【学习目标】
认知目标: 掌握H2O2的性质及不同氧化态硫化合物的主要性质,比较MS的溶解性。 技能目标: 学会离心机的正确使用。
思想目标: 提高理论知识在实验中的应用能力。 【教学安排】 一 课时安排:3课时 二 实验要点:
1、H2O2的性质(学生自行设计实验)
2、硫化合物的主要性质:溶解性、MSO3的性质、MS2O3的性质、过二硫酸盐的性质。 【重点、难点】
不同氧化态硫化合物的主要性质,设计实验验证H2O2的性质。 【教学方法】问题式教学、演示法、实验指导
【实验指导】 H2O2的性质 1、设计实验思路:
由元素电势图: 可知:
H2O2(有腐蚀性、毒害性)无论在酸性或碱性中都是强氧化剂,如将PbS→PbSO4H2O2的还原性较弱,在酸性介质中只有碰到强氧化剂才表现出还原性。
可见:H2O2的性质:氧化性及还原性(H2O2中的O为-1氧化态),H2O2还具有弱酸性和不稳定性。 (1) H2O2的分解
原理:H2O2容易分解,较低温度和高纯度时比较稳定,当溶液中含有微量的Mn2+(MnO2)
或光照、加热时会促使H2O2发生催化分解:H2O2=2H2O+O2↑。所以H2O2应避光低温保存。
操作:试管:1—2 mL 3% H2O2,微热,观察是否有气泡产生?(O2↑是否产生)
再往试管中加入很少量MnO2粉末,将带有余烬的火柴伸入试管中、有何现象? (火柴复燃?)
(注意加入的MnO2一定要少,以防分解过猛使H2O2喷溅到管外),
现象:反应激烈,有大量的气泡产生。
(2) H2O2的氧化性 原理: $1 酸性中氧化I含量。)
$2 H2O2可使黑色的PbS氧化为白色PbSO4 Pb2+ + TAA→PbS, PbS + 4 H2O2=PbSO4↓ + 4H2O。 操作:
$1、试管:5d 0.2 mol·L-1 KI,3d 3 mol·L-1 H2SO4酸化后,滴入2d H2O2溶液。紫黑色沉淀I2生成。
$2、试管:0.2 mol·L-1 Pb(NO3)2 ,滴入2d 0.1 mol·L-1 TAA溶液(黑色的PbS↓), 滴入2d H2O2溶液。黑色沉淀PbS↓消失,PbSO4↓(白)生成。 (3) H2O2的还原性
操作:试管:5d 0.2 mol·L-1 KMnO4溶液,用3d 3 mol·L-1 H2SO4酸化后,滴入2d H2O2溶液。现象:溶液紫红色消失,有无色无味气泡产生。
原理:无论在酸性或碱性中,H2O2的氧化性都要比H2O2的还原性强得多,只有遇到更强的氧化剂时,过氧化氢才可作还原剂,氯气和高锰酸钾都能与H2O2反应放出氧气。 2MnO4+ 5H2O2 + 6H = 2Mn2+ + 5O2↑+ 8H2O
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+
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(用硫代硫酸钠滴定I2,可算出H2O2的
2、H2O2的鉴定
K2Cr2O7操作:试管:2 mL 3% H2O2 → 0.5 mL 乙醚 → 1mL 1 mol·L-1 H2SO4 → 4d 现象:乙醚层呈深蓝色(上层),下层溶液无色。
原理:H2O2有一特殊反应,能和K2Cr2O7在酸性中生成蓝色的过氧化铬[ CrO5或 CrO(O2)2 ] CrO5可认为是H2CrO6脱水而得。CrO5显蓝色,在乙醚中比较稳定,故通常预先加一些乙醚。这
个反应可用于检验H2O2,也可检验Cr2O72—或CrO42—。
五、硫的化合物性质 1、硫化物的溶解性
操作:试管:0.5 mL 0.2 mol·L-1MnSO4 [ Pb(NO3)2、CuSO4] → Na2S,离心分离,洗涤沉淀,实验沉淀在2 mol·L-1 HCl、浓HCl、浓HNO3中的溶解情况。 现象:MnS肉(溶于稀HCl、浓HCl、浓HNO3),
PbS黑(不溶于稀HCl、可溶于浓HCl、浓HNO3) CuS黑(不溶于稀HCl和浓HCl,微溶于浓HNO3)
原理:MnS Ksp=1.4×10ZnS等)
MnS+2HCl=MnCl2+H2S↑
PbS Ksp=3.4×10SnS)
PbS+4HCl(浓)=H2PbCl4 +H2S↑
CuS Ksp=8.5×1045(非常小),用浓HNO3氧化S2为S才能降低其浓度而使之溶解。(Ag2S)
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-
-28
-15
(较大),H+能有效的降低 S2,使之溶解。(FeS、CoS、
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(较小),Cl
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能与Pb2+生成配离子而使之溶于浓HCl中。(BiS、CdS、
[离心机的使用]
离心试管要对称放置在离心机的套管内;转速应逐渐增加或降低,不能突然快速或突然停止; 运转时要加盖,停止时要让它自然停止,决不能用手或其它东西使它强制停转
2、亚硫酸盐的性质
操作:试管:2 mL 0.5 mol·L-1 Na2SO3 →3 mol·L-1 H2SO4(有无气体) → 0.1 mol·L-1 TAA
→ 0.5 mol·L-1
K2Cr2O7
现象:有刺激性气体(SO2)产生,使湿润pH试纸变红。
。 加TAA(酸中,H2S)无明显现象(加热可能会有沉淀S产生)加K2Cr2O7,溶液变为绿色(CrO2)。
原理:具有氧化性和还原性。遇到氧化性强的物质表现还原性,例如遇到硝酸,可以被氧化成硫酸根;遇
到还原性强的物质表现为氧化性,例如遇到硫离子(二价的),可以被还原为单质硫。
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2Na2SO3+O2=Na2SO4
3SO32+ 4 H+ + Cr2O72 → 3SO42+ CrO2+2 H2O
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3、硫代硫酸盐的性质
(1) Na2S2O3在酸中的不稳定性。
原理:Na2S2O3.5H2O俗称大苏打,海波。在中性、碱性中稳定,在酸中分解为SO2和S。 S2O32+ 2H+= SO2↑ + S ↓+ 2H2O
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设计:试管 → 0.2 mol·L-1 Na2S2O3 → 3 mol·L-1 H2SO4 ( 无色有刺激性气味的气体,生成浅黄色沉淀)
(2) Na2S2O3的还原性和氧化剂强弱对Na2S2O3还原产物的影响。
原理:Na2S2O3是中等强度的还原剂,与强氧化剂如Cl2、Br2等作用被氧化成SO42,与较弱的
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氧化剂作用被氧化为S4O62(连四硫酸盐)。
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设计:
►试管 → 0.2 mol·L-1 Na2S2O3 →氯水 (现象:黄绿色变为无色)
(用作纺织、造纸工业中的除氯剂)
可用在稀HCl下检验是否S2O32→SO42。
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►试管 → 0.2 mol·L-1 Na2S2O3 → 碘水-淀粉 (现象:蓝色消失) 2 S2O32+I2=S4O62+2I(可定量测定I2) 可用淀粉检验是否I2→I。
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亚硫酸盐可用作还原剂、防腐剂、显影剂以及制药、造纸、制革、漂白和染料合成等方面。无水亚硫酸钠作为纤维胶的安定剂,用于人造丝和人造棉的制造上。 (3) Na2S2O3的配位性。
原理:S2O32是良好的配位剂,许多重金属硫代硫酸盐难溶于水,却溶于过量的S2O32盐中。
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注
意
设计:试管 → 0.2 mol·L-1 AgNO3 →0.2 mol·L-1 Na2S2O3 → 观察(生成乳黄色↓)→ 再[注意:Na2S2O3要过量,否则有黑色沉淀产生Ag2S] 加Na2S2O3 → 观察(乳黄色↓消失)4、过二硫酸盐的性质
操作:试管:3 mL 1 mol·L-1 H2SO4 →3 mLH2O → 3d 0.002 mol·L-1 MnSO4,两份。
→ 加入少量K2S2O8 (固体)[热水浴加热] (现象:溶液无色) → 加入0.2 mol·L-1 AgNO3和少量K2S2O8 (固体) [热水浴加热](现象:溶液紫红色)
原理:K2S2O8在酸性介质中,可将Mn2氧化为紫色的MnO4(在Ag的催化下)
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反应常用AgNO3作催化剂,加热以加快反应速率。 【问题讨论】
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