 3H2SO4＋5H2O2＝K2SO4+2MnSO4+5O2↑＋8H2O

五、硫的化合物的性质 

1、硫化物的溶解性

三支试管：

a.0.5ml0.2mol·L-1MnSO4＋0.2mol·L-1Na2S

b.0.5ml0.2mol·L-1Pb（NO3）2＋0.2mol·L-1Na2S

c.0.5ml0.2mol·L-1CuSO4＋0.2mol·L-1Na2S

观察现象。离心分离，洗涤沉淀，并实验在2mol·L-1HCl、浓HCl和浓HNO3中得溶解情况。

a. Mn2+＋S2－＝MnS↓   肉色  溶于2mol·L-1HCl

b. Pb2＋＋S2－＝PbS↓  黑色  溶于浓HCl

c. Cu2+＋S2－＝CuS↓   黑色  溶于浓HNO3

PbS ＋ 4HCl浓＝[PbCl4]2－ ＋4H+

CuS+8HNO3 ＝ Cu(NO3)2+6NO2↑+SO2+H2O

   结论：除碱金属硫化物易溶于水，碱土金属硫化物微溶于水外，其他金属硫化物难溶于水。

    2、亚硫酸盐的性质 

    在试管中，2ml0.5mol·L-1Na2SO3＋5滴0.2mol·L-1 H2SO4酸化，观察现象并检验产物。

SO32-＋2H+＝SO2＋2H2O

    SO2气体具有具有酸性，使湿润的PH试纸显酸性,PH<7。

    分成两份，一份加0.1mol·L-1硫代乙酰胺，另一份加0.5mol·L-1K2Cr2O7

C2H5NS＋SO32-→S↓  有黄色沉淀生成，溶液变浑浊。

Cr2O72-＋SO32-+8H+＝3SO42++2Cr3++4H2O

　　溶液由橙红色变成绿色，Cr2O72-被还原成Cr3+

由实验可知，SO32-中的S为Ⅵ，既可失去电子作还原剂，又可得电子作氧化剂。 

3、硫代硫酸盐的稳定性

①Na2S2O3在酸中的稳定性

0.5ml0.2mol·L-1Na2S2O3＋5滴3mol·L-1 H2SO4，

观察是否有气体生成，并检验气体的酸碱性。

Na2S2O3＋H2SO4＝Na2SO4＋S↓＋SO2↑+ H2O

    SO2使PH试纸呈酸性，溶液变浑浊。

②Na2S2O3还原性和氧化剂强弱对产物的影响

　  a. 0.5ml　0.2mol·L-1Na2S2O3＋0.5 ml氯水： 

Na2S2O3＋Cl2+5H2O＝NaCl＋2H2SO4+6HCl

　  b. 0.5ml 0.2mol·L-1Na2S2O3＋0.5 ml碘水：    

Na2S2O3+I2＝Na2S4O6+2NaI

③Na2S2O3的配位性

Na2S2O3具有很强的的配位能力

0.5ml0.2mol·L-1 Na2S2O3＋0.5ml0.2mol·L-1 AgNO3溶液，

S2O32-＋2Ag+＝Ag2S2O3↓  白色

Ag2S2O3不稳定，→Ag2S↓黑色

S2O32-＋Ag+＝[Ag（S2O3）2]3-  更稳定

结论：硫代硫酸盐在酸中易分解，具有较强的还原性和较强的配位性。 

4、过二硫酸盐的氧化性

    3ml 1mol·L-1 H2SO4 ＋3ml蒸馏水＋3滴0.002mol·L-1MnSO4 ,混匀．分两份，

一份＋少量K2S2O8固体

一份＋少量K2S2O8固体＋1滴0.2mol·L-1 AgNO3 观察现象

　　第一份与第二份相比较，反应速度慢，这是因为在第二份中加入了AgNO3后，银离子具有催化作用，所以第二份反应速度加快。

5S2O82-＋2Mn2+＋8H2O＝2MnO4-＋10SO42-＋16H＋

　　溶液颜色由无色变为紫红色。