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实验4 非金属元素 计划学时 3学时 实验分组 2组 一、实验讲授（大约20分钟） 1、实验目的 （1）了解卤素单质及其一些化合物的氧化还原性 （2）掌握硫化氢、硫的含氧酸及其盐的性质 （3）了解亚硝酸及其盐的性质 2、实验原理 （1）卤素的氧化还原性与歧化反应 卤素单质以氧化性为主，与水发生歧化反应，反应进行的程度与溶液pH值有关。 （2）卤素离子的还原性 卤素离子的还原性参照氧化还原电对的标准电极电势的大小。 （3）氯酸盐的氧化性 酸性介质可以使氯酸盐的氧化性增强。 （4）难溶硫化物的生成和性质 副族元素的硫化物往往具有特征颜色，按溶解度分类 不溶于水，但可溶于稀酸； 不溶于水，与不溶于稀酸，但可溶于浓酸、氧化性酸或王水。 （5）亚硫酸钠的性质 亚硫酸钠既具有氧化性，又具有还原性。 （6）硫代硫酸盐的性质 硫代硫酸钠在碱性条件下稳定，在酸性条件下迅速分解。 （7）亚硝酸的性质 既有氧化性又有还原性。 3、实验注意事项 二、实验内容（大约100分钟） 1、卤素的氧化还原性 （1）碘的氧化性 实验操作 实验现象 实验解释 1数滴碘水 20.1M Na2S2O3 碘水褪色 I2＋2Na2S2O3＝2NaI＋Na2S4O6 1数滴碘水 2饱和H2S aq 碘水褪色 黄色沉淀 I2＋H2S＝S↓＋2HI 小结卤素单质主要表现为氧化性。 （2）卤素的歧化反应 实验操作 实验现象 实验解释 饱和溴水 10.1M NaOH 20.5M H2SO4 1溴水褪色 2颜色恢复 1Cl2＋H2O＝HCl＋HClO 2加酸使反应向左进行 饱和碘水 10.1M NaOH 20.5M H2SO4 1碘水褪色 2颜色恢复 1I2＋H2O＝HI＋HIO 2加酸使反应向左进行 小结卤素单质在水中发生歧化反应，反应进行的程度与溶液的pH值成正比，即加酸抑制反应进行，加碱促进反应进行。 （3）卤离子的还原性 实验操作 实验现象 实验解释 少量KI固体 11ml浓H2SO4 2PbAc2试纸 1出现深紫色 2湿PbAc2试纸变黑 1KI＋H2SO4浓＝KHSO4＋HI 8HI＋H2SO4浓＝H2S＋4H2O＋4I2 2PbAc2＋H2S＝PbS↓＋2HAc 少量KBr固体 11ml浓H2SO4 2淀粉-KI试纸 1出现红棕色并有气泡生成 2湿润的淀粉-KI试纸变蓝 2KBr2H2SO4K2SO4Br2SO2↑2H2O Br2＋KI＝I2＋KBr 少量NaCl固体 11ml浓H2SO4 2玻棒蘸浓NH3H2O 1固体溶解 2蘸浓NH3H2O的玻棒靠近试管后有白烟生成 1NaCl＋H2SO4C ＝HCl＋Na2SO4 2NH3＋HCl＝NH4Cl 0.5ml 0.1M KI 12d 0.1M FeCl3 20.5ml CCl4 充分振荡后静止 CCl4层呈紫红色 I－＋Fe3＝I2＋Fe2 0.5ml0.1MKBr 12d 0.1M FeCl3 20.5ml CCl4 充分振荡后静止 CCl4层无色 小结卤离子具有还原性大小顺序为I－＞Br－＞Cl－，能否与氧化剂发生氧化还原反应需要参照氧化还原电对的标准电极电势。 2、氯酸盐的氧化性 实验操作 实验现象 实验解释 KClO3固体 1少量浓HCl 2湿pH试纸 湿pH试纸先变红，然后褪色 KClO3＋6HCl＝KCl＋3Cl2＋3H2O Cl2具有漂白性 0.1M Na2SO3 中性饱和KClO3 滴加AgNO3 无明显现象 中性条件KClO3氧化性减弱 0.1M Na2SO3 酸性饱和KClO3 滴加AgNO3 白色沉淀 酸性条件下 ClO3－＋3SO32－＝Cl－＋3SO42－ Ag＋＋Cl－＝AgCl ↓ 0.5ml饱和KClO3 1几d 0.1M KI1d 1淀粉溶液 2 3M H2SO4酸化 1中性淀粉无色 2酸性淀粉变蓝 KClO3＋6KI＋3H2SO4＝3K2SO4＋3H2O＋KCl＋3I2 KClO3在酸性条件下氧化性强 小结KClO3是一种强氧化剂，酸性条件下氧化性增强。 3、难溶硫化物的生成和性质 实验操作 实验现象 实验解释 1ml0.2M ZnSO4 H2S饱和溶液 白色沉淀 Zn2＋＋S2－＝ZnS↓ 1ml0.2M CdSO4 H2S饱和溶液 黄色沉淀 Cd2＋＋S2－＝CdS↓ 1ml0.2M CuSO4 H2S饱和溶液 黑色沉淀 Cu2＋＋S2－＝CuS↓ 1ml0.2M HgNO32 H2S饱和溶液 黑色沉淀 Hg2＋＋S2－＝HgS↓ ZnS沉淀 11ml 1M HCl 21ml 2M氨水 加酸沉淀溶解并有臭味气体产生；加NH3H2O生成沉淀，至过量则沉淀溶解 ZnS＋2HCl＝ZnCl2＋H2S↑ Zn2＋＋NH3H2O＝ZnOH2↓ Zn2＋＋4NH3＝[ZnNH34]2 CdS沉淀 11ml 1M HCl 21ml 6M HCl 1沉淀不溶解 2沉淀溶解 CdS＋2HCl＝CdCl2＋H2S↑ CuS沉淀 16M HCl 2浓HNO3加热 1沉淀不溶解 2沉淀溶解并生成黄色物质 3CuS＋2NO3－＋8H＋＝3Cu2＋＋3S＋2NO＋4H2O HgS沉淀 11ml浓HNO3 23ml浓HCl 1沉淀不溶解 2沉淀溶解 3HgS2HNO312HCl＝3H2[HgCl4]3S↓2NO↑4H2O 小结副族的硫化物一般具有特征颜色，按其溶解度的不同可为两大类不溶于水，但可溶于稀酸；既不溶于水，也不溶于稀酸，可溶于浓酸、氧化性酸或王水。 4、亚硫酸钠的性质 实验操作 实验现象 实验解释 0.5M Na2SO3 13M H2SO4 2pH试纸 湿pH试纸变红 Na2SO3H2SO4＝SO2↑Na2SO4H2O 0.5M Na2SO3 0.1M K2Cr2O7 绿色溶液 K2Cr2O7＋3Na2SO3＋4H2SO4＝K2SO4＋Cr2SO43＋3Na2SO4＋4H2O 0.5M Na2SO3 饱和H2S水溶液 黄色物质 SO32－＋2S－＋6H＋＝3S＋3H2O 小结亚硫酸盐既有氧化性，又有还原性。 5、硫代硫酸盐的性质 实验操作 实验现象 实验解释 0.1M Na2S2O3 2M HCl ↓，↑ Na2S2O3＋2HCl＝2NaCl＋S＋SO2＋H2O 0.1M Na2S2O3 几滴碘水 碘水褪色 I2＋2Na2S2O3＝2NaI＋Na2S4O6 0.1M Na2S2O3 0.5ml0.1MAgNO3 0.1M Na2S2O3 白→黄→棕→黑↓ S2O32－＋2Ag＋＝Ag2S2O3 Ag2S2O3H2O＝Ag2SSO42－2H＋ 小结硫代硫酸钠是一个中等强度的还原剂，在碱性条件下稳定，在酸性条件下分解。 6、亚硝酸盐的性质 实验操作 实验现象 实验解释 0.5ml 0.1M KI 1M H2SO4 0.5M NaNO2 紫色沉淀 加热有紫色蒸气 2NaNO2＋H2SO4＝2HNO2＋Na2SO4 HNO2＋2H＋＋2I－＝NO＋I2＋2H2O 0.1M KMnO4 1M H2SO4 0.5M NaNO2 紫红色褪色 2MnO4－＋5NO2－＋6H＋＝2Mn2＋5NO3－＋3H2O 小结亚硝酸既有氧化性，又有还原性。 三、讨论提高（大约30分钟） 1、集中讨论 讨论题 （1）AgNO3检验卤离子时，为什么先用HNO3酸化如果不产生沉淀，能否认为溶液中不存在卤离子 （2）进行卤离子还原性实验应注意的安全问题。 （3）电极电势与氧化还原性的关系比较S2O32－与I－的还原性，Na2S2O3与I2的反应能否在酸性介质中进行 （4）为什么一般不用HNO3作酸性反应介质。 2、实验技能考核 （1）实验1（3）萃取方法 （2）气体性质的检验方法 （3）实验4