资源简介

高考化学氧族元素知识归纳
　　一、硫及其化合物转化关系图???
　　二、本章主要内容　　1．与氧气有关的反应　　（1）有氧气参加的反应方程式　　①与绝大多数金属单质作用　　　4Na+O2=2Na2O　　 　　②与绝大多数非金属单质作用　　 　　③与非还原性化合物作用　　 　2NO+O2=2NO2　　 4FeS2+11O22Fe2O2+8SO2　　④与有机物作用　　　　⑤在空气中易被氧化而变质的物质　　a.氢硫酸或可溶性硫化物：2H2S+O2=2S↓+2H2O　　b.亚硫酸及其可溶性盐2H2SO3+O2=2H2SO4，2Na2SO4+O2=2Na2SO4　　c.亚铁盐、氢氧化亚铁4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3　　d.苯酚　　e.氢碘酸及其可溶性碘化物4HI+O2=2H2O+2I2　　⑥吸氧腐蚀　（如：铁生锈）　　负极：2Fe—4e—=2Fe2+ 正极：O2+4e—+2H2O=4OH— Fe2++2OH—=Fe(OH)2　　4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O　　（2）生成氧气的反应方程式　　　　
　　
2．氧气和臭氧的比较
物质名称
臭　　氧
氧　　气
物理性质
通常状态
气　　态
气　　态
气　　味
有刺激性臭味
无　　味
熔点/℃
约—251
约—218
沸点/℃
约—112
约—183
颜　　色
气态呈浅蓝色，液态呈深蓝色，固态呈紫黑色
气态无色，液态呈浅蓝色，固态仍呈浅蓝色
2.143
1.429
494
30.8
主要化学性质
氧化性极强，可氧化Ag、Hg等
氧化性强，但难氧化Ag、Hg等
主要用途
漂白、消毒；地球上生物的天然保护伞；刺激中枢神经，加速血液循环
供给呼吸，支持燃烧
自然存在
90%存在于距地面15km—50km的大气平流层中
主要存在于空气中，空气中O2占的体积分数约为20%
相互转化
　　
3．硫元素的化学反应　　（1）硫单质的反应　　 ④S+Hg=HgS　　 ⑥S+2Ag=Ag2S ⑦3S+6KOH=2K2S+K2SO3+3H2O　　 ⑩S+6HNO3(浓)=H2SO4+6NO2↑+2H2O　　（2）H2S的反应　　①H2SH2+S↓ ②　　③H2S+X2=2HX+S↓（X2是指卤素单质，即Cl2，Br2，I2）　　④H2S+Pb(Ac)2=PbS↓+2HAc　　⑤H2S+CuSO4=CuS↓+H2SO4　　　　⑦FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑（H2S的实验室制法）　　（3）SO2的反应　　①SO2+2H2S=3S↓+2H2O 　②　　③SO2+Na2O=Na2SO3 ④SO2+Na2O2=Na2SO4 　⑤SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O　　⑥Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3 ⑦2NaHCO3+SO2=Na2SO3+2CO2+H2O　　⑧Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2 ⑨　　⑩SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX Na2SO3+X2+H2O=Na2SO4+2HX(X2=Cl2,Br2,I2)　　2FeCl3+SO2+2H2O=2FeCl2+2HCl+H2SO4　SO2+NH3·H2O=NH4HSO3　　 　　Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O　2Na2SO3+O2=2Na2SO4(亚硫酸易被氧化而变质)　　（4）浓H2SO4有关反应（稀H2SO4具有酸的通性）　　　　4．硫化物的溶解性
硫化物
溶解性
反应举例
Na2S、K2S、(NH4)2S
溶于水，又溶于酸
(NH4)2S+2HCl=2NH4Cl+H2S↑
BaS、CaS、MgS、Al2S3
遇水分解
Al2S3+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑
ZnS（白）、FeS（黑）
不溶于水，但溶于酸
ZnSO4+Na2S=ZnS↓+Na2SO4ZnS+H2SO4=ZnSO4+H2S↑
Ag2S、HgS、CuS、PbS(HgS为红色，其他均为黑色)
不溶于水，也不溶于酸
CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO42AgNO3+Na2S=Ag2S↓+2NaNO3
　　5．浓硫酸的氧化性和稀硫酸的氧化性的区别　　浓硫酸具有强氧化性，其氧化性是由硫酸分子中处于最高价态的+6价的硫产生的，加热能氧化许多金属、非金属及某些具有还原性的化合物，浓硫酸的还原产物一般为二氧化硫。　　稀硫酸溶液中不存在硫酸分子，因而无强氧化性，但电离产生H+具有一定的氧化性，能氧化比较活泼的金属（如Zn等）而发生置换反应，稀硫酸的还原产物为氢气。　　由此可见，浓硫酸和稀硫酸都具有氧化性，但产生氧化性的原因是不同的，因此其氧化能力也有强与弱的差别，被还原产物也不相同。　　6．硫化氢、二氧化硫有关反应计算技巧　　Ⅰ. H2S、O2混合气体燃烧计算技巧　　不完全燃烧：2H2S+O2（不足） 2S↓+2H2O…………①　　完全燃烧：2H2S+3O3（充足） 2SO2+2H2O…………②　　讨论：　　（1）当 时，发生①反应，产物为S，H2O　　（2）当 时，发生②反应，产物为SO2，H2O　　（3）当 时，发生①、②反应，产物S，SO2，H2O　　可将（1）、（2）两式合并，并用待定系数法配平　　 …………③　　注意：　　计算时应根据n(H2S)：n(O2)的比值分别选择①、②、③式进行计算，如果作为选择题，可以用如下讨论：若 ，则只发生①反应；若 ，只发生②反应；若 ，①、②反应均发生，生成SO2的量为 （体积或摩尔）。　　Ⅱ. H2S，SO2混和计算的进一步推广：即它们的盐在酸性条件下生成硫的计算、讨论　　依据的化学原理有：　　Na2S+H2SO4=Na2SO4+H2S↑………… ①　　Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O …………②　　2H2S+SO2＝3S↓+2H2O…………③　　若设Na2SO3为amol，Na2S为bmol，足量H2SO4条件下反应，则有以下情况：　　⑴ 时，正好完全反应，生成S　　⑵ 时，Na2SO3过量，产物为SO2和S　　⑶ 时，Na2S过量，产物为H2S和S　　7．物质的漂白性规律　　(1)由于发生物理变化能起漂白作用的物质：活性炭，具有吸附性　　(2)由于发生化学变化而具有漂白作用的物质有：　　①SO2能与某些有色物质化合形成无色的化合物而具有漂白作用，SO2的漂白作用是可逆的　　②HClO、O3、H2O2、Na2O2，浓HNO3具有很强的氧化性，能将染料和有机色质氧化而使之褪色，HClO等的漂白作用不可逆。HClO、浓HNO3和Na2O2能使指示剂变色后褪色　　说明：　　由于浓硝酸有强腐蚀性，所以一般不用它做漂白剂　　8．硫酸与金属反应的一般规律　　(1)浓H2SO4与金属反应的规律　　①常温时，Fe、Co、Ni、Cr、Al等金属与浓H2SO4作用，发生“钝化”
　　②加热时，除Au、Pt外，绝大多数金属都能与浓硫酸发生反应，但都没有氢气生成　　金属活动顺序表中氢以前的金属与浓H2SO4作用时，金属被氧化为相应的硫酸盐，一般情况下，H2SO4被还原为SO2，但还原性较强的金属，如锌等与浓H2SO4作用时，还原产物主要是SO2，往往同时有单质硫和硫化氢出现　　　　金属的还原性越强，生成S和H2S的倾向就越大。　　在金属活动顺序表中氢以后的金属，在加热情况下跟浓硫酸作用，金属被氧化为相应的硫酸盐，还原产物均是SO2，而不生成S和H2S；但随着浓H2SO4消耗，浓度变小成稀H2SO4，氢以后的金属便不反应了，而氢以前的金属还可以反应置换H2↑，这在计算题中要特别注意　　(2)稀硫酸与活泼金属反应，生成硫酸盐(若金属为变价金属，则生成低价金属的硫酸盐)和氢气　　例如：Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑　　Cu、Hg、Ag等位于氢后面的金属与稀H2SO4不反应　　9．工业制硫酸的十个“三”　　(1)三原料(黄铁矿或硫、空气、水)　　(2)三阶段　　①硫铁矿煅烧　　②SO2的制备和SO2的净化和氧化　　③SO3的吸收和H2SO4的生成　　(3)三方程　　　　 SO3+H2O＝H2SO4　　(4)三条件(SO2转化为SO3需1个大气压、400℃—500℃、V2O5作催化剂)　　(5)三设备　　沸腾炉、接触室、吸收塔　　(6)三杂质(矿尘、砷、硒的化合物、水蒸气)　　(7)三净化(除尘、洗涤、干燥)　　(8)三原理(热交换、逆流、增大接触面)　　(9)三注意(粉碎硫铁矿、用98.3％的浓H2SO4吸收SO3、SO2的回收与利用)　　(10)三关系(FeS2—2H2SO4，S—H2SO4，SO2—H2SO4)　　10．浓H2SO4的吸水性与脱水性有何不同　　(1)浓硫酸能够强烈地吸水而形成一系列稳定的水化物，如H2SO4·H2O、H2SO4·2H2O和H2SO4·4H2O等。例如，浓H2SO4可以吸收空气里的水分。因而，浓H2SO4可用作某些气体的干燥剂。吸水性是指浓硫酸吸收直接的H2O，这H2O可以是游离水或晶体中的结晶水或某反应生成的水　　(2)浓硫酸也能夺取纸张、木材、衣服、皮肤等有机物中的氢原子和氧原子(按水的组成比)，使它们炭化。但并不是都游离出碳，例如浓硫酸使甲酸(HCOOH)脱水以后生成的是一氧化碳。脱水性指浓硫酸吸收非现成的H2O，而在指把有机物中H、O原子按个数2∶1脱走　　11．浓H2SO4能干燥的气体　　(1)选择干燥剂时应掌握的原则：一是干燥剂本身应具有吸水性，二是干燥剂与被干燥气体(主要成分)之间不能发生化学反应(氧化还原反应、复分解反应、络合反应、化合反应)　　(2)浓H2SO4具有酸性，因而不能用来干燥碱性气体氨气(NH3)　　(3)浓H2SO4又具有强氧化性，所以不能用来干燥强还原性的气体，例如H2S、HI、HBr等　　(4)可用浓H2SO4干燥的气体有H2、O2、CO2、CO、SO2、N2、CH4、C2H4、HCl、Cl2等　　(5)干燥用仪器为洗气瓶
氢气与水
　　一、O2、H2、H2O、H2O2的转化关系
　　二、氢气的有关性质　　1．氢气参与的有关反应　　（1）与非金属单质作用　　 　　H2+X2=2HX　 （X＝F、Cl、Br、I）　　 　　H2+S H2S　　 　　3H2+N2 2NH3　　（2）与某些化合物作用　　 　 　　（3）与活泼金属作用　　　　　　　　　　（4）与不饱和有机物发生加成反应　　 　　　　 　　CH3CHO+H2→CH3CH2OH　　2．产生H2的反应　　（1）金属与水反应　　　　2Na+2H2O=2NaOH+H2↑　　 　　　（2）金属与酸反应（H以前的活泼金属）　　　　2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑　　（3）活泼金属与水解呈酸性的盐的反应（如镁粉与NH4Cl溶液）　　　　Mg+2H+=Mg2++H2↑　　（4）氢化物的分解　　　　CH4C+2H2　　　　H2SH2+S↓　　（5）某些单质与碱溶液反应　　　　2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑　　　　Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑　　（6）原电池或电解池中H+放电　　　　2H++2e—=H2↑　　（7）活泼金属与含—OH的有机物作用　　　　2C2H5OH+2Na→2C2H5ONa+H2↑　　（8）活泼金属与含—COOH的有机物作用　　　　2CH3COOH+2Na→2CH3COONa+H2↑　　（9）金属氢化物与水的反应　　　　CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑　　三、水的有关性质　　1、与水有关的反应　　（1）水参与的氧化还原反应　　①水作氧化剂　　　C+H2O(g)CO+H2　　　2K+2H2O=2KOH+H2↑　　②水作还原剂。　　　2F2+2H2O=4HF+O2　　③水既作氧化剂又作还原剂　　　　　④水既不作氧化剂也不作还原剂，但反应是氧化还原反应　　　Cl2+H2O=HCl+HClO　　　3NO2+H2O=2HNO3+NO　　　2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑　　（2）分子或离子形成水合物（水合离子）　　　　NH3+H2O=NH3·H2O　　　　CaSO4+2H2O=CaSO4·2H2O　　　　H2SO4+nH2O=H2SO4·nH2O　　　　Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+　　（3）水解反应　　①盐类水解（包括双水解）：　　 　　②酯类水解（包括油脂）：　　 　　③卤代烃水解：　　 　　④糖类水解（二糖及多糖）：　　 　　⑤蛋白质水解：　　 　　（4）金属氧化物（碱性氧化物）、非金属氧化物（酸性氧化物）与水化合反应　　　　Na2O+H2O=2NaOH　　　　SO3+H2O=H2SO4　　（5）部分有机物与H2O加成反应　　 　　2．常见与水有关的说法及其成分的认识　　（1）重要的水溶液　　氯水、溴水、碘水；氨水；水玻璃（Na2SiO3水溶液）；石灰水；苏打水（Na2HCO3的水溶液）；王水（浓盐酸和浓硝酸体积比3：1的水溶液）；卤水（MgCl2、NaCl的水溶液）；生理盐水（0.9%NaCl水溶液）。　　（2）纯水或含微量元素的水　　自来水；矿泉水；井水；蒸馏水；纯净水；太空水；硬水（暂时硬水，永久硬水）；软水。　　（3）部分物质的名称中有水，但物质中并没有水　　水银；铁水；铜水；双氧水（H2O2）；水晶（SiO2），水泥（3CaO·SiO2，2CaO·SiO2，3CaO·Al2O3）。　　（4）氢或氧同位素形成的水　　重水（D2O）；超重水（T2O）；重氧水（H218O）　　3．水在化学上的作用? 　(1)作溶剂　　(2)作催化剂Zn+I2ZnI2　 （滴水生烟反应）　　(3)作净化剂（除杂质）　　(4)洗涤剂(溶于水的物质的洗涤方法，过滤物的洗涤)　　(5)导热剂(水浴加热，保持恒温)　　(6)灭火剂(大部分物质若着火可用水灭火)　　(7)保护剂(液溴为防止挥发，用水封)　　(8)鉴别试剂　　四、H2O2的有关知识　　(1)H2O2的结构特征　　像Na2O2一样，在H2O2分子中含有一个过氧键—O—O—，每个氧原子上各连着一个氢原子．其中O—H为极性键，O—O为非极性键，各原子不在一个平面，不是直线型分子，分子为极性分子．　　像Na2O2一样，因含有过氧键而不稳定，易分解成H2O和O2。　　(2)H2O2的性质　　①不稳定性　　2H2O22H2O+O2↑　　加热、见光、加催化剂(如MnO2)，乃至加碱都使其分解速率加快．由于过氧键(其中的氧呈-1价，具有强氧化性易得电子变成—2价的氧)不稳定易分解出O2而具有强氧化性．　　②强氧化性　　无论酸性介质还是碱性介质的条件下，H2O2都是强氧化剂：H2O2+2e—+2H+=2H2O，H2O2+2e—=2OH—　　油画置于空气中，天长日久就会生成黑色PbS，而使油画的色彩变暗．若用H2O2来“清洗”，则可将PbS转变为白色的PbSO4而使油画“复原”。这个“清洗”依据的原理就是利用H2O2的强氧化性．其反应为：4H2O2+PbS=PbSO4+4H2O　　③弱还原性　　H2O2中氧为—1价，也可表现出弱的还原性：　　H2O2-2e—=2H++O2↑，H2O2+2OH—-2e—＝2H2O+O2↑　　④弱酸性　　H2O2是一种极弱的酸(比HCN的酸性还弱)，如：H2O2+Ba(OH)2=BaO2+2H2O　　(3)H2O2的制法　　实验室常用过氧化物与H2O或稀酸反应来制备H2O2，由于H2O2易分解，一般只能得到稀溶液且宜在低温下制取．　　(4)H2O2的用途　　①医疗上用H2O2的质量分数3％或更低的双氧水作消毒剂．　　②工业上用H2O2的质量分数10％的双氧水漂白毛、丝以及羽毛等。工业上也用过氧化氢作氧化剂、脱氯剂及生产过氧化物的原料。航天工业可用过氧化氢作火箭燃料．　　③双氧水是化学实验中的重要试剂之一，如实验室里可用双氧水来制取氧气．

展开更多......

收起↑