资源简介

本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
第十八讲 氧族元素
【考纲要求】
1.理解氧族元素的性质递变规律；
2. 以硫元素为代表，了解氧族元素的单质、氢化物及其氧化物的重要性质；
3. 了解硫的氧化物对环境的污染及环境保护的意义
氧族元素环境保护基础知识
一、氧族元素
1．氧族元素符号及核电荷数 , , , , 。最外层电子数为 ,最高正价 （除O外），负价 。
2．共性（用R表示氧族元素）：
（1）氢化物通式 ，除H2O外，氢化物的水溶液显 性。
（2）除O外，都有氧化物 、 ，及其水化物 、 ，其中化合价是 、 ；最高价氧化物的水化物的化学式为 。
3．氧族元素性质递变：从O — Te，非金属性逐渐 ，金属性逐渐 。
（1）与H2化合的能力及氢化物稳定性（从上到下） （ 与H2不直接化合），氢化物水溶液的酸性 、还原性 。
（2）单质熔沸点、密度 ， 为半导体。
（3）氧族比同周期卤素非金属性要 。
二、硫
1、硫单质为 _色固体， 溶于CS2， 溶于水， 溶于酒精。
2、氧化性：
①与金属反应：S + Fe == ，S + Cu == ,生成 价金属硫化物。
②与非金属反应：S + H2 ==
3、还原性：S + O2 ==
三、臭氧： 色 味的气体，具有 性，可作漂白剂。
与氧气相互转化： 。
同素异形体：定义： ；
例如： 。
四、过氧化氢（水溶液俗称 ）
H2O2的化学性质：（1） （2） （3）弱酸性
（4）不稳定性： （5）漂白性
五、硫化氢
1、物理性质： 色 气味的气体，ρ ρ空气，能溶于水，有 性，
2、化学性质：⑴ 可燃性：O2充足 ；
O2不足 。
⑵ 还原性：
a．与SO2反应
b．与卤水反应 （用X2表示Cl2、Br2、I2）
c．H2S能与KMnO4、HNO3、浓H2SO4、FeCl3等氧化剂反应。
⑶ 不稳定性： ； ⑷ 弱酸性
3、实验室制H2S：
六、二氧化硫
1、物理性质： 色 气味的 气体， 溶于水， 液化。
2、化学性质
⑴ 酸性氧化物通性：
①SO2+O2 == ，②SO2+NaOH== ；③ SO2+CaO== 。
⑵ 漂白性：与Cl2漂白有何不同？
⑶ 氧化性：与H2S反应：
⑷ 还原性：与O2反应
与卤素X2 =( Cl2、Br2、I2)反应
3． SO2的实验室制取：
4．SO2鉴别：
如何鉴别SO2、CO2混合气中含有CO2？
如何除去CO2中的SO2气体？ 。
七、硫酸
1．浓硫酸的性质： 色 状液体，高沸点难挥发的二元强酸，能与水以任意比例混溶。此外还有 、 、 等特性，其强氧化性体现在H2SO4分子中的 上。
（1）铜与浓硫酸反应： __。
（2）C与热的浓硫酸反应： 。
（3）浓硫酸常温下使 钝化。
2．SO42-检验： -。加过量盐酸酸化是防止 离子干扰。
3．SO32-检验： 。
参考答案
氧族元素 复习提纲
1．氧族元素符号及核电荷数_ 8__,_ 16 _,_ 34 _,_ 52 _,_ 84 __。最外层电子数为__6 _,最高正价_ _+6 __，（除O外），负价_－2 _。
2．共性（用R表示氧族元素）：
（1）用R表示氧族元素，氢化物通式 H2R ，除H2O外，氢化物的水溶液显 酸 性。、（2）除O外，都有氧化物_RO2__、_ RO3 _，及其水化物__ H2RO3__、_ H2RO4__，其中化合价是__+4__、_+6___；最高价氧化物的水化物的化学式为 H2RO4 ,酸性的变化规律为 H2SO4 ＞ H2SeO4 ＞ H2TeO4 。
3．氧族元素性质递变：从O — Te，非金属性___逐渐减弱_______，金属性__逐渐增强________。
（1）与H2化合的能力及氢化物稳定性（从上到下）__逐渐减弱___（ Te 与H2不直接化合），氢化物的酸性、还原性__逐渐增强 _。
（2）单质熔沸点、密度__逐渐增大__，_ Se _为半导体。
（3）氧族比同周期卤素非金属性要 弱 ， _ F2 + 2H2O = 4HF + O2 _，
_ Cl2 + H2S = 2HCl + S __ _， H2S + I2 = 2HI + S __。
4．硫的物理性质、化学性质、存在、用途
（1）硫分子属于非极性分子，_淡黄_色固体，易溶于CS2，难溶于水，微溶于酒精。
（2）氧化性：
①与金属反应
S与Fe反应生成FeS，S与Cu反应生成Cu2S，这说明硫与变价金属反应时，变价金属呈低价，这与卤素有何不同？为什么？
Cl2 Br2氧化性较强，与变价金属反应时，金属呈高价，I2与S相似。
另外，与在常温下反应： Hg+S=Hg S ，可用于消除洒落的汞的污染。
与反应： 2Ag+S=Ag2S ，可用于鉴别真假银。
②与非金属反应 与反应生成 H2S 。
（3）还原性
S与氧气反应：在空气中，现象： 淡蓝色火焰，放热，产生刺激性气味气体 ，
方程式：S+O2SO2。
在纯氧中，现象：蓝紫色火焰，放热，产生刺激性气味气体 ，
方程式同上。
S与浓硫酸反应： S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O 。
（4）点燃黑火药的化学方程式S+2KNO3+3CK2S+N2↑+3CO2↑
（5）和热的氢氧化钠溶液反应：3S+6NaOH=2Na2S+Na2SO3+3H2O
试管壁上粘有硫可用CS2清洗或热NaOH清洗。
5．氧气、臭氧（O3是 淡蓝色 色 特殊臭 味的气体）
氧气(O2) 臭氧(O3)
化学性质 常温与金属（强氧化性） 易与Na Mg Al等活泼金属反应 氧化性比O2强，易和多数金属反应，6Ag+O3==3Ag2O
漂白性 无 可漂白有机色质
相互转化 3O2 2O3 2O33O2
用途 支持燃烧，供给呼吸 脱色剂、消毒剂
关系 O2 和O3是氧元素的同素异形体
同位素 同素异形体
定义 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子 由同种元素组成性质不同的单质
属于 同一元素不同原子 同元素不同单质
举例 H的同位素1 1H、2 1H、3 1H C元素的同素异形体有金刚石、石墨
性质 物性不同，化性相似 物性不同，化性相似
6．H2O2的水溶液俗称双氧水
H2O2的化学性质：（1）氧化性 （2）还原性 （3）弱碱性
（4）不稳定性：制氧气反应方程式2H2O2 ===== 2H2O+O2↑(氧化性：H2O2 ＞O2)
保存： 阴凉、避光、棕色瓶保存 。
（5）漂白性：可使有色物质褪色。
用途：作氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂、作了生产过氧化物原料。
练习：写离子反应方程式
H2O2与酸性KMnO4： 2MnO4-+5H2O2+6H+===2Mn2++5O2↑+8H2O
酸化的H2O2与SO2： SO2+H2O2===H2SO4
酸化的H2O2与Fe2+： 2Fe+H2O2+2H+===2Fe+2H2O
7．H2S的物理性质、化学性质、制法与鉴别：
物理性质： 无 色 臭鸡蛋 气味的气体，ρ 大于 ρ空气，能溶于水，有 毒 性，是一种大气污染物，所以在制取和使用时，必须在通风橱中进行。
（1）实验室制H2S：化学方程式： FeS+2H+===Fe2+H2S↑(稀HCl 、稀H2SO4)
不用浓硫酸、浓盐酸制H2S的原因浓H2SO4有强氧化性，能氧化H2S；浓盐酸有挥发性，使产生的H2S气体中混有HCl气体。
（2）化学性质：
①可燃性,燃烧方程式：2H2S+O2 2S+2H2O，2H2O+3O2 2SO2+2H2O
②强还原性
a．与SO2反应（电子转移的方向、数目、氧化产物和还原产物物质的量之比）
失4e-
2H2S+2SO2===3S+2H2O n(氧化产物)：n(还原产物)===2：1 ，
得4e-
b．与卤水反应_H2S+X2===2HX+S_____（用X2表示Cl2、Br2、I2），这说明卤素比硫___氧化性强，还原性S2-_ ＞_I-；
c．H2S能与KMnO4、HNO3、浓H2SO4、FeCl3等氧化剂反应
d．氢硫酸在空气中放置变浑浊，方程式 2H2S+O2===2S↓+2H2O 。
③不稳定性 H2S H2+S
④弱酸性 H2S H+HS- S2-+H2+===H2S↑
8．不溶于水也不溶于稀酸的金属硫化物有CuS（黑）、Ag2S（黑）、 PbS（黑）它们可溶于浓硝酸。所以CuSO4、Pb（NO3）2可以与H2S反应生成沉淀。写出化学方程式：
CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4 、 Pb(NO3)2+H2S===PbS↓+2HNO3 。
用湿润的Pb（CH3COO）2试纸检验H2S： Pb(NO3)2+H2S===PbS↓+2HNO3 ；
用CuSO4溶液除去H2S： CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4 。
9．SO2化性
（1）酸性氧化物通性：
①与水反应生成酸 SO2+H2O===H2SO3 ，
②与碱反应生成盐和水
如NaOH：（与足量NaOH） SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O ；可用于吸收SO2
（与少量NaOH） SO2+NaOH===NaHSO3 ；
又如石灰水：（与足量Ca(OH)2） CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O ；
（与少量Ca(OH)2） 2CO2+Ca(OH)2=Ca(HCO3)2 ；
③与碱性氧化物的反应 如“钙基固硫” SO2+ CaO=== CaSO3 。
（2）漂白性：与Cl2漂白有何不同？ SO2漂白性是与有机色素结合生成不稳定的无色物质，受热时会恢复原来的有色物质；Cl2与H2O生成的HClO具强氧化性，漂白后不可复原。
（3）氧化还原性（以还原性为主）：写出化学方程式
①SO2氧化性：与H2S反应： 2H2S+SO2===2S+2H2O
②SO2还原性：
与O2反应 2SO2+ O22SO3
与卤素X2 =( Cl2、Br2、I2)反应 SO2+2H2O+X2===H2SO4+2HX
SO2能使KMnO4溶液褪色 5SO2+2MnO4-+2H2O===5S2O42-+2Mn2++4H+
10． SO2的实验室制取：Na2SO3+H2SO4（较浓）= Na2SO4+H2O+SO2↑；
11．SO2鉴别： SO2气体能使品红溶液褪色，加热时又恢复红色。
如何鉴别SO2、CO2混合气中含有CO2？
先除SO2，再检验SO2是否除尽，最后用石灰水检验CO2
如何除去CO2中的SO2气体？ 饱和碳酸氢钠溶液或卤水或酸性高锰酸钾溶液
12．SO32-、S2-检验（加稀盐酸或稀H2SO4产生SO2、H2S）离子方程式为
(加稀盐酸或稀H2SO4产生SO2 、H2S)离子方程式为SO32-+2H+===H2O+SO2↑ S2-+H2+===H2S↑ _
弱酸根离子一般应用强酸（HCl、H2SO4）检验。
13．亚硫酸盐在空气中长期放置，变质的原因 2SO32-+O2===2SO42- 。
写出Na2SO3与HCl、O2、SO2、BaCl2反应的离子方程式：
SO32-+2H+===SO2↑+H2O 、 2HO32-+O2===2SO42-
SO32-+SO2+H2O===2HSO3- 、 SO32-+Ba2+===BaSO3↓
14．SO3在标况下不是气体，是 固 体。它是_硫酸_的酸酐，具有酸性氧化物的性质。
写出SO3与NaOH反应方程式： SO3+2NaOH===Na2SO4+H2O
15．浓硫酸的一般性质：
高沸点的二元强酸。此外还有吸水性、脱水性、强氧化性等特性，其强氧化性体现在H2SO4分子中的+6价S上。
（1）铜与浓硫酸反应方程式：Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H2O __，由此可知，金属与浓硫酸反应一般需__△_（条件），金属被氧化为 _高价硫酸盐_，浓硫酸一般还原为_ SO2_，不产生_ H2_，被还原的硫酸占反应硫酸的_1/2_。
（2）C与热的浓硫酸反应方程式 C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O ，非金属被氧化_高价氧化物。
（3）浓硫酸常温下使_ Al 、Fe _钝化。
16．浓H2SO4和稀H2SO4的比较
浓H2SO4 稀H2SO4
1 主要以_H2SO 4分子_形式存在 以__ H+ SO42-_形式存在
2 强氧化性（S）与Cu、C加热反应 弱氧化性（H+）与Cu、C不反应
3 有吸水性，脱水性 无
4 使Al、Fe钝化（常温） 使Al、Fe溶解
5 与金属反应，还原为SO2 与H前金属反应还原为H2
17．SO42-检验：在溶液中加过量盐酸，若无白色沉淀，再加BaCl2有白色沉淀，证明溶液中有SO42-。加过量盐酸酸化是防止 SO32- 、CO32- 、PO43- 离子干扰。当溶液中有SO32-时，加入BaCl2再加稀HNO3也会有 SO32- 沉淀，因为稀HNO3可以氧化+4价的S。
[练习]可逆反应要点：①同一条件，同时进行②可逆③不能进行到底，反应物与生成物共存。举出我们这过的可逆反应四例：
2SO2+O2 2SO3 、 2HI H2+I2
N2+3H2 2NH3 、CO+H2O CO2+H2
巩固练习
一。选择题
1．吸进人体内的O2，有2%转化为氧化性极强的活性氧副产物，如等，这些活性氧能加速人体衰老，被称为“生命杀手”。中国科学家尝试用含硒化合物Na2SeO3清除人体内的活性氧。在消除活性氧时，Na2SeO3的作用是
A.还原剂 B.氧化剂
C.既是氧化剂，又是还原剂 D.以上均不是
2．在某无色溶液中，加入BaCl2溶液有白色沉淀，再加稀硝酸，沉淀不消失，则下列判断正确的是
A.一定有SO42- B.一定有CO32－
C.一定有Ag+ D.可能有SO42-或SO32-或Ag+
3．下列有关过氧化氢的说明不正确的是
A.H2O2是极性分子 B.H2O2具有弱酸性
C.H2O2既具有氧化性，又具有还原性 D.H2O2易分解生成H2和O2
4．用右图装置制取、提纯并收集表中的四种气体（a、b、c表示相应仪器中加入的试剂），其中可行的是
气体 a b c
A NO2 浓硝酸 铜片 NaOH溶液
B SO2 浓硫酸 Cu 酸性KMnO4溶液
C NH3 浓氨水 生石灰 碱石灰
D CO2 稀硫酸 CaCO3粉末 浓硫酸
5．关于O3的说法中错误的是
①O3具有刺激性臭味，因此被称为“臭氧”
②O2与O3是氧元素的同素异形体
③O3比O2密度大，也比O2易溶于水
④O3比O2稳定，高温下不易分解
⑤臭氧有漂白和消毒作用
⑥空气中微量O3可以刺激中枢神经，加快血液循环，因此空气中O3含量越高越好
⑦空气中高压放电、高压电机和复印机工作都会有O3生成
A．①②③ B.④⑤⑥
C.④⑥ D.⑤⑦
6．100mL 18.0mol/L的浓硫酸和足量的锌反应，被还原的H2SO4物质的量为
A．小于0.9mol B．等于0.9mol
C．大于0.9mol而小于1.8mol D．等于1.8mol
二．选择题
7．下列几种说法正确的是。
　　A．金属氧化物一定是碱性氧化物。
　 B．碱性氧化物不能与碱发生反应。
C．酸性氧化物不能与酸发生反应。
D．碱性氧化物放入碱溶液中不会发生反应。
8、下列关于浓硝酸和浓硫酸的叙述，正确的是（ ）
A、常温下都能用铝容器贮存
B、常温下都能与铜较快反应
C、露置在空气中，容器内酸液的质量都减少
D、露置在空气中，容器内酸液的浓度均降低
9．工业上常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加H2SO4酸化后反应制取一种广谱消毒剂，在该反应中NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为2：1，该广谱消毒剂的化学式为（ ）
A．Cl2O7 B．ClO2 C．Cl2O3 D．Cl2O
10、将n mol K2SO3和m mol Na2S溶于水，用稀硫酸酸化后，若生成物分别是： ①SO2和S ，②H2S和S，③只有S，则n与m之比值从 (Ⅰ)1∶2，(Ⅱ)大于1∶2；(Ⅲ)小于1∶ 2 中选出符合上述情况的组合是（ ）
A.(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ) B.(Ⅱ)(Ⅲ)(Ⅰ) C.(Ⅲ)(Ⅱ)(Ⅰ) D.(Ⅱ)(Ⅰ)(Ⅲ)
11.下列反应中，调节反应物用量或浓度不会改变反应产物的是（1998年上海高考题）
A.硫在氧气中燃烧 B.铁在硫蒸气中燃烧
C.二氧化硫通入石灰水 D.硫酸中加入锌粉
12．下列溶液，加热后颜色变浅的是
稀氨水和酚酞溶液
滴有酚酞的Na2CO3（或NaHCO3）溶液
滴有酚酞的氢氧化钙饱和溶液
溶有SO2的品红溶液
三．实验题
13．用右图所示装置进行实验，将A逐滴加入B中：
（1）若A为浓硫酸，B为第3周期金属元素的片状单质，其在常温下难与水反应；C为品红溶液，实验中观察到溶液褪色。则B是_____________（填化学式），B与浓硫酸反应的化学方程式为：
___________________________________________________。
反应后往烧杯中加入沸水，又可观察到试管C中的现象为：
___________________________________________________。
（2）若B为Na2CO3，C为C6H5ONa溶液，实验中观察到小试管内溶液变浑浊，则酸A应具有的性质是________________________________。然后往烧杯中加入沸水，可观察到试管C中的现象是______________________________________________。
（3）若B是生石灰，实验中观察到C溶液先形成沉淀，然后沉淀溶解，当溶液恰好澄清时，关闭E，然后往烧杯中加入热水，静置片刻，观察到试管壁出现光亮的银镜，则A是______________，（填名称），C是_________与葡萄糖的混合液，仪器D在此实验中的作用是_____________________________________。
14.某亚硫酸钠试剂已部分被氧化，为确定它的纯度，要进行如下实验：①称取样品w1g; ②将样品溶解；③给溶液加入稍过量的盐酸酸化了的BaCl2溶液；④过滤、洗涤、干燥沉淀，称其质量为w2g.试回答：
(1)BaCl2要用盐酸酸化的原因是
_____________________________________________________________________________
(2)BaCl2溶液要稍过量的原因是
_____________________________________________________________________________
(3)判断操作③是否完成的方法是_____________________________________________________________________________
(4)判断沉淀是否洗净的方法是 ______________________________________________
(5)Na2SO3纯度的表示式为______________________________________。
四．填空题
15．针对以下A～D四个涉及H2O2的反应（未配平），填写空白：（1999年广东省高考题）
（A.）Na2O2+HCl——H2O2+NaCl （B）.Ag2O+H2O2——Ag+O2+H2O
（C）.H2O2——H2O+O2 （D）.H2O2+Cr2(SO4)3+KOH——K2CrO4+K2SO4+H2O
（1）H2O2仅体现氧化性的反应是（填代号） ，
该反应配平的化学方程式为
（2）H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是（填代号）
（3）H2O2体现弱酸性的反应是（填代号） 。
16．
（1）实验证明铜不能在低温下与O2反应，也不能与稀H2SO4共热发生反应，但工业上却是将废铜屑倒入热的稀H2SO4中并通入空气来制备CuSO4溶液。铜屑在此状态下被溶解的化学方程式为
____________________________________________________________________________
(2) 在过氧化氢跟稀硫酸的混合溶液中，加入铜片常温下就生成蓝色溶液。写出有关化学方程式
__________________________________________________。
(3) 硫酸具有以下(A)-(E)所示的性质，试选择正确答案编号填在①-②所示变化的相应空格处：
（A）在水中电离，并呈强酸性；（B）高沸点难挥发；（C）浓硫酸具有吸水性；（D）浓硫酸具有脱水性；（E）浓硫酸具有强氧化性；（F）浓硫酸溶于水放出大量热。
①铜片与浓硫酸共热产生二氧化硫气体______________________。
②将稀硫酸滴在一张纸片上，再烘干（纸片不接触灯焰），发现纸片中滴过酸液的部位先变黑最后留下一个洞_________________________。
③蔗糖晶体中滴入适量的浓硫酸，再在滴有浓硫酸处加滴2-3滴水。发现加水处立即黑，黑色区不断扩大，最后变成一块疏松的焦炭，并伴有刺激性气味气体产生。_________。
氧族元素测试题答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 A D D D C C B AD B B AB AC
13.[点评] 只要熟练掌握好元素化合物之间的反应，才能解好本题。
Mg Mg+2H2SO4（浓）===MgSO4+SO2↑+2H2O
C中溶液变红。
酸性比碳酸的酸性强，溶液由混浊变澄清。
浓氨水（或铵盐的浓溶液） AgNO3 防止倒吸
14．(1)防止BaSO3生成
(2)使SO42-完全转化为BaSO4
(3)取上层清液少许，滴加稀H2SO4，若有白色沉淀生成则操作③完成，否则未完成。
(4)取最后几滴洗液，滴加AgNO3，若无沉淀，已洗净，反之，未洗净。
(5)ω(Na2SO3)=［(233W2-142W2)/233W1］×100%
15．答案：（1）D，3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH=2K2CrO4+3K2SO4+8H2O（2）C（3）A
16.（1）2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O。（2）Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O。(3) ①A和E。②BDE。③C、F、D、E。
催化剂
a
b
c
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网

展开更多......

收起↑