第八讲氧族元素硫及其化合物学案设计.docx

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第八讲氧族元素硫及其化合物学案设计

第八讲氧族元素

主讲人车琳

（甘肃省清水县第六中学）

高考考点

1、了解氧族元素的原子结构及其单质和化合物性质递变的关系。

2、掌握硫及其化合物的性质。

3、了解臭氧和过氧化氢的性质和用途，初步了解保护臭氧层的意义，加强环境意识，增强环境责任感和使命感。

本讲序列

一、氧族元素

【阅读议点】

包括（）、（）、（）、（）、（）。

从O到Po：

非金属性＿＿，金属性＿＿．其中＿＿为典型的非金属，不导电，＿＿是半导体，＿＿已表现出一定的金属性，能导电，＿＿为金属．

用R表示氧族元素（除Po外），其氢化物的通式为，其中＿＿最不稳定，通常不能由单质与跟H2直接化合制得．氢化物的水溶液（除H2O外）显＿＿性；（除Po、O外）氧化物的通式为、，对应水化物通式为、。

思考1：

下列关于硒的叙述，不正确的是（　　）

　Ａ．在空气中燃烧生成SeO2，和钠反应生成Na2Se

Ｂ．H2Se有恶臭味，比H2S易分解

Ｃ．硒化氢在空气中不能燃烧

Ｄ．亚硒酸（H2SeO3）是一种弱酸

1．氧气

（1）O2在空气中约占________，是一种无色无味的气体，_______于水。

_________很强，容易与金属、非金属等发生反应。

（2）工业制法：

。

（3）实验室制法：

思考2：

写出能生成氧气的化学方程式（至少4条），并讨论哪些能用于实验室制氧气。

（4）化学性质：

氧气是一种强氧化剂，能氧化很多物质如：

金属、非金属、

化合物

2、臭氧：

是一种有味的色气体，比O2溶于水；

具有性，可用于；化学性质比O2_______。

在空气中高压放电就能产生O3，其化学方程式为________________________。

常温下能缓慢分解变为，在高温或有催化剂时分解更快；空气中微量的O3能刺激中枢神经，使人精神振奋，但含量超过10-5%时就会产生危害，而在条件下O2就会转变为O3，如打雷、以及高压电机、复印机工作时，所以这些地方要注意；地球上空的臭氧层以，从而保护地球上的生物。

臭氧层能吸收来自太阳的大部分紫外线，防止人类和生物被其侵蚀而产生皮肤癌等疾病。

______________等气体是破坏臭氧层的的罪魁祸首。

3、H2O2的性质：

（1）氧化性，例：

（2）还原性,例：

（3）特性：

4、硫及其化合物

硫磺：

（1）存在：

有态如火山喷口附近及地壳的岩层里，也有态如硫化物和硫酸盐中。

（2）物理性质：

＿＿＿色晶体，俗称，溶于水，溶于酒精，溶于CS2。

用硫粉吸收散落的汞（水银）：

（3）化学性质：

与金属：

如Na+S—______________；Al+S________________________；Fe+S—___________________；Cu+S—______________________________；

*Hg+S—_______________________________________。

　思考3：

某学生在做铜丝在硫蒸气中燃烧实验时，先将铜丝用砂纸磨光，在酒精灯上预热后迅速插入试管内靠近熔化的硫的液面上方，结果未见铜丝燃烧．实验失败的可能原因是①＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，②＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．

（2）与非金属反应：

S+H2—_______________、S+O2—______________。

（3）与某些化合物反应：

S+H2SO4（浓）—；

S+NaOH—。

思考4：

洗涤内壁附有硫的试管，可使用。

【知识点拨】

1、试举例双氧水在日常生活中有哪些应用？

2、制取氧气有哪些途径和方法？

3、温泉水为何能治疗一些皮肤病？

4、火药是中国的四大发明之一，你知道火药是怎么配制的？

5、在我们学过的元素中哪些元素具有同素异形体单质？

它们间的相互转化是氧化还原反应吗？

6、试总结氧气能与那些物质反应？

请写出反应式。

（要求在10个以上）

7、试总结硫单质、双氧水能与那些物质反应？

请写出反应式。

（要求各在10个以上）

[问题讨论]

1．人们非常重视高层大气中的臭氧含量，其主要的原因是（）

A、臭氧有毒性B、有漂白性

C、能减少空气中氧气的含量D、能吸收紫外线

2.下列关于氧族元素的叙述中，正确的是（）

Ａ.都能生成+6价的化合物B.都能与金属直接化合

C.原子的最外电子层都有6个电子D.都能生成稳定的氢化物

3．下列物质中，属于同素异形体的是（）

A．O2和O3B．CO和CO2

C．12C和14CD．金刚石和石墨

4．氧、硫、硒、碲最外电子层上都有______个电子。

若用R代表氧族元素，其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______，气态氢化物的化学式为______，其氢化物的稳定性顺序为__________________。

8．（2007年高考海南化学卷，氧族）下列实验现象的描述错误的是（）

（A）氢气在氯气中燃烧生成绿色烟雾

（B）红热的铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体颗粒

（C）点燃的硫在氧气中剧烈燃烧，发出蓝紫色火焰

（D）钠在空气中燃烧，发出黄色的火焰，生成淡黄色固体

二、二氧化硫

【阅读议点】

1．物理性质：

色，具有气味，密度比空气，易液化，溶于水（1：

）．

2．化学性质：

①是一种酸性氧化物，是的酸酐（亚硫酐），具有酸性氧化物的通性，

，________（“能”或“不能”）用碱石灰干燥。

如：

SO2+H2O—、SO2+CaO—、SO2+NaOH—SO2+NaHCO3—

②弱氧化性：

如：

；

1强还原性：

SO2还能被KMnO4、HNO3、Fe3+等多种氧化剂氧化，________（“能”或“不能”）用浓硫酸干燥

2如：

SO2+Cl2+H2O—______________________________；

SO2+Fe3+—____________________；SO2+H2O2—_________________SO2+MnO4-+—；

注意：

+4价的S都具有很强的还原性，如：

H2SO3+O2—_____；Na2SO3+O—；

SO32-+Cl2+H2O—SO32-+Fe3++H2—；

漂白性：

注意：

A：

SO2的漂白原理与HClO、活性炭不同；

B：

SO2的漂白是可逆的而且是有选择性的。

小结——漂白原理的比较

类型

物质

特点

氧化型

HClO

强氧化性，彻底，不可逆

加合性

SO2

加成反应，可逆，不彻底，不能漂白酸碱指示剂

吸附型

活性炭

较大表面积，吸附有色物质

3、亚硫酸及其性质

是一种弱酸，酸性大于碳酸和醋酸，具备酸的通性。

由于硫元素的化合价是+4，所以既有还原性，又有弱氧化性。

还原性：

能被O2、Cl2、Br2、I2等氧化剂氧化

2H2SO3＋O2＝2H2SO4（酸雨的酸性增强）

弱氧化性：

H2SO3＋2H2S＝3S↓＋3H2O

【知识点拨】

讨论1：

请根据下列现象，说明SO2在反应中表现出的性质

溶液

溶质化学式或名称

SO2的表现出的性质

反应方程式

使橙色溶液褪色

溴水

使紫色溶液褪色

KMnO4

使蓝色溶液褪色

碘+淀粉

使紫色溶液变红色

石蕊试液

使红色溶液褪色

品红

使浅黄绿色溶液褪色

氯水

使黄色溶液变成浅绿色

Fe3＋

使无色溶液变浑浊，再通入SO2又溶解

Ca（OH）2

使无色溶液变黄色浑浊

H2S

讨论2：

设计实验鉴别SO2、CO2（两者的比较）

讨论3：

将一定量的SO2混合通入BaCl2溶液中，有没有沉淀产生？

若有是什么沉淀；若没有沉淀，采取什么措施才能产生沉淀？

讨论4：

1、将SO2通到显红色的酚酞试液中，发现红色消失，主要是因为SO2（）

A、有漂白性B、有还原性

C、有氧化性D、溶于水后显酸性

2、SO2和Cl2分别通入石蕊试液中，现象有何不同?

讨论5：

在我们学过的物质中，哪些具有漂白作用？

SO2的漂白原理与其它物质比较有什么不同？

讨论6：

把SO2和CI2分别通入石蕊试液中现象有什么不同？

讨论7：

SO2和KMnO4、HNO3、Fe3+、Mg能否反应？

如能反应，请写出化学反应方程式？

【问题讨论】

思考：

亚硫酸钠中+4价的硫，既有氧化性又有还原性。

现有下列试剂：

A.溴水、B.氨水、C.硫化钠溶液、D.亚硫酸钠溶液、E.稀硫酸、F.氢氧化钠溶液。

（1）要证明亚硫酸钠具有氧化性，应选用的试剂有：

现象：

；

（2）要证明亚硫酸钠具有还原性，应选用的试剂有：

现象：

；

【针对检测】

1、除去SO2中混有的SO3气体，可选用的试剂（）

（A）石灰水（B）浓H2SO4

（C）饱和NaHSO3溶液（D）KMnO4溶液

2、下列物质能使品红溶液褪色的是（）

①干燥的Cl2②Na2O2③NaClO④活性炭⑤SO2

（A）除①外其它都可以（B）只有①②③（C）只有①④⑤（D）全部

3、下列气体能做喷泉实验的有（）

（A）N2（B）HCl（C）He（D）SO2

4、有一混合气体可能由H2S、SO2、CO2和H2中的几种组成。

此混后气通入硫酸铜溶液后产生黑色沉淀，另取混合气通入澄清石灰水；生成白色沉淀，则此混合气一定含有，一定不含，可能含有。

（提示：

H2S+CuSO4=CuS↓+H2SO4）

5、你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是（）

（A）少用煤作燃料（B）把工厂烟囱造高

（C）燃料脱硫（D）在已酸化的土壤中加生石灰

6、某次采集酸雨样品，每隔一段时间测定一次pH值，得如下数据：

时间

开始

8小时

16小时

24小时

32小时

40小时

48小时

pH

5.0

4.8

4.5

4.3

4.2

4.0

4.0

回答：

（1）放置时，雨水样品pH变化的主要原因是：

（2）PH变化的离子方程式是。

煤中含有硫，如果在煤中加入适量氧化钙，则在煤的燃烧过程中可减少逸入空气中的SO2，解释原因并完成反应方程式。

用碳酸钙代替氧化钙，能否达到上述类似效果？

为什么？

三、三氧化硫

1、物理性质

无色易挥发的晶体，熔点为16.8℃，沸点为44.8℃。

2、化学性质

SO3具有酸性氧化物的通性、较强的氧化性。

SO3与水的反应:

能强烈吸水，在空气中发“烟”，放出大量热。

SO3＋H2O→H2SO4

SO3与碱的反应:

SO3+2NaOH→Na2SO4+H2O

SO3与碱性氧化物的反应:

SO3+BaO→BaSO4

SO3与还原性物质反应：

2HI+SO3→I2+SO2+H2O

四、硫酸

【阅读议点】

1．物理性质：

＿＿色＿＿＿的＿＿状液体，沸点338℃，是一种＿＿沸点＿＿挥发性的酸．

2．化学性质：

浓H2SO4除具有酸的通性外，还具有性、性、性等三大特性。

如：

可用作干燥剂，体现了其性，该过程属于变化；可以使有机物炭化，体现了其性，该过程属于变化；可以和Cu、C等反应，体现了其性。

SO3是______的酸酐。

SO3_____色、易挥发的（标况下）固体，具有______________的通性，熔点16.8℃，沸点44.8℃，遇水剧烈反应生成硫酸，同时放出大量的热；

【知识点拨】

1、浓硫酸和稀硫酸的组成是否相同？

如何稀释浓硫酸？

并比较它们的性质异同。

2、在中学化学实验中，经常要用到浓硫酸，请总结浓硫酸在反应中所体现的性质和作用？

3、浓硫酸和硝酸比较，谁的氧化性更强？

试设计实验证明。

4、做实验不慎，将浓硫酸倒在手上，怎样应急处理？

【问题讨论】

思考1：

下列气体中，不能用浓H2SO4干燥的有＿＿＿＿＿．

①H2②H2S③O2④CO2⑤NH3⑥SO2⑦HCl⑧HBr⑨HI

⑩Cl2

思考2：

完成下列反应方程式，注明反应条件：

　Cu+H2SO4（浓）—　　　　　　　　　　；　

Fe+H2SO4（浓）—；

FeO+H2SO4（浓）—　　　　　　　　　　；

C+H2SO4（浓）—。

思考3：

指出H2SO4在下列变化中表现出的性质或所起的作用

　①浓H2SO4能与C、S等非金属反应＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

　②蘸有浓H2SO4的纸片或火柴梗会变黑＿＿＿＿＿＿＿＿；

　③浓H2SO4与NaCl反应制取HCl气体＿＿＿＿＿＿＿＿；

　④浓H2SO4置露于空气中质量会增加＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

　⑤将锌粒投入稀H2SO4中有气泡冒出＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

　⑥铝与热的浓H2SO4反应＿＿＿＿＿＿＿＿＿．

⑦敞口放置的浓硫酸质量增重。

浓硫酸作。

⑧铝、铁容器在常温下可来盛装浓硫酸。

浓硫酸作。

⑨浓硫酸可使蔗糖、木屑变黑；浓硫酸作。

⑩浓硫酸可使胆矾晶体变白。

浓硫酸作。

（11）浓硫酸可用来干燥氢气、氧气等一些气体。

浓硫酸作。

（12）浓硫酸与铜共热制取二氧化硫气体。

浓硫酸作

【针对检测】

1、将x%的硫酸与3x%的硫酸等体积混合，混合液的溶质的质量分数（）

A、等于2x%B、大于2x%C、小于2x%D、等于4x%

2、浓硫酸可用铁制的槽运输是因为（）

A、常温下铁与硫酸不反应B、浓硫酸能使铁的表面生成氧化物保护膜

C、浓H2SO4电离出Ｈ＋很少D、密闭容器中无空气

3、下列碳酸盐中不能顺利与硫酸反应的是（）

A、Na2CO3B、CaCO3C、（NH4）2CO3D、ＭｇCO3

4、将蓝色的胆矾晶体放入浓硫酸中的现象是（）

A、胆矾溶液变成蓝色溶液B、有铜生成

C、蓝色胆矾晶体的颜色变成白色D、有刺激性气味的气体产生

5、足量的锌与下列溶液反应，在标况下产生H2体积最大的是（）

A、500ｍl0.2mol/L的盐酸溶液B、100ｍl3mol/L的盐酸溶液

C、200ｍl18.4mol/L的硫酸溶液D、300ｍl1mol/L的硫酸溶液

6、有甲、乙、丙3瓶等体积物质的量浓度的稀硫酸。

若将甲用水稀释，在乙中加入少量氯化钡溶液，丙不变。

然后用等浓度的NaOH溶液去中和，至完全反应时，所需NaOH溶液的体积是（）

A、丙〉乙〉甲B、甲=丙〉乙C、乙〉丙〉甲D、甲=乙=丙

7．能用浓H2SO4干燥的气体是（）

A．NH3B．H2C．H2SD．SO2

8、工业上制硫酸铜时，不直接用铜与浓硫酸反应，而是先将铜屑在空气中加热使之氧化，再跟硫酸反应而制得，这样做的好处

9、某稀酸B和盐A反应，放出能使品红溶液褪色的气体C，C和过量碱作用可生成A，气体C可氧化D，D溶于水生成B。

则A是B是C是D是。

有关的化学方程式

10、在溶液中可能含有下列离子的一种或数种：

SO42-、SO32-、CO32-、Cl-、OH－。

（1）当溶液中有大量H＋存在时，则溶液中不可能有较多量的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿等离子。

（2）当溶液中有大量Ba２＋存在时，则溶液中不可能有较多量的＿＿＿＿＿＿＿＿等离子。

（3）当溶液中存在大量＿＿＿和＿＿＿＿离子时，则溶液中不可能较多存在较多量的上述所有阴离子。

11、在50ml，18mol/L的浓硫酸中，加入足量的铜片，并加热，被还原的硫酸的物质的量为（）

A、等于0.45molB、小于0.45mol

C、等于0.9molD、大于0.45mol小于0.9mol

12、某研究性小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，设计了如图所示装置进行有关实验：

实验中他们取6.4g铜片与12mL18mol/L浓硫酸放在圆底烧瓶中加热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中有铜剩余。

（1）写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式：

（2）该小组认为还应有一定量的硫酸剩余。

请说明铜片未完全溶解并仍有一定量余酸的原因：

                    。

（3）为证明反应结束后的烧瓶中确有余酸，可选用下列药品中的   （填写字母编号）。

　　A.铁粉  B.BaCl2溶液  C.银粉   D.Na2CO3溶液

13．根据下图回答问题

⑴上述装置中，在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性，如观察不到明显的现象，还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气。

答：

_____________________________________________________

⑵写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式：

___________________________

⑶如果用图中的装置检验上述反应的全部产物，写出下面标号所表示的仪器中应加入的试剂的名称及其作用：

D中加入的试剂是_____________作用是_______________

B中加入的试剂是_____________作用是_______________

C中加入的试剂是_____________作用是除尽________气体

A中加入的试剂是___________________作用是_________

⑷实验时，C中应观察到的现象是____________________________

【知识点拨】

怎样检验SO42—？

待检液＋盐酸（无沉淀）＋BaCl2溶液——→白色↓

思考1：

三位学生设计了下述三个方案，并都认为，如果观察到的现象和自己设计的方案一致，即可确证试液中有SO42—。

　BaCl2溶液　　　　　足量稀HCl

方案甲：

试液————→白色沉淀————→沉淀不溶解

　　　　　　　　足量稀HCl　　　　　BaCl2溶液　

方案乙：

试液—————→无沉淀————→白色沉淀

足量稀HNO3　　　　Ba（NO3）2溶液

　方案丙：

试液—————→无沉淀——————→白色沉淀

试评价上述各种方案是否严密，并分别说明理由：

思考2．有一瓶Na2SO3溶液，由于它可能部分被氧化，某同学进行如下实验：

取少量溶液，滴入Ba（NO3）2溶液，产生白色沉淀，在加入足量稀硝酸，充分振荡后，仍有白色沉淀。

对此实验下属结论正确的是（　　）

Ａ．Na2SO3已部分被空气中的氧气氧化

Ｂ．加入Ba（NO3）2溶液后，生成的沉淀中一定含有BaSO4

Ｃ．加硝酸后的不溶沉淀一定是BaSO4

Ｄ．此实验不能确定Na2SO3是否部分被氧化

【针对检测】

1．下列反应中，硫元素被还原的是（）

A．

B．

C．

D．

2、检验某未知溶液中是否含有SO42－的下列操作中，最合理的是

　A．加入硝酸酸化了的硝酸钡溶液　B．先加硝酸酸化，再加硝酸钡溶液

　C．加入盐酸酸化了的氯化钡溶液　D．先加盐酸酸化，再加氯化钡溶液

3、下列过程中,最终的白色沉淀不一定是BaSO4的是

 A.Fe（NO3）2溶液

白色沉淀

 B.Ba（NO3）2溶液

白色沉淀

　C.无色溶液

白色沉淀

 D.无色溶液加入BaCl2溶液无沉淀

白色沉淀

4、在BaCl2溶液中通入SO2气体，溶液仍澄清；若将BaCl2溶液分盛两支试管，一支加入硝酸，另一支加入烧碱溶液，然后再通入SO2气体，结果两支试管中都有白色沉淀。

由此得出下列结论合理的是

　A．氯化钡有两性

　B．两支试管的沉淀均是亚硫酸钡

　C．SO2有还原性和酸性

　D．升高pH使SO2水溶液中SO32—浓度增大

5、在氯化钡溶液中分别加入下列物质：

①AgNO3 ②亚硫酸溶液 ③Na2SO4 ④Na2SO3可能观察到溶液浑浊的是

　A.只有②④      B.只有③④      C.只有①③④      D.①②③④

6．下列物质在空气中因氧化而变质的是（）

A．Na2SO3B．KMnO4C．NaOHD．浓硫酸

7．（2007年高考广东理基，硫酸）某溶液中可能含有SO42－、CO32－、Cl－。

为了检验其中是否含有SO42－，除BaCl2溶液外，还需要的溶液是（）

（A）H2SO4（B）HCl（C）NaOH（D）NaNO3

8．（2007年高考理综天津卷，14分，硫酸、反应热）黄铁矿主要成分是FeS2。

某硫酸厂在进行黄铁矿成分测定时，取0.1000g样品在空气中充分燃烧，将生成的SO2气体与足量Fe2（SO4）3溶液完全反应后，用浓度为0.02000mol·L－1的K2Cr2O7标准溶液滴定至终点，消耗K2Cr2O7溶液25.00mL。

已知：

SO2＋2Fe3＋＋2H2O=SO42－＋2Fe2＋＋4H＋

＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O

（1）样品中FeS2的质量分数是（假设杂质不参加反应）________________。

（2）若燃烧6gFeS2产生的SO2全部转化为SO3气体时放出9.83kJ热量，产生的SO3与水全部化合生成H2SO4，放出13.03kJ热量，写出SO3气体转化为H2SO4的热化学方程式____________________________________________。

（3）煅烧10t上述黄铁矿，理论上产生SO2的体积（标准状况）为_________L，制得98%的硫酸质量为________t，SO2全部转化为H2SO4时放出的热量是___________kJ。

9、物质的转化关系如下图所示（有的反应可能在水溶液中进行）。

其中A为化合物，甲可由两种单质直接化合得到，乙为金属单质，G为酸，乙在G的浓溶液中发生钝化。

（1）若A为黄色固体，C能使品红试液褪色，D的水溶液中加入HNO3酸化的AgNO3溶液有白色沉淀生成。

则

 ①工业上反应I在______________中进行，反应Ⅲ在_______ （均填设备名称）中进行。

 ②由两种单质直接化合得到甲的反应条件是_______或_______。

 ③反应I的化学方程式是___________________________________。

（2）若甲为淡黄色固体，D、F的溶液均呈碱性，用两根玻璃棒分别蘸取A、G的浓溶液并使它们接近，

 有大量白烟生成。

则①甲的电子式是 _____________________          。

 ②D的溶液与乙反应的离子方程式是____________________________。

 ③若1．7gA与O2反应生成气态的B和C时放出22．67kJ热量，写出该反应的热化学方程式：

___________________________________

五、硫化氢

1、物理性质

硫化氢是一种无颜色、有臭鸡蛋气味的剧毒气体。

密度比空气大，可溶于水（1：

2.6）。

2、化学性质

强还原性：

由于硫化氢中的硫元素处在最低价，所以具有很强的还原性。

H2S能被SO2、O2、Cl2、Fe3+等氧化

与O2的反应: