第六章氧族元素.docx

第六章氧族元素.docx

《第六章氧族元素.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第六章氧族元素.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第六章氧族元素

第六章氧族元素环境保护

第一节氧族元素

一、氧族元素

1．氧族元素位于元素周期表的第族，包含的元素的名称和元素符号为等。

2．从氧族元素的名称可以看出：

其单质属气态非金属单质的是；其单质属固态非金属单质的是；其单质是金属单质的是。

3．根据课本上图6—1和表6—1分析，氧族元素原子的核电荷数、电子层数和原子半径等是如何变化的?

4．氧族各元素单质的熔点、沸点是怎样变化的?

请跟卤素、碱金属的熔、沸点变化规律比较。

5．氧族元素中各元素形成的气态氢化物的分子式分别为．其稳定性按从上到下的顺序其递变规律为，由此分析O、S、Se、Te的非金属性变化规律为。

6．S、Se、Te最高价氧化物的化学式为，最高价氧化物对应的水化物的化学式为，由其非金属性递变规律判断其最高价含氧酸的酸性递变规律为。

7．O、S、Se、Te的原子结构示意图为，由此可看出：

氧族元素原子的电子层结构，其原子的最外电子层都有个电子。

8．氧族元素的性质递变规律：

氧族元素随着核电荷数的增加，电子层数依次，原子半径逐渐，原子核对最外层电子的引力逐渐，使原子获得电子的能力依次，失去电子的能力依次，氧化性依次，还原性依次，非金属性逐渐，金属性逐渐，如表现出比较显著的非金属性,是半导体，而则能够导电。

9．氧族元素的化合价：

氧族元素显-2价的原因是，显+6价或+4价的原因是

。

10．氧元素为什么通常只显-2价，而不显正价?

11．氧族元素形成的单质的化学性质：

（1）由氧族元素原子的电子层结构很相似，可推测氧族元素形成单质的化学性质，通常能跟、、、、、、等发生化学反应。

试写出下列反应的化学方程式：

①O2、S分别与H2反应，。

②O2、S分别与Fe的反应：

，。

（2）氧族元素随着核电荷数的增加，其非金属性依次减弱，请你预测O、S、Se、Te的单质跟H2化合时的难易。

。

其形成的气态氢化物的稳定性，课本上的事实是：

O2与H2反应，也，生成的氢化物也；硫或硒与H2则只有在才能够化合，生成的氢化物也；而碲通常与H2直接化合，碲化氢只能通过制取，生成的氢化物也。

12．在元素周期表中，氧族元素位于卤素的，所以非金属性要比同周期卤素的非金属性，比较下列关系：

（1）C12、S跟Fe反应生成的化合物中Fe元素的化合价为，其不同的原因是

。

（2）HCl和H2S的稳定性。

（3）HClO4与H2SO4的酸性。

二、臭氧

1．同素异形体：

（1）由元素形成的不同的，叫做这种元素的同素异形体。

臭氧和是的同素异形体。

（2）常见的同素异形体有。

（3）

O2和

O2是同素异形体吗?

2．臭氧

（1）臭氧的组成和化学性质特点：

①臭氧的组成：

每个臭氧分子由个氧原子构成，化学式为。

②臭氧的化学性质特点：

其化学性质比O2的化学性质，具有强性。

（2）臭氧的物理性质：

①颜色：

气态、液态、固态；②状态：

常温、常压下为；③气味有：

；

④密度：

比氧气的密度；⑤溶解性：

通常溶于水，但比氧气溶于水。

（3）臭氧的化学性质：

①不稳定性：

O3能够分解产生，化学反应方程式为，常温下能分解吗?

；高温下呢，氟利昂能破坏臭氧层，你知道它是怎样破坏的吗?

②强氧化性：

O3的氧化性强于O2，你能找到有关事实吗?

，

。

因此臭氧可用于。

联想：

O3的漂白原理跟氯水、漂白粉一样吗?

为什么?

3．臭氧的生成

O2在一定条件下能生成O3，常见条件为，化学反应方程式为。

（1）雷雨过后空气特别清新，原因是。

（2）在看电视时，电视机旁常闻到一种臭味，试解释为什么?

3）高压电机和复印机的工作室为什么要注意通风,保持空气流畅?

4．臭氧层及其保护

臭氧层位于大气中，它能够吸收来自太阳的大部分，防止人类和生物被其侵蚀而产生皮肤癌等疾病。

因此，臭氧层被称为人类和生物的保护伞。

等气体是破坏臭氧层的“罪魁祸首”，世界各国已决定减少并停止生产和使用。

另外，汽车尾气、波音飞机尾气中的

也能破坏臭氧层。

三、过氧化氢

1．物理性质：

颜色，状态，它的俗称。

2．结构特点：

（1）电子式为，结构式为，在H2O2分子中含键和键。

（2）在H2O2中，氧元素的化合价为价，处于氧元素常见化合价的价态，因此在反应中既可电子变为价，又可电子变为价；故H2O2在氧化还原反应中既可被

又可被，既能作剂又能作剂。

3．化学性质：

（1）极弱的酸性：

H2O2跟NaOH溶液反应的离子方程式为：

。

（2）不稳定性：

①H2O2分解能生成和，反应的化学方程式为。

②实验室常用H2O2来制取O2，反应方程式为。

③医生给外部创伤病人伤口消毒常用3％的双氧水，当伤口涂上双氧水后，立即剧烈产生泡沫，反应方程式为。

（3）还原性：

H2O2中价的原子遇强剂可被生成。

如：

2KmnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnS04+502↑+8H2O

（4）氧化性：

①H202中价的原子遇强剂可被为价的原子。

如：

H2O2+H2S＝S↓+2H2OH202+SO2＝H2SO4H2O2+2Fe2++2H+＝2Fe3++2H2O

②利用双氧水的氧化性可作剂和剂。

4．用途：

（1）医疗上常用稀双氧水作；

（2）工业上常用10％的双氧水等；

（3）在航天工业上H2O2可作为；

（4）H2O2可用作生产的原料。

第二节二氧化硫

一、二氧化硫结构与性质的关系

1．化合价：

（1）S02分子中S元素的化合价为价，处于硫元素各种化合价的价态，则S02在氧化还原反应中硫元素的化合价既可，又可，即SO2既可

电子表现性，又可电子表现性。

（2）S02中的硫元素失去电子得到的产物中硫元素的化合价为价，产物表示形式一般为

或。

（3）根据化合价变化规律，写出下列有关SO2参加的氧化还原反应方程式：

①SO2和H2S:

。

②SO2通人溴水中使其褪色：

。

③SO2和O2。

2．SO2是性氧化物，能跟或性物质发生反应。

（1）写出SO2跟NaOH溶液、CaO反应的化学方程式：

.

（2）S02通人澄清石灰水中产生的现象跟C02通人澄清石灰水中产生的现象相同，都是先产生白色沉淀，继续通人沉淀又消失，试写出S02发生的有关反应的离子方程式。

.

二、二氧化硫的物理性质

1．颜色，常温常压下的状态，气味。

2．密度：

①S02的密度比空气，原因是。

标准状况下SO2的密度为。

②实验室制取SO2气体要用向排空气法收集。

3．沸点：

SO2的沸点为℃，这个温度我国大部分地区在冬季很容易达到，因此SO2易，常见气体中和也具有这个特点，其中最容易的是。

4．溶解性：

（1）S02溶于水，在常温常压下1体积水大约能溶解体积的S02。

因此实验室制取S02气体用排水法收集。

（2）下列气体在水中的溶解性（相同条件）由大到小的顺序为。

SO2、CO2、HCI、H2S、Cl2、O2

（3）课本实验6—1中，水进人盛SO2气体的试管的原因是。

5．毒性：

SO2是一种毒的气体。

三、化学性质

1．二氧化硫与水的反应：

（1）[实验6一1]的现象为。

（2）实验说明；事实体现的原理：

。

（3）亚硫酸的特点为：

。

（4）可逆反应：

因SO2和H2O反应生成，而在条件下

又分解生成SO2和H2O.因此S02溶于水的反应是一个可逆反应，化学方程式为:

.

（5）S02溶于水后其水溶液能够导电，则说明SO2是电解质。

这种说法对吗?

为什么?

（6）实验室制取SO2气体时检验SO2是否集满的方法是:

.

2.二氧化硫与O2的反应：

（1）SO2能被O2生成，而在条件下又分解生成S02和O2，因此该反应也是一个反应。

反应的化学方程式为。

（2）SO3的性质：

①SO3是一种色体，熔点为；

②SO3能与H2O反应生成．同时放出大量的，反应方程式为，

工业上常利用以上两个反应制造。

③SO3是一种性氧化物，能跟或性物质反应。

SO3跟NaOH反应的化学方程式为.

3．二氧化硫的漂白性：

（1）[实验6—2]的现象为.

（2）该实验说明。

（3）SO2漂白的原理是.

（4）褪色后的溶液加热又变成红色的原因是.

（5）氯水、漂白粉、Na2O2、木炭、SO2都能使品红试液褪色，其褪色原理相同吗?

试分析。

（6）试解释：

用S02漂白过的草帽辫日久又渐渐变成黄色。

（7）把SO2气体和C12气分别通人到紫色石蕊试液中，紫色石蕊试液各自有何变化?

现象相同吗?

试解释原因。

（8）将SO2通人到溴水和KmnO4酸性溶液中都褪色，是利用SO2的漂白性吗?

为什么?

（9）C12和SO2都能使品红溶液褪色，但将等物质的量混合的C12和SO2的混合气体通人品红溶液中却没有褪色。

请你给出合理的解释。

（10）实验室中有SO2和CO2两种无色气体，你能用几种方法鉴别它们?

（11）如何检验CO2气体中混有SO2气体?

（12）如何检验SO2气体中混有CO2气体?

（13）SO2还能够，可以用作食物和干果的。

（14）请你归结SO2的用途。

四、二氧化硫的污染

1．二氧化硫有毒，它对人体的直接危害是：

，

严重时还会使人。

2．二氧化硫对大气的污染后果是形成酸雨，酸雨是指溶有和的雨水，

酸雨的pH；正常雨水的pH约为，不显中性的原因是

.

3．酸雨的危害主要有.

4．空气中的SO2主要来源于三个方面：

①；

②；③.

第三节硫酸

一、硫酸的结构特点

1．稀H2SO4的电离

（1）硫酸是电解质，其电离方程式为，故稀H2SO4显酸性，

具有酸的通性。

（2）你能说明稀H2SO4能跟什么物质发生反应吗?

2．硫元素的化合价

（1）硫酸分子中硫元素的化合价为价，处于硫元素所有化合价的价态，在氧化还原反应中S的化合价只能，只能电子，只能表现性。

（2）浓H2SO4具有强性，其+6价S在氧化还原反应中电子，一般生成价的硫元素．生成物为.而、中+6价S通常不表现氧化性。

二、硫酸的物理性质

1．色态：

纯硫酸是色状体。

2．浓度、密度：

（1）实验室常用浓H2SO4的质量分数为．其物质的量浓度为，其密度

为，比水的密度，因此硫酸的水溶液的密度都水的密度，并且H2SO4的浓度越大。

溶液的密度。

（2）30％的H2SO4溶液100g与10％的H2SO4溶液100g相混，混合液中H2SO4的质量分数为；

30％的H2SO4溶液与10％的H2SO4溶液等质量相混，混合液中H2SO4的质量分数为；

5a％的H2SO4溶液与a％的H2SO4溶液等质量相混，混合液中H2SO4的质量分数为；

（3）30％的H2SO4溶液100mL与10％的H2SO4溶液100mL相混，混合液中H2SO4的质量分数；30％的H2SO4溶液与10％的H2SO4溶液等体积相混，混合液中H2SO4的质量分数；

5a％的H2SO4溶液与a％的H2SO4溶液等体积相混，混合液中H2SO4的质量分数。

3．沸点：

98．3％的浓H2SO4的沸点是，因此浓H2SO4是一种性的酸，可利用此性质制取的酸.

4．溶解性：

（1）H2SO4溶于水，能以与水混溶，且浓H2SO4溶于水时放出

。

（2）浓H2SO4的稀释方法为.

三、浓H2SO4的特性

浓H2SO4有三大特性，分别是、和。

1．浓H2SO4的吸水性：

（1）浓H2SO4能够吸收空气中的．因此，在实验室中常用浓H2SO4来不与它起

反应的气体。

（2）下列不能用浓H2SO4干燥的气体是。

①Cl2②O2③SO2④H2S⑤HCI⑥NH3⑦H2⑧CO2

（3）将一瓶浓H2SO4敞口露置在空气中，一段时间后其质量会。

（4）实验室常用浓盐酸跟浓硫酸混合来快速简易制取HCI气体，请简述原因。

2．浓H2SO4的脱水性：

（1）[实验6—3]的现象是，该生成物是；

（2）[实验6—4]的现象是及有无色刺激性气味的气体产生。

（3）发生以上变化的原因是纸屑、棉花、木屑、蔗糖等物质都是由元素组成，

并且元素和元素的原子个数比是，正好符合分子的组成；这样

浓H2S04能按的组成比这些有机物中的、元素，使有机物生成了

色的。

（4）写出蔗糖（C12H22O11）遇浓H2SO4变黑的化学方程式。

（5）蔗糖分子中含有H2O，浓H2SO4将H2O吸去使其生成炭而变黑，这种说法对吗?

试分析。

（6）蓝色的CuSO4.5H2O晶体中加入浓H2SO4微热，发现蓝色晶体逐渐变成白色的CuSO4,在该过程中浓H2SO4起了作用。

酒精（C2H5OH）遇浓H2SO4加热生成了乙烯（C2H4）．该过程中浓H2SO4表现了

性

（7）浓H2SO4的脱水性是发生了物理变化还是化学变化?

为什么?

（8）实验时皮肤上不慎溅上浓H2SO4，应立即处理，原因是。

处理方法是。

3．浓H2SO4的强氧化性

（1）[实验6—5]的现象是

。

（2）实验现象说明，①浓H2SO4和Cu在加热时能，②生成的气体是，不是；

③Cu被浓H2SO4成了。

（3）请你根据实验事实和氧化还原反应规律写出Cu跟浓H2SO4反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目；.

（4）在这个反应里，Cu被浓H2SO4（Cu从价升高到价），浓H2SO4被Cu成了

（S从价降低到价），因此，浓H2SO4是剂，发生了反应，

Cu是剂，发生了反应。

（5）含2molH2SO4的浓H2SO4跟足量Cu反应，结果生成S02的物质的量却小于1mol，请你解释原因。

（6）从[实验6—5]的实验装置图可看出，在盛石蕊试液或品红溶液的试管口部塞一团浸有碱液的棉花，请你分析原因：

（7）稀H2SO4不能跟Cu发生反应，但浓H2SO4却能跟Cu发生反应，这说明浓H2SO4具有强性。

请你思考：

Zn跟浓H2SO4反应能产生H2吗?

；参照Cu跟浓H2SO4的反应试着写出

Zn跟浓H2SO4反应的化学方程式。

（8）浓H2SO4能跟金属发生反应，但可用铁、铝制作的容器盛放浓H2SO4，原因是

。

（9）冷的浓H2SO4跟铁、铝发生反应吗?

为什么?

（10）铁、铝在任何情况下都不溶于浓H2SO4吗?

（11）将红热的木炭放入热的浓H2SO4中，木炭会剧烈地燃烧起来，产生无色刺激性气味的气体，

请你写出有关反应的化学方程式（标出电子转移的方向和数目）：

。

（12）[实验6—4]中蔗糖跟浓H2SO4搅拌，产生无色刺激性气味的气体，并形成疏松多孔的海绵状的炭。

你能解释原因吗?

（13）硫等非金属单质也能被浓H2SO4氧化，试根据氧化还原反应规律写出硫跟浓H2SO4反应的

化学方程式：

。

（14）由以上浓H2SO4跟金属、非金属反应情况可看出：

浓H2SO4一般被还原成，金属、

非金属一般被氧化成价态。

（15）浓H2SO4也能氧化某些还原性化合物，如FeSO4、HBr、HI、H2S等，因此实验室中不能用浓H2SO4干燥H2S等。

S02也具有较强的还原性，请你根据氧化还原反应规律分析能否用浓H2SO4干燥S02气体。

（16）实验室中可用浓H2SO4跟NaCI制取HCI气体，但不能用浓H2SO4跟NaBr、NaI制取HBr、HI，请你解释其中的原因。

四、硫酸根离子的检验

1．[实验6—6]的实验现象和有关离子反应方程式。

H2SO4:

.

Na2S04：

.

Na2C03.

2．若向某无色溶液中加入BaCl2溶液产生白色沉淀，再加入稀盐酸，沉淀不消失，则该溶液中

一定含有SO42-，对吗?

为什么?

3．向Na2SO4溶液中加入BaCl2溶液产生白色沉淀，再加稀HNO3，沉淀不溶解；向Na2SO3溶液中加入稀HNO3酸化，再加BaCl2也产生了白色沉淀，试解释此现象。

4．向Na2SO3溶液中加入Ba（NO3）2溶液产生白色沉淀，再加稀盐酸，沉淀不溶解；向Na2SO3溶液中加入稀盐酸酸化，再加Ba（NO3）2也产生了白色沉淀，试解释此现象。

5．向Na2SO3溶液中加入足量稀盐酸，再加入BaCl2溶液，能否产生沉淀?

为什么?

6．向某溶液中加入足量稀盐酸，无沉淀产生，再加BaCl2溶液产生了白色沉淀，则该溶液中一定含有离子。

7．实验室中如何检验溶液中是否含有SO42-?

8．如何用实验方法鉴别NaCI、Na2S04、NaNO3、Na2C03四种五色溶液?