实验十七 p区非金属元素(一)(卤素、氧、硫)

p区非金属元素(一)(卤素、氧、硫)(3学时)
卤素是无机元素，它的原子结构由海德兰（Heldelberg）系统中的17种元素构成，
这些元素包括氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）和氙（Xe）。

在常温常压下，它
们分别以气体、液体和固体的形式存在。

除了碘外，卤素之间互相极其易溶，但已知性质
又有很大的不同。

由于卤素具有高的电负性，它们能够通过组装到多种特定的构型中形成电离软下化合物，如盐和硫酸盐。

因此，它们不仅可以提供对多种非金属元素的易溶性，还可以提供其
他种类的化学反应。

卤素最初发现于18月，由爱因斯坦（Einstein）等人发现，被称为“阿里斯王子”（Prince Albert）。

在20世纪开始以来，卤素则被广泛应用于农业、工业和放射性元素
提取等领域，包括催化芳烃反应、用合成药物等。

此外，卤素还有重要的作用，特别是当与其他物质（如氧、硫等元素）结合时，能够
丰富和改善空气质量。

例如，氯可以与水混合形成消毒剂，用于净化水；溴可以与水混合
形成净化剂，可用于净化工厂污水、污泥等；硫也可以改善空气质量，用于降低空气污染。

由于其许多特性，卤素对当今社会至关重要，它给改善生活质量和保护环境带来巨大
的贡献。

因此，在未来，卤素将继续被广泛应用于许多领域，并将一直是人类发展的重要
元素。

卤素氧硫实验报告
实验目的，通过实验，掌握卤素氧硫的制备和性质，了解卤素氧硫在化学反应中的应用。

实验原理，卤素氧硫是一种无机化合物，化学式为X2O3（X为卤素），它是由卤素和氧元素组成的氧化物。

在实验中，我们将通过化学反应制备卤素氧硫，并观察其性质。

实验步骤：
1. 实验前准备，准备好所需的实验器材和试剂，保证实验台面整洁。

2. 制备卤素氧硫，取一定量的卤素和氧化剂，放入试管中，通过加热反应制备卤素氧硫。

3. 观察性质，观察卤素氧硫的物理性质和化学性质，记录下观察结果。

4. 化学反应，将卤素氧硫与其他化合物进行反应，观察化学反应过程和产物的性质。

实验结果：
1. 制备的卤素氧硫呈现出淡黄色的固体，具有特殊的气味。

2. 卤素氧硫在空气中具有一定的稳定性，但在高温下会分解。

3. 与水反应生成酸性溶液，与碱反应生成盐类。

实验结论，通过本次实验，我们成功制备了卤素氧硫，并观察了其性质。

卤素氧硫在化学反应中具有一定的活性，可以与其他物质发生化学反应，产生不同的化合物。

这为我们进一步研究卤素氧硫的应用提供了基础。

实验意义，卤素氧硫作为一种重要的无机化合物，具有广泛的应用价值。

通过本次实验，我们对卤素氧硫的制备和性质有了更深入的了解，为今后的学习和科研工作打下了坚实的基础。

总结，本次实验使我们对卤素氧硫有了更深入的了解，同时也提高了我们的实验操作能力和观察记录能力。

希望通过今后的学习和实践，能够更好地应用所学知识，为科学研究和工程技术做出更大的贡献。

实验 P 区非金属元素（一）（卤素、氧、硫）一、实验目的1、学习氯气、次氯酸盐、氯酸盐的制备方法。

掌握次氯酸盐、氯酸盐强氧化性的区别。

了解氯、溴、氯酸钾的安全操作。

2、掌握H2O2 的某些重要性质。

3、掌握不同氧化态硫的化合物的主要性质。

4、掌握气体发生的方法和仪器的安装。

二、实验用品仪器：铁架台、石棉网、蒸馏烧瓶、分液漏斗、烧杯、大试管、滴管、试管、表面皿、 离心机、酒精灯、锥形瓶、温度计。

固体药品：二氧化锰、过二硫酸钾。

液体药品：HCl(浓、6mol/L、2mol/L)、H2SO4(浓、3mol/L、1mol/L)、HNO3(浓)、 NaOH(2mol/L)、 KOH(30%)、KI(0.2mol/L)、KBr(0.2mol/L)、 K2Cr2O7(0.5mol/L)、 KMnO4(0.2mol/L) 、 Na2S(0.2mol/L) 、 Na2S2O3(0.2mol/L) 、 Na2SO3(0.5mol/L) 、 CuSO4(0.2mol/L)、 MnSO4(0.2mol/L、 0.002mol/L)、 Pb(NO3)2(0.2mol/L)、 AgNO3(0.2mol/L)、 H2O2(3%)、氯水、溴水、碘水、CCl4、乙醚、品红、硫代乙酰胺（0.1mol/L）。

材料：玻璃管、橡皮管、棉花、冰、pH试纸、滤纸。

三、实验内容：（一）氯酸钾和次氯酸钠的制备分液漏斗装有30mL浓盐酸； A管装15mL30%的KOH， 蒸馏烧瓶内装15g二氧化锰，并置入70~80℃的热水浴中； B管装有15mL2mol/LNaOH， 置入冰水浴中； C管装15mL 水；D装2mol/LNaOH溶液（目的吸收多余的氯气），并在瓶口覆盖用硫代硫酸钠溶液 浸过的棉花（目的除氯气）。

MnO2 + 4HCl(浓) === MnCl2 + Cl2↑+2H2O3Cl2 + 6KOH(热) === 5KCl + KClO3 +3H2OCl2 + 2NaOH === NaCl + NaClO +H2OCl2 + H2O === HCl + HClO注意：（1）装置的气密性；（2）滴盐酸要缓慢而均匀；（3）A 管溶液由黄变无色 时，停止加热氯气发生装置，反应停止往蒸馏烧瓶中加入大量水；（4）冷却 A管溶液， 析出氯酸钾晶体，倾析法倾去溶液，晶体置入表面皿，滤纸吸干；（5）注意观察各管 实验现象，做好记录；（6）注意通风。

实验⼀元素实验报P区⾮⾦属实验报告（范本）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：Cl2>Br2>I2, 前者可氧化后者的X-。

X-还原性强弱：Cl-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。

7.3 P区非金属元素：卤素 氧 硫 氮 磷 硅 硼一、实验目的1.掌握卤素离子及S2-的还原性；2.掌握氯和氮的含氧酸、含氧酸盐的氧化性、热稳定性；3.掌握H2O2的氧化还原性和不同价态硫的化合物的性质；4.掌握磷酸盐的重要性质；5.掌握硅酸、硼酸的重要性质。

二、实验原理卤素(氟、氯、溴、碘)、氧、硫、氮、磷、硅、硼均为P区非金属元素。

卤素单质都是强氧化剂，其氧化性顺序为F2 > Cl2 > Br2 > I2；而卤素离子的还原性顺序恰好相反，为F-< Cl-< Br-< I-。

相关标准电极电位如下： 电对F2／F-Cl2／Cl-Br2／Br-I2／I-E°／V 2.87 1.36 1.065 0.535卤素单质的氧化性和X-1的还原性请同时参考“氧化还原反应和电化学”实验。

氧的性质活波，形成为数众多的化合物，它们是元素化学的重点。

过氧化氢是经常使用的氧化剂，其水溶液比较稳定，但光、热、金属离子的存在或者增加溶液的碱性都可以加速其分解。

除具有氧化性外，过氧化氢又有还原性。

把过氧化氢加入重铬酸钾的酸性溶液中得到一种美丽的蓝色化合物。

该化合物可以被乙醚萃取而得到稳定。

蓝色化合物为过氧化铬Cr(O2)2O，可以与溶液中的过量的过氧化氢反应而被分解。

2Cr(η2-O2)2O + 7H2O2+ 6H+= 2Cr3+ + 7O2 + 10H2O硫单质表现为既有氧化性又有还原性、磷单质则基本表现为还原性。

由于S2-具有较大的变形性，所以和多种金属离子生成颜色不同，溶解度不同的金属硫化物。

例如，Na2S可溶于水；ZnS（白色）难溶于水，易溶于稀盐酸；CdS（黄色）不溶于稀盐酸，易溶于较浓盐酸；CuS（黑色）不溶于盐酸，可溶于硝酸；HgS （黑色）不溶于硝酸，可溶于王水。

依据金属硫化物溶解度和颜色的不同，可分离和鉴定金属离子．在含氧酸和含氧酸盐中，卤素（氟除外）和氮的含氧酸及其盐都具有相当强的氧化性和热不稳定性，因而许多氯酸盐、次氯酸盐、亚硝酸盐都是常用的氧化剂．卤素单质的歧化反应较硫、氮、磷更易于进行，这是卤素的一个重要性质。

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：Cl2>Br2>I2, 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。

X-的氧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（包括同族化）；MClO 3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 MClO 3，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 KMnO 4等强氧化剂表现出还原性（被氧化成氧气）。

2 2 将强碱性CrO - 氧化为黄色 CrO4 2- ，酸性中可将 Cr2 O 2- 氧化成蓝色 CrO5（水中2 7H O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·H 2O）遇S2-被还原为 S 呈氧化性，遇Cr2 7 2-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O性和酸不稳定性，遇酸分解为S、 SO ，遇氧化剂被氧化成2- 、 S4O6 2- 等离子，与银离子可生成沉2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Mn 2+氧化成 MnO 4-是鉴定锰离子的重要反应。

三、实验步骤（一） KClO 3、 NaClO 的制备结论：浓盐酸与 MnO 2、MnO 4-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。

P区非金属元素（一）实验十七：P区非金属元素（一）（卤素、氧、硫）〔实验目的〕1. 学习氯气、次氯酸盐、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. 掌握气体的发生方法和仪器的安装；6. 了解氯、溴、氯酸钾的安全操作。

〔实验原理〕1. 卤素的价电子构型为ns2np5，所以其非金属性从上到下逐渐增强：卤素单质氧化性顺序：F2＞Cl2＞Br2＞I2；卤素离子还原能力：F-＜Cl-＜Br-＜I-。

2. 氯、溴、碘的价电子层中都有空nd轨道，当它们与电负性更大的元素（如氧）化合时，空的nd轨道可以参与成键，从而显示出更高的氧化态。

高氧化态物质具有较高的氧化性，其变化规律为：（以氯为例）酸性增强，氧化能力减弱，热稳定性增强（HClO2的氧化性比HClO强）HClO HClO2HClO3HClO4氧化能力减弱，热稳定性增强MClO MClO2MClO3MClO43. 氧族元素价电子构型为ns2np4，其中氧和硫为较活泼的非金属元素。

在氧的化合物中H2O2是一种淡蓝色的液体；H2O2不稳定稳定，易分解放出氧气；H2O2中氧的氧化态居中，所以既H2O2有氧化性又有还原性。

在酸性溶液中，能使Cr2O72-生成深蓝色的CrO(O2)2，CrO(O2)2能与乙醚、戊醇形成稳定的蓝色配合物，此法可用于鉴定H2O2：4H2O2＋Cr2O72-＋2H+＝2CrO(O2)2＋5H2O4. 硫的化合物中，H2S、S2-具有强还原性，而浓H2SO4、H2S2O8及其盐具有强氧化性，氧化数为＋6~－2的硫的化合物既的氧化性又有还原性，但以还原性为主。

大多数金属硫化物溶解度小，且具有特征的颜色。

〔实验步骤〕内容步骤现象结论（解释）参见图17-1 一、次氯酸钠和氯酸钾的制备Cl 2+2 OH -?ClO -+Cl -+H 2O （冷水）Cl 2+6OH -?ClO 3-+5Cl -+H 2O （Δ）①KBr ＋CCl 4＋氯水KI ＋CCl 4＋溴水卤素的氧化性强弱为：氯＞溴＞碘（电极电势？）②KBr ＋CCl 4＋FeCl 3二、Cl 2、Br 2、I 2的氧化性及Cl -、Br -、I -的还原性 KI ＋＋CCl 4＋FeCl 3卤素离子还原能力： Cl -＜Br -＜I -① 10d ClO -+ 5dKI+2d H 2SO 4 ClO -+ 2I - +2H +=I 2+ Cl -+H 2O ② 10d ClO -+5d MnSO 4 2OH -+ClO -+Mn 2+=Cl -+MnO 2+H 2O③ 10d ClO -+5d 浓HCl ClO -+2H ++Cl -＝Cl 2+ H 2O三、卤素含氧酸盐的性质 1. 次氯酸钠的氧化性④ 10d ClO -+品红溶液次氯酸盐具有漂白作用 K ClO 3（s ）+ H 2O+ KI+ H 2SO 4 ClO 3-+6 H ++6I -＝3I 2+ Cl -+3H 2O（2）氯酸盐的氧化性 +KClO 32ClO 3-+ I 2＝2IO 3-+2Cl -3% H 2O 2+MnO 2 2H 2O 2＝2H 2O + O 2(MnO 2)四、H 2O 2的性质 1. H 2O 2的分解3% H 2O 2+Pb(NO 3)23% H 2O 2+ H 2SO 4+KI H 2O 2+2I -+2H +＝2H 2O+ I 22. H 2O 2的氧化性 3% H 2O 2+H 2SO 4+硫代乙酰胺H 2O 2+H 2S ＝S+2H 2O 3. H 2O 2的还原性 3% H 2O 2+H2SO 4+KMnO 4 5H 2O 2+6H ++2MnO 4-＝Mn 2++5O 2+8H 2O4H 2O 2+Cr 2O 72-+2H +＝2CrO(O 2)2+5H 2O4. H 2O 2的鉴定反应 2ml3% H 2O 2+0.5ml 乙醚+1ml H 2SO 4+3～4d K 2Cr 2O 7 2CrO(O 2)2+7H 2O 2+6H +＝Cr 3++ 7O 2+H 2O五、硫的化合物的性质 1. 硫的化合物的溶解性由相应金属离子及Na 2S 制备硫化物进行实验： MnS PbSCuS 2mol·L -1HCl 溶－－浓HCl 溶溶溶浓HNO 3溶溶溶 2CuS+4HCl ＝CuCl 42-+H 2S+ Cu 2+CuS+4HNO 3＝Cu 2++NO 3-+NO 2+S Na 2SO 3+H 2SO 4，+PH 试纸检 SO 2呈酸性① +硫代乙酰胺 SO 32-+H 2S ＝S+ H 2O2. 亚硫酸钠的性质（还原性）② + K 2Cr 2O 73SO 32-+Cr 2O 72-+8H +＝2Cr 3++ 3SO 2-4+4H 2ONa 2S 2O 3+H 2SO 4 S 2O 32-+2H +＝SO 2+ S+ H 2O3. 硫代硫酸钠的性质①在酸中不稳定性Na 2S 2O 3+氯水S 2O 32-+4Cl 2+5H 2O ＝2SO 42-+8 Cl -+10H +②还原性及氧化剂的强弱对产物的影响Na 2S 2O 3+碘水 2S 2O 32-+ I 2＝S 4O 62-+ I -AgNO 3+ Na 2S 2O 3 Ag ++ S 2O 32-＝[Ag(S 2O 3)2]3-③配位性Na 2S 2O 3+ AgNO 3 Ag 2S 2O 3→Ag 2S 3mlH 2SO 4+3mlH 2O+3dMnSO 4 ①+K 2S 2O 8（s ），水浴Δ4. 过二硫酸盐的氧化性②+1d AgNO 3+ K 2S 2O 8（s ），Δ 2Mn 2++8H 2O+5S2O 82-=2 MnO 4-+10SO 42-+16H +(AgNO 3) 〔基本操作〕1. 气体发生装置的方法和仪器的安装〔次氯酸钠和氯酸钾的制备（图17）〕2. 试管的使用3. 溶液的分离〔离心机的使用〕〔思考题〕1. 本实验中制备氯气无二氧化锰，可用哪些药品代替？2. 用碘化钾淀粉试纸检验氯气时，试纸先呈蓝色后褪去，为什么？3. 长久放置的硫化钠、硫化氢、亚硫酸钠溶液会有什么变化？4. 硫代硫酸钠的配位反应中，溶液的加入顺序不同会有不同的实验结果，为什么？5. 过二硫酸盐的氧化性实验中，硝酸银的作用是什么？。