第六章氧族元素环境保护精Word格式.docx
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点燃
O2+2H2═══2H2OS+H2══H2S
Se+H2══H2SeTe+H2不能直接化合，但可通过其他反应间接制取H2Te。
（3）氧化物及其对应水化物：
硫、硒、碲均有二氧化物、三氧化物，且均是酸酐。
SO2SO3SeO2SeO3TeO2TeO3
H2SO3H2SO4H2SeO3H2SeO4H2TeO3H2TeO4
（4）能与绝大多数金属直接化合。
3Fe+2O2═══Fe3O4Fe+S══FeS
6.单质的化学性质的递变性：
（1）O、S、Se、Te与氢化合由易到难，反应的剧烈程度渐弱，氢化物稳定性逐渐减小。
（2）最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱。
H2SO3H2SO4酸
H2SeO3H2SeO4性例外：
H2SeO4>
H2SO4
H2TeO3H2TeO4减
弱
酸性增强
7．递变原因：
由于原子半径的增大超过核电荷数的增加对电子吸引的影响，因此，核对外层电子的引力逐渐减弱，使原子获得电子的能力依次减弱，失去电子的能力依次增强，即随着核电荷数的递增，氧族元素的金屑性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
知识点二：
硫的性质
1．硫的物理性质：
（1）硫是淡黄色固体，俗称硫磺。
（2）硫不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳（CS2）。
注：
当在溶液中生成硫的沉淀时，开始析出硫为乳白色沉淀，随着沉淀量的增逐渐转变为淡黄色。
2．硫的化学性质：
硫元素原子最外层有6e-，在化学反应中比较容易获得2e-而具有较弱的氧化性，又由于硫原子也能与其他元素的原子形成共用电子对，从而使硫的化合价升高为+4或+6价，而具有较弱的还原性。
通常以弱氧化性为主。
（1）硫跟金属的反应：
能够跟绝大多数金属发生反应生成金属硫化物
2Na+S══Na2S（加热时爆炸）
S+2Cu══Cu2S（黑色）S+Fe══FeS（黑色）
Hg+S══HgS（常温下反应；
除汞）
2Ag+S══Ag2S（黑色，银器变黑）
注：
①S与变价金属反应时一般生成低价金属硫化物。
②金属硫化物大多为黑色，且一般不易溶于水如FeS，Cu2S，HgS，Ag2S等。
（2）硫与非金属反应：
S+H2═══H2S（硫必须加热成蒸气才能与H2化合；
反应中硫体现氧化性）点燃
S+O2═══SO2（在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，在纯氧中剧烈燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰；
反应中硫表现还原性）
（3）硫跟其他物质的反应：
1与碱反应：
可用于清除硫3S+6NaOH═══2Na2S+Na2SO3+3H2O
2与强氧化剂反应：
S+2H2SO4（浓）═══3SO2↑+2H2O
S+6HNO3（浓）═══H2SO4+6NO2↑+2H2O
S+Na2SO3═══Na2S2O3
知识点三：
臭氧（O3）
1.存在和形成：
自然界的臭氧有90％集中在距地面15km～50km的大气平流层中，也就是人们常说的臭氧层。
雷雨季节，空气中的氧经电火花作用，可产生少量臭氧。
森林空气感觉新鲜因含少量臭氧。
臭氧是氧气吸收太阳照射的波长约为185nm的紫外线后形成的。
当波长约25nm的紫外线照射臭氧时，它又可
185nm
转变为O2，因此，大气高层存在着下列动态平衡：
3O22O3。
在空气中高
25nm
放电
压放电就能产生臭氧，3O2═══2O3。
2．臭氧的性质：
（1）物理性质：
在常温常压下，臭氧是一种有特殊臭味（鱼腥臭味）的淡蓝色气体，密度比氧气的大，也比氧气易溶于水。
液态臭氧呈深蓝色，沸点为-112．4℃，固态臭氧呈紫黑色，熔点为-251℃。
（2）化学性质：
①不稳定性：
在常温下能缓慢分解生成氧气，在高温时可以迅速分解。
2O3══3O2；
ΔH＝-284KJ/mol
②强氧化性：
除金和铂以外，能氧化所有的金属和大多数非金属（比氧气的氧化性强）。
2Ag+O3══Ag2O+O2PbS+2O3══PbSO4+O2
2KI+O3+H2O══2KOH+I2+O2（此反应可测定O3的含量，也可以用碘化钾淀粉试纸检验O3）
③漂白性：
染料受到臭氧的强烈氧化作用会褪色，臭氧还可以杀死细菌，因此，臭氧是一种很好的脱色剂和消毒剂。
3．臭氧的用途：
臭氧是常用的漂白剂和杀菌消毒剂，其漂白和消毒原理主要是基于它的强氧化性；
空气中微量的臭氧（少于百万分之一）能净化空气，对人体健康有益，这是因为它能消毒杀菌，刺激中枢神经，加快血液循环，令人产生爽快的感觉。
但当空气中臭氧的含量超过10-5％（体积分数）时，就会对人体、动植物以及暴露在空气中的物质造成危害。
4．保护臭氧层：
臭氧层中臭氧含量很少（浓度为0．2ppm），却可以吸收来自太阳的大部分紫外线，使地球上的生物免遭紫外线的伤害，因此臭氧层被称为人类和生物的保护伞。
但近年来，臭氧层受到氟氯烃（商品名为氟里昂）、氮氧化物等气体的破坏，将对地球上生命造成极大危害，因此人类要采取各种措施，保护臭氧层，氟氯烃的化学性质很稳定，它进人大气后，在低层大气中基本不分解，最终上升到平流层，在紫外线的照射下生成一种对臭氧有破坏作用的氯原子，这种氯原子使臭氧分解为氧气。
氯原子破坏臭氧层的反应为：
CI+O3══CIO+O2CIO+O══CI+O2
总反应为：
O+O3══2O2
反应的结果是臭氧分子变成了氧气分子，Cl原子在其中起丁催化剂的作用，每个氯原子都参与大量的破坏臭氧分子的反应。
5．臭氧与氧气的比较：
（1）物理性质：
氧气是无色无味的气体，熔点-288℃，沸点-183℃；
而臭氧是有特殊臭味的淡蓝色气体，熔点-251℃，沸点-112．4℃。
（2）常温下与金属的反应：
氧气易与Na、Mg、Al等活泼金属反应，与Fe、Cu、Ag、Hg等不反应；
而臭氧易与活泼金属及Fe、Cu、Ag、Hg等不活泼金属反应，氧化性更强。
（3）漂白性：
氧气无漂白性，臭氧可漂白有机色质。
放电高温
（4）相互转化：
3O2════2O32O3════3O2
知识点四：
同素异形体
1.概念：
由同一种元素形成的几种性质不同的单质，叫做这种元素的同素异形体。
2．类型：
（1）由同种元素组成的单质，但结构不同。
如金刚石和石墨，白磷和红磷。
（2）由同种元素组成，但原子个数不同。
如O2和O3，S2和S8，C和C60等。
3．理解：
由于单质的化学性质主要取决于组成单质的原子结构与原子间结合方式，所以概念中所说的“性质”通常指物理性质。
4．同素异形体与同位素的比较：
（1）概念：
同位素指同种元素的不同原子（核素）之间的互称；
同素异形体指同种元素形成的不同单质之间的互称。
（2）对象：
同位素指原子（核素），同素异形体则指单质。
（3）化学性质：
同位素是几乎完全相同，一般不能互变；
同素异形体则相似，彼此在一定条件下可以互相转变。
（4）联系：
同一种单质可能由同一种元素的几种同位素原子所构成。
如金刚石中既有
C又有
C。
-1
知识点五：
过氧化氢（H4O3）
1.水：
O
╱╲
（1）结构：
电子式H，结构式HH，水中有极性共价键，是极性分子。
水
是极弱的电解质。
（2）物理性质：
无色无味的透明液体。
水的三个重要数据是密度是lg/cm3，沸点是100℃，冰点是0℃。
高温
2Na+2H2O══2NaOH+H2↑，C+H2O══CO+H2
2F2+2H2O══4HF+O2，Cl2+H2O══HCl+HCIO，
CaO+H2O══Ca（OH）2，SO2+H2O══H2SO3，
2Na2O2+2H2O══4NaOH+O2↑。
2．双氧水：
OH
╱╲╱
（1）结构：
电子式HH，结构式H，O，在H2O2中存在极性键和非极性键，是极性分子。
五色黏稠液体，它的水溶液俗称双氧水，呈弱酸性。
市售双氧水中H2O2的质量分数一般约为30％。
由于H2O2分子中氧呈-1价，在反应中既可失去电子变为0价，又可得到电子变为-2价，故既可被氧化又可被还原，既能作还原剂又能作氧化剂。
①极弱的酸性：
H2O2在水中能发生极其微弱的电离而呈弱酸性，H2O2是弱电解质。
②不稳定性：
H2O2因存在O—O键而不稳定，易分解。
遇热或光照或金属离子都能加速其分解，因此H2O2应保存在棕色瓶中并放置在阴凉处。
MnO2
2H2O2═══2H2O+O2↑，因该反应迅速、完全且操作简便，实验室常用H2O2来制取O2。
③氧化性：
H2O2中氧显-1价，是不稳定价态，遇强还原剂通常被还原成-2价。
H2O2+H2S══S↓+2H2OH2O2+SO2══H2SO4
2Fe2++H2O2+2H+══2Fe3++2H2O
2HI+H2O2══2H2O+I2（此反应可用于检验H2O2）。
H2O2作氧化剂时，其还原产物是水，不会引人新的杂质，这是H2O2作氧化剂的一大优点。
④还原性：
H2O2中-l价的氧遇强氧化剂尚可再失去电子成为0价而被氧化。
2KMnO4+5H2O2+3H2SO4══K2SO4+2MnSO4+5O2↑十+8H2O
H2O2+C12══2HCl+O2（用作脱氯剂）
（4）用途：
a．氧化剂如火箭燃料
b．漂白剂PbS+4H2O2══PbSO4+4H2O
c.消毒杀菌剂（这都是基于H2O2不稳定能放出新生态的氧而具有强氧化性）
d．脱氧剂
知识点六：
中学化学用于制取氧气的反应
1．2KClO3═══2Kcl+3O2↑
2．2KMnO4══K2MnO4+MnO2+O2↑
3．2H2O2══2H2O+O2↑
通电
4．2H2O══2H2↑+O2↑
5．2Na2O2+2H2O══4NaOH+O2↑
6．2Na2O2+2CO2══2Na2CO2+O2
说明：
①上述反应中，l、2、3、5常用于实验室制取O2用。
②工业上制氧主要是利用液化空气在低温下蒸发得液态氧气。
知识点七：
硫化氢及金属硫化物
在硫化氢、氢硫酸（H2S的水溶液）、金属硫化物（如Na2S）中，硫均呈-2价，是硫的最低价态，故均易失e-作强还原剂。
1．硫化氢（气体）：
硫化氢的分子式为H2S，电子式为，结构式是H—S—H，在该分子中，硫元素呈-2价。
硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋气味的比空气重的气体，剧毒。
通常状况下，1体积水能溶解2．6体积的H2S。
把H2S加热到300℃左右，就会分解，
H2S══H2+S
300℃
②可燃性：
2H2S+O2═══2S+2H2O（O2不充足时，不完全燃烧，析出黄色点燃
的硫）2H2S+3O2═══2SO2+2H2O（O2充足时，完全燃烧，淡蓝色火焰）
③强还原性：
硫化氢中的硫元素处于最低价态，在反应中易失去电子，是强
还原剂，能被氧化剂如卤素单质、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸、硝酸、氧气、三氯化
铁等氧化生成硫或二氧化硫或硫酸。
H2S+X2══2HX+S↓（X2＝Cl2、Br2、I2）H2S可使氯水、溴水、碘水褪色
5H2S+2KMnO4+3H2SO4══K2SO4十2MnSO4+5S↓+8H2O
（H2S能使酸性KMnO4溶液褪色）
H2S+H2SO4（浓）══S↓+SO2↑十+2H2O
H2S+8HNO3（浓）══H2SO4+8NO2↑+4H2O
3H2S+2HNO2（稀）══3S↓+2NO↑十+4H2O
实验室制H2S不能用具有强氧化性的农H2S4和硝酸，只能用稀硫
酸或盐酸与FeS反应制得，即：
FeS+2H+══Fe2+十H2S↑
H2S+2FeCl3══2FeCl2+S↓+2HCl（溶液由黄色变为浅绿色，并有淡黄色
沉淀生成）
2H2S十SO2══3S+2H2O（有淡黄色固体生成）
注意：
①此反应是不同价态的同种元素间的氧化还原反应，价态的变化“只
靠拢，不相交”。
高价态
中间价态
低价态。
②相邻价态间的同种元素间不发生氧化还原反应，如SO2与浓H2SO4不反
应，故实验室中可用浓H2SO4干燥SO2气体。
（4）H2S气体与某些重金属盐溶液反应产生硫化物沉淀。
可用于鉴别盐溶
液中重金属离子的存在。
H2S+CuSO4══CuS↓（黑色）+H2SO4
H2S+2AgNO3══Ag2S↓（黑色）+2HNO3
H2S+Pb（NO3）2══PbS↓（黑色）+2HNO3
2．硫化氢气体的水溶液（氢硫酸）的性质：
弱酸性：
氢硫酸是一种挥发性的二元弱酸，具有酸的通性。
（1）与一元碱氢氧化钠反应时，可以生成正盐或酸式盐。
当
≤1
时，NaOH+H2S══NaHS（硫氢化钠）+H2O，产物是硫氢化钠与H2O；
≥2时，H2S+2NaOH══Na2S十2H2O，产物为硫化钠和水；
当1<
<
2时，产物为NaHS、Na2S、H2O
（2）与某些盐溶液反应时生成金属硫化物沉淀。
H2S+Pb（CH3COO）2══
PbS↓+2CH3COOH（PbS为黑色沉淀，可用湿润的醋酸铅试纸检验H2S气体的
存在）
（3）强还原性：
氢硫酸中的溶质是H2S气体，因此，氢硫酸具有强还原性。
2H2S+O2＝2S↓+2H2O此反应说明了下面三个问题：
①氢硫酸久置空气中会
变浑浊；
②O2的氧化性大于S的氧化性；
③气态氢化物水比硫化氢稳定。
故氢
硫酸不能在空气中保存要现用现配。
氢硫酸和硫化氢气体一样具有强还原性，也是鉴定盐溶液中重金属离
子的沉淀剂。
3．硫化氢气体的实验室制法：
FeS+2HCI══FeCI2+H2S↑FeS十H2SO4══FeSO4十H2S↑
4．常见金属硫化物的颜色和溶解性：
（1）ZnS：
白色，不溶于水，可溶于酸。
（2）FeS：
黑色，不溶于水，可溶于酸。
（3）PbS，CuS，HgS，Ag2S，Cu2S：
皆为黑色，全都不溶于水，也不溶于稀酸（盐
酸，硫酸），只溶于热的浓酸（如浓HNO3）。
[技巧·
解悟]
例l在下列叙述中，不符合氧族元素随核电荷数的增加而引起的性质递变
规律的是（
）
A.它们单质的熔沸点逐渐升高B．它们的密度逐渐增大
C.它们的非金属性逐渐增强D．它们的金属性逐渐增强
解析氧族元素自上而下随着核电荷数的增加，电子层数增多，原子半径
增大，失e-能力逐渐减弱，得e-能力逐渐减弱，所以元素的金属性逐渐增强，非
金属性逐渐减弱，所以C是错误的，D是正确的；
氧族元素随着核电荷数的增加，
单质的熔沸点逐渐升高，密度逐渐增大，A、B是正确的。
答案C
例2碲是氧族元素之一。
根据氧族元素的性质递变规律，下列对碲的性质
推断不正确的是（）
A．最高正价为+6，最高价氧化物是TeO3
B．单质的熔沸点均高于硫和硒
C．其气态氢化物稳定性比硒强
D．单质的氧化性比硒强
解析氧族元素气态氢化物稳定性大小规律是H2O>
H2S>
H2Te，故选
项C的叙述是错误的，符合题目要求；
单质的氧化性是Se>
Te，故选项D的叙述
是错误的，符合题目要求。
答案CD
例3工业上从含硒废料中提炼硒的一种方法是用硝酸钠与H2SO4处理废
料，得到亚硒酸与少量硒酸，再加盐酸共热，则硒酸转化成亚硒酸反应是：
2HCI+H2SeO4══H2SeO3+Cl2+H2O，再将SO2通人亚硒酸溶液中出现
单质硒的沉淀。
有关结论正确的是（）
A．H2SeO4的氧化性比Cl2强
B．二氧化硒的还原性比二氧化硫强
C．析出1mol硒要用H2SeO3、SO2各lmol
D．H2SeO3的氧化性比H2SeO4强
解析由题给反应：
2HCl+H2SeO4══H2SeO3+Cl2+H2O可知：
H2SeO4氧化性很强，才能将HCI氧化成Cl2，故H2SeO4氧化性强于氯气。
从
SO2将H2SeO3还原为硒单质可知：
二氧化硫中+4价硫还原性强于+4价硒，即
亚硒酸氧化性大于亚硫酸。
由方程式H2SeO3+2SO2+H2O══2H2SO4+Se可
知：
生成1molSe需SO22mol。
根据亚硫酸氧化性比硫酸氧化性弱的规律迁移
可知：
亚硒酸氧化性比硒酸弱。
答案A
例4硫与氧是同族元素，它们有许多性质相似。
硫化物类似于氧化物，也
有酸性硫化物如MoS3（三硫化钼），碱性硫化物如硫化钠，两性硫化物如硫化砷
（As2S3）之分。
试写出碱性硫化物分别与酸性硫化物、两性硫化物（以上述物质为
例）反应的化学方程式。
解析将题中的碱性硫化物（如Na2S）以碱性氧化物（如Na2O）代替；
酸性
硫化物MoS3用类似的SO3代替；
两性硫化物As2S3用典型两性氧化物Al2O3代
替，由这些氧化物间的反应迁移到硫化物的反应即可。
答案Na2S+MoS3══Na2MoS4Na2S+As2S3══2NaAsS2
例5钋是氧族元素中核电荷数最大的元素，推测钋及钋的化合物最不可能
具有的性质是（）
A．钋是能导电的固体B．钋与氢气不可能直接化合
C．钋的氧化物的水化物至少有两种D．钋的氧化物很稳定
解析钋是氧族元素，其最外层有6e-，由于它的核电荷数最大，随着核电
荷数的增大，氧族元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，气态氢化物稳定性
减弱，所以钋是一种金属，其金属性强于非金属性，它能导电，与氢气不能直接化
合，气态氢化物很不稳定，它除了跟其他氧族元素一样能形成Po（OH）4、
Po（OH）6外，还可形成较稳定的Po（OH）2，故钋的氧化物对应的水化物至少有两
种。
答案D
例6关于硫的叙述正确的是（）
A.硫是较强的非金属元素，所以只以化合态存在于自然界
B．分离黑火药中的硝酸钾、炭、硫要用到二硫化碳、水及过滤操作
C.硫与金属或非金属反应均为氧化剂
D．1．6g硫与6．4g铜反应能得到8．0g纯净硫化物
解析元素在自然界的存在形式虽与活泼性有关，但不能以非金属性强
溺作为依据，如O2、N2、S非金属性并不弱，但都有游离态存在于自然界中，A不
正确。
分离黑火药中三组分可利用它们的溶解性差异，先用CS2处理使硫溶解，
过滤后蒸发滤液，得晶体硫；
滤渣再用水处理，溶去硝酸钾，过滤，滤渣为炭粉，滤
辕蒸发浓缩结晶，得到硝酸钾，B正确。
硫单质为零价，是中间价态，遇金属和氢
气反应时呈氧化性；
硫与非金属如氧、氟、氯等反应时呈还原性，C不正确。
硫与
铜化合时只生成硫化亚铜，按2Cu+S══Cu2S计算恰好生成8．0gCu2S。
答案BD
例7通常情况下，硫是一种淡黄色的晶体，它的蒸气有橙色、红棕色、无色
三种，它们都是硫的单质，但每个分子中硫原子个数不同，可用Sx表示，对三种硫
蒸气测定的结果是：
（1）标准状况下，橙色蒸气的密度是11．42g/L，则它的化学式为。
（2）无色蒸气的密度是相同状况下氢气密度的64倍，则它的化学式为。
（3）红棕色蒸气的质量是相同状况下同体积空气的6．62倍，则它的化学式
为。
解析根据阿伏加德罗定律，利用密度、相对密度分别求出各蒸气的摩尔
质量，即可求出各种硫蒸气的化学式。
（1）橙色蒸气：
根据标准状况下M=22．4ρ可得M＝22．4L/mol×
11．42g/L=256g/mol，即Sx的摩尔质量为256g/mol，则S原子个数：
x=
=8，故化学式为S8。
（2）无色蒸气：
根据
=
=64,M=64×
2g/mol=128g/mol,x=
=4,故化学式为S4。
（3）红棕色蒸气：
=6.62,M=6.62×
29g/mol=192g/mol,x=
=6,
故化学式为S6。
答案
（1）S8
（2）S4（3）S6
例8
（1）将4g硫粉与7．56g铁粉混合加热使之充分反应后，使反应后的固体物质与足量的稀盐酸反应，求标准状况下可以生成气体多少升?
实际所得气体明显少于上述所求体积的主要原因是什么?
若反应后溶液的体积为135mL,求所得FeCl2溶液的物质的量浓度是多少?
（2）将mg铁粉与ng硫粉均匀混合，在密闭容器中加热到红热，冷却后加入多少mLbmol/L的盐酸就不再产生气体?
解析
（1）此题从表面上看属过量计算，但本题的反应过程是：
Fe+S══FeS…①FeS+2HCI══FeCl2+H2S↑…②Fe+2HCl══FeCl2+H2↑…③
若S过量，则溶于稀HCI时只发生②；
若Fe过量，则溶于稀盐酸时发生反应②和
③。
由上述化学方程式可知，气体（H2S或H2S与H2）的物质的量与Fe的物质
的量相等，而与S的量无关，此题采用关系式法解答，可简化计算过程。
设生成的
气体的体积为x。
Fe～气体
56g22．4L
7．56gx
=3.024L
铁粉与硫粉混合加热反应，有部分Fe在空气中加热时可以与氧气发生反应而生成氧化物，这些氧化物与酸反应无气体产生，从而使产生的气体的体积明显减少。
c=（FeCl2）=
（2）由第
（1）问分析可知，产生气体所消耗盐酸的量与硫粉的用量无关，计算
关系只有一种：
Fe～2HCl，设需加入VLbmol/L的盐酸，则有
可解得：
V=
答案
（1）3．024L，略，1mol/L
（2）250m/7bL。
例9下列物质都具有漂白性，其中漂白原理和其他几种不同的是（）
A．HCIOB．NasO2C．木炭D．O3
解析漂白剂的漂白原理常见的有三种：
（1）氧化漂白：
利用物质的强氧化性将有色物质变成无色，如Na2O2，HClO，
Cl2，O3；
（2）吸附漂白：
活性炭；
（3）化合漂白：
SO2与某些有色物质结合成不稳定的五色物质．
综上所述：
C为吸附漂白，其余为氧化漂白。
答案C
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