kclo3 第十一章 卤素和氧族元素(5)

11.3.3 水 1 水的净化 天然水中含有许多污染物，使用前需净化 (1)饮水的净化 目的是除去水中的悬浮物和细菌，悬浮物采用沉降的方 法，常用的沉降剂是石灰乳和硫酸铝 3Ca(OH)2+2Al3+ → 2Al(OH)3+ 3Ca2+ 产生的氢氧化铝胶体吸附悬浮物和细菌 除菌采用紫外线辐射、煮沸、氯化、臭氧化及加少量硫 酸铜(游泳池中的水常采用)等方法(2)硬水的软化 硬水是指含有Ca2+和Mg2+ ，软化方法常用化学法和离子 交换法 化学法：加石灰乳和碳酸钠，使Ca2+和Mg2+形成沉淀 Ca2+ + CO32- → CaCO3 ↓ 2Mg2+ + CO32- + 2OH- → Mg2(OH)2CO3 ↓ 离子交换法：用阳离子交换树脂R-SO3-Na+ ，经盐酸处理 后变为R-SO3-H+ ，它可与水中的Ca2+和Mg2+等阳离子 交换，从而达到除去水中的Ca2+和Mg2+ 。 R-SO3-H+ + Mg2+ ? (R-SO3- )2 Mg2+ + 2H+ 离子交换为可逆过程，被Ca2+和Mg2+等离子饱和后的树脂 可用盐酸再生。(3) 海水淡化 主要有：蒸馏脱盐、离子交换脱盐和反渗透脱盐 2 水合作用 水为强极性分子，可与许多物质发生水合作用 水与分子发生水合作用成水合分子 NH3 (g) + nH2O → NH3 (aq) 与离子发生水合作用成水合离子 HCl (g) + nH2O → H+(aq) + Cl-(aq) 含水的晶态物质称为结晶水合物，其中的水为结晶水11.3.4 过氧化氢过氧化氢的水溶液称为双氧水 结构： 大连理工：∠ HOO=970 两页纸面的夹角=940 南开： ∠ HOO=960 52’ 两页纸面的夹角=930 51’ O原子为不等性 sp3 杂化，杂化轨道 中的成单电子分别与 H和另一个O形成O-H和O-O σ键 由于过氧化氢的分子间有氢键，且极性比水强(水的偶极 矩=6.2×10-30 ，双氧水的偶极矩=7.5×10-30)，分子间能强 烈缔合，所以其沸点远比水高(达150 ℃)。

性质： 弱酸性 H2O2 ? H+ + HO2- Ka1= 2.2×10-12 可与碱反应 H2O2 + Ba(OH)2 → BaO2 + 2H2O (过氧化钡) H2O2中O的氧化值为-1，介于0和-2之间， H2O2既有氧 化性，又有还原性，并且还会发生歧化反应。 氧化性： H2O2在酸性或碱性介质中都显相当强的氧化性。 在酸性介质中， H2O2可把I-氧化为I2(并且还可以将I2进 一步氧化为碘酸)， H2O2则被还原为H2O。 H2O2 + 2I- + 2H+ → I2 + 2H2O 可用电极电势来说明 φ θ(I2/ I- )=0.535V φ θ (H2O2 / H2O)=1.77VH2O2可使黑色PbS 氧化为白色的PbSO4 PbS + 4H2O2 → PbSO4 + 4H2O 可用于油画的漂白 在碱性介质中， H2O2可把 [Cr(OH)4]- 氧化为 CrO422 [Cr(OH)4]- + 3 H2O2 + 2OH- →2 CrO42- + 8H2O 还原性：H2O2遇到更强的氧化剂时，如酸性高锰酸钾， 氯气等，则又呈现还原性而被氧化为O2。 2 MnO4- +5 H2O2 +6H+ → 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O Cl2 + H2O2 → 2HCl + O2 已用放射性同位素证实此反应产生的O2全部来自还原剂 H2O2 ，而不是来自H2O或MnO4-。

不稳定性(歧化反应) H2O2的分解反应是个歧化反应 2H2O2 (l) → 2H2O (l) + O2(g) 根据电极电势 φ θ(H2O2 / H2O)=1.77V H2O2+2H++2e ? 2H2O (l) φ θ(O2 / H2O2)=0.682V O2(g) +2H++2e ? H2O2 可知： H2O2作氧化剂的φ θ(H2O2 / H2O) > 作还原剂的φ θ(O2 / H2O2) 所以， H2O2的分解反应在热力学是可自发进行的。即液 态H2O2是热力学上不稳定的。但无催化剂存在下，在 室温下，它的分解还不算快，90%的H2O2溶液在50 ℃ 时每小时仅分解0.001%,如果升温到153 ℃时即发生爆 炸式分解。在见光的时候， H2O2的分解也会加速，所 以H2O2应放在棕色瓶中，并放于阴冷处。11.3.5 硫化氢、硫化物和多硫化物 1 硫化氢和氢硫酸 H2S的结构与水相似，是极性分子，但极性比水弱，熔、 沸点比水低，为什么？因为H2O能形成氢键。 硫化氢溶于水后成氢硫酸，氢硫酸是一种二元弱酸，在水 溶液中分级解离，硫化氢饱和溶液浓度约为0.1molL-1 由于硫化氢中硫的氧化数为-2，是最低，所以它具有还原 性，与不同的氧化剂反应，产物不同。