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实验一P区非金属元素（卤素、氧、硫）一、实验目的1、学习……二、实验原理1、卤素均具有氧化性，其氧化性强弱为：Cl2Br2I2,前者可氧化后者的X-。X-还原性强弱：Cl-Br-I-比较强弱的原则：Ox1（强）+Red2（强）=Red1（弱）+Ox2（弱）左边的物质强于右边的同类物质。2、MClO是一类较强的氧化剂，可氧化某些低价元素和有机色素（包括同族X-的氧化）；MClO3是一种相对稳定的氧化剂，中性和碱性溶液中基本无氧化性，酸性溶液表现出氧化性，可氧化I-、Br-、Cl-等。氯气与热强碱反应制备MClO3，与冷强碱反应制备MClO。3、H2O2为强氧化剂，可氧化I-等还原性物质，甚至将许多硫化物氧化为硫酸盐；其自身不稳定，可渐渐分解出氧气和水，MnO2等可催化其分解，遇到KMnO4等强氧化剂表现出还原性（被氧化成氧气）。H2O2将强碱性CrO2-氧化为黄色CrO42-，酸性中可将Cr2O72-氧化成蓝色CrO5（水中分解，可被乙醚、戊醇等萃取），此性质可作为H2O2与铬离子的相互鉴定依据。4、硫化物多为难溶盐，且颜色丰富，溶解性差异较大，据此，可用稀盐酸、浓盐酸、硝酸、王水等不同溶剂来选择性溶解不同硫化物。亚硫酸盐遇酸分解产生SO2，酸性亚硫酸盐（SO2·H2O）遇S2-被还原为S呈氧化性，遇Cr2O72-被氧化为SO42-呈还原性，还原性强于氧化性。硫代硫酸盐呈还原性和酸不稳定性，遇酸分解为S、SO2，遇氧化剂被氧化成SO42-、S4O62-等离子，与银离子可生成沉淀，也可生成络合物。过二硫酸盐酸中具强氧化性，但需有银催化和加热，将Mn2+氧化成MnO4-是鉴定锰离子的重要反应。三、实验步骤（一）KClO3、NaClO的制备结论：浓盐酸与MnO2、MnO4-反应可制氯气，氯气导入热强碱生成氯酸盐，导入冷强碱溶液生成次氯酸盐。氯气可用过量碱吸收。（二）X2的氧化性及X-的还原性方案一：方案二：相关反应：结论：1、氧化性顺序Cl2Br2I2还原性顺序Cl-Br-I-2、氯气检验：KI-淀粉试纸（湿）变蓝（NO2等氧化性气体具有相似性质）（三）ClO-、ClO3-的性质操作顺序操作步骤现象与解释（三）卤素含氧酸盐性质1、次氯酸盐1、试管A中，加4D0.2MKI＋2D1M硫酸，再加0.5mlNaClO溶液。2、试管B中，加4D0.2MMnSO4，再加0.5mlNaClO溶液。3、试管C中，加4D0.2M浓HCl，再加0.5mlNaClO溶液。管口放一片湿KI－淀粉试纸。4、试管D中，加2D品红，再加1、清液变棕色（I2）反应：2、生成褐色沉淀（MnO(OH)2）反应：3、刺激性黄绿色气体逸出，试纸变蓝。反应：ClO-＋2I-＋2H+→2Cl-＋I2+H2O4、褪去。0.5mlNaClO溶液。品红被氧化，结构破坏而褐色。2、氯酸钾1、氯酸钾溶液，加0.5ml0.2MKI溶液2、再往1中加3M硫酸。继续加KClO3溶液至棕色（适当加热）。不加硫酸时，没有变化，加入硫酸后溶液变棕色。示有I2生成。过量氯酸钾可氧化I2至碘酸盐：ClO3-＋I-＋H+→Cl-＋I2+H2OClO3-＋I2→Cl-+IO3-结论：酸、热条件下，ClO3-有氧化性结论：次氯酸盐在酸性和中性有强氧化性，酸性最强；氯酸盐酸性有氧化性，但反应缓慢，中性溶液几乎不显氧化性。（四）H2O2的性质操作顺序操作步骤现象与解释（四）H2O2性质1、在离心管A中加1DPb2+液，1DNa2S，摇。离心弃液，10D水洗，离心弃液。沉淀上加H2O25D，搅。1、黑色沉淀：Pb2++S2-→PbS↓黑↓黑变白：PbS+H2O2→PbSO4白结论：H2O2有氧化性2、B管中加1DKMnO4，2D硫酸，摇，逐滴加H2O2，紫红色褪。2、紫红变无色：MnO4-+H2O2+H+→Mn2++O2+H2O3、C管中加1DKI，2D硫酸，摇，加1DH2O2，变茶色。3、I-被氧化：H2O2＋I-＋H+→I2（茶）+H2O4、D管加3DH2O2，看；加热，看；加入少量MnO2，看。4、冷液无↑，热液有↑，加MnO2后大量↑：H2O2→O2↑+H2O结论：不稳定，热更不稳，MnO2可催化分解结论：H2O2有强氧化性，也有还原性，不稳定，受热和催化均能加速分解。5、E管加4DK2Cr2O7，3D硫酸，10D乙醚，加4DH2O2立即剧烈振摇。5、原液橙色，反应后上层为蓝色，下层为绿色（分解）。Cr2O72-+H2O2+H+→CrO5(蓝)+H2O分解CrO5(蓝)+H+→Cr3++O2+H2O（五）硫的化合物的性质操作顺序操作步骤现象与解释硫化物的溶解性1、A管加5DMnSO4，B管5DPb(NO3)2，C管5DCuSO4溶液。滴加Na2S液。2、A、B、C管离心弃液，各加20D水搅，洗，离心弃液。各加20D2MHCl，搅动溶解。（A溶）3、B、C管弃液，加20D浓HCl，搅动溶解（B溶）4、C管弃液，加10D硝酸，摇动，溶解（全溶），蓝色液。1、A管粉红↓：Mn2++S2-→MnS↓B黑↓：Pb2++S2-→PbS↓黑C黑↓：Cu2++S2-→CuS↓黑2、A↓溶稀HClMnS+H+→Mn2++H2S↑3、B↓溶浓HClPbS+H+→Pb2++H2S↑4、C↓溶硝酸CuS+NO3-+H+→Cu2++NO2↑+S↓+H2O（蓝液）结论：三种硫化物溶解性差异较大，混合物可选不同溶剂依次溶解分离。亚硫酸盐的性质1、离心管A加2mlNa2SO3（湿pH纸备用），加1ml3M硫酸，立即置pH纸于管口，（可水浴加热）。2、B管加4DK2Cr2O7，加入A管酸性液（一半），立即变绿。3、C管加10DTAA，水浴加热5min，再加入A管酸性液（一半），白色悬浊。1、试纸变橙红色（pH3左右），示有酸性气体产生：SO32-+H+→SO2↑+H2O2、B液变绿：Cr2O72-+SO32-+H+→Cr3+(绿)+SO42-+H2O3、42ΔNHHAcSHTAAH2S+SO32-+H+→S(乳白)↓+H2O结论：亚硫酸盐在酸性溶液中具有还原性，其产物为S。硫代硫酸盐的性质1、A管加5DNa2S2O3液，加5D1M硫酸，看、嗅（可有I2淀粉试纸检气体）2、B、C管各加5DNa2S2O3液，B管加10D氯水，C管加数D碘水，摇。再在反应后的二管中加1D硫酸钠溶液，看3、A管加1DAgNO3液，加1DNa2S2O3液，摇，看；再加4DNa2S2O3液，摇，看。1、清液变乳白混浊，有气体逸出S2O32-+H+→S(乳白)↓+SO2↑+H2O气体使蓝色碘淀粉纸褪色：I2+SO2+H2O→I-+SO42-+H+2、B管最终加硫酸钠溶液有白色，C管加碘褪色，加硫酸钠无变化。S2O32-+Cl2+H2O→SO42-+Cl-+H+S2O32-+I2→S4O62-+I-SO42-+Ba2+→BaSO4↓（白）3、加适量Na2S2O3，有白色↓，加过量后沉淀溶解。反应：S2O32-+Ag+→Ag2S2O3↓（白）Ag2S2O3+S2O32-→Ag(S2O3)22-结论：硫代硫酸盐遇酸分解，遇强Ox被氧化为硫酸根，弱Ox氧化为连四硫酸根。能与银离子反应生成白色硫代硫酸银，加过量则生成络合物。（鉴定之）过二硫酸钾氧化性A、B管各加2D硫酸锰，2ml水，1ml3M硫酸，少量K2S2O8，摇匀。A管加1DAg+摇，看。水浴加热，看不加热，基本无变化，加热后，A管渐现紫红色，B管呈棕色略带淡红。结论：过二硫酸盐具强氧化性，Mn2+时需催化、加酸和加热（鉴定锰）四、结果与讨论1、过二硫酸钾氧化锰的反应条件：氧化剂要多，酸足，锰少，加热。氧化剂少时，会生成MnO(OH)2，出现棕褐色混浊。无催化剂时，即使加热也只是出现棕色，原因是生成高锰酸根的速度太慢，而在酸性中亚锰离子与高锰酸反应速度是快的，因而会生成棕色混浊的MnO(OH)2，2、TAA与亚硫酸的反应TAA需酸性加热才分解出H2S，后者与酸性亚硫酸盐反应生成乳白色混浊物S，而亚硫酸钠在酸性溶液中立即放出SO2，加热便失效，故正确的做法是：先将TAA溶液酸化，水浴加热5分钟后，滴入亚硫酸钠溶液，出现乳白色混浊示有硫。此反应可以用硫化钠代替之，但硫化钠自身在酸化时会出现白色混浊，若用此试剂，应该先将溶液离心沉淀硫后，在清液上面滴入亚硫酸盐溶液，出现乳白色混浊即示可发生反应。3、KClO3在反应中的氧化性表现较慢，可将溶液酸化后适当加热，再加入试验的KI溶液。现象会明显和快速些。4、酸化亚硫酸钠溶液不一定立即能检验出酸性气体，可适当加热后再检验。