第六章 第1节.docx
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第六章第1节
第六章 氧族元素及环境保护
第一节氧族元素
1．（2010·四川成都三校联考）下列有关环境问题的说法正确的是（ ）
A．pH在5.6～7.0之间的降水通常称为酸雨
B．臭氧的体积分数超过10－5%的空气有利于人体健康
C．燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量
D．含磷合成洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染
解析：
A项中pH小于5.6的降水称为酸雨；B项中臭氧的体积分数超过10－5%的空
气对人体健康有害；D项中含磷合成洗涤剂容易导致水体污染。
答案：
C
2．（2010·模拟题）吸进人体内的O2有2%转化为氧化性极强的活性氧（[O]），它能加速人体衰老，因而被称为“夺命杀手”。
我国科学家尝试用含硒化合物Na2SeO3消除人体内的活性氧，这时Na2SeO3的作用是（ ）
A．氧化剂B．还原剂C．催化剂D．是氧化剂也是还原剂
解析：
在Na2SeO3中Se呈＋4价，Se最高价为＋6价，显然Na2SeO3具有还原性，
还原人体内的活性氧。
答案：
B
3．（2010·改编题）据报道，科学家已成功合成了少量O4，有关O4的说法正确的是（ ）
A．O4与O3、O2是同素异形体
B．O4比O3和O2的结构复杂、性质稳定
C．相同质量的O4与O3所含原子个数比为4∶3
D．64g的O4占有的体积为22.4L
解析：
O4是氧元素的一种新单质，所以A项正确；O2能够稳定存在于大气中，比
O4分子稳定，B项不正确；相同质量的O4、O3、O2所含的O原子个数均相等，C项
不正确；64g的O4为1mol，它占有的体积不一定是22.4L，这与温度压强有关。
答案：
A
4．（2010·模拟题）氢硫酸不稳定，要现用现配；从H2S的性质全面考虑，下列吸收H2S
制备氢硫酸的装置最合理的是（ ）
解析：
H2S气体可溶于水，1体积水大约溶解2.6体积H2S，H2S有毒，不能随意排
放到大气中，可见只有D项符合题意。
答案：
D
5．（2010·山西师大附中期中考题）青藏铁路于2006年7月1日全线通车，为防止旅客出现高原反应，列车上特备有氧气罐，青藏高原上水烧开的温度低于100℃。
如图所示，夹子开始处于关闭状态，试管①内盛有96℃的水，①内的空气处于标准大气压。
将液体A滴入试管②与气体B充分反应，打开夹子，可发现试管①内的水立刻沸腾了。
则液体A与气体B的组合不可能是下列中的（ ）
A．氢氧化钠溶液、二氧化碳B．硝酸钾溶液、氯化氢
C．水、氧气D．水、二氧化氮
解析：
96℃水立刻沸腾，说明液体A吸收了气体B，使整个系统内气体压强减小，
可见只有C项符合题意。
答案：
C
6．（2009·天津八校5月联考题）1995年三位美国科学家因在氟利昂和臭氧层方面的工作
获得诺贝尔化学奖，他们的研究揭示了大气中臭氧层被破坏的机理，由图可知（ ）
A．日光在反应中作催化剂
B．过氧化氯是一种很稳定的物质
C．过氧化氯的结构式为O—Cl—Cl—O
D．臭氧分子最终转变成氧气分子
解析：
A项，日光提供反应③的能量而非催化作用。
由③知过氧化氯不是很稳定的
物质。
根据化学键理论，过氧化氯的结构式应为Cl—O—O—Cl。
O3经过循环最终变
为O2，臭氧层被破坏。
答案：
D
7．（2010·东营一中期中考题）已知S2O8n－离子和H2O2一样含有过氧键，因此也有强氧化
性，S2O8n－离子在一定条件下可把Mn2＋氧化成MnO4－离子；若反应后S2O8n－变成
SO42－，反应中氧化剂与还原剂的离子数之比为5∶2，则S2O8n－中的n值和S元素的化合价是（ ）
A．2，＋7B．2，＋6C．4，＋7D．4，＋4
解析：
由题干条件可以写出以下反应：
5S2O8n－＋2Mn2＋＋8H2O===10SO42－＋2MnO4
－＋16H＋，根据电荷守恒可知n＝2；结合信息，S2O82－中存在“—
—
—”，根据
电子转移可知，5molS2O82－转移10mole－，即每molS2O82－转移2mole－，即一个
S2O82－中含有一个“—
—
—”，那么“S”元素在反应中化合价未发生变化，即
为＋6价。
答案：
B
8．（2010·广州五校联考题）近期，北京大学的两位教授率先发现人体心肺血管中存在微量硫化氢，它对调节心血管功能具有重要作用。
下列叙述正确的是（ ）
A．硫化氢分子很稳定，受热难分解
B．硫化氢分子中所有原子的最外电子层都达到8电子结构
C．将硫化氢通入溴水，溴水褪色
D．硫化氢是电解质，其电离方程式是H2S===2H＋＋S2－
解析：
A项，H2S加热时可发生分解反应；B项，H2S分子中H原子的最外层达到2
电子结构；C项，发生的反应为：
H2S＋Br2===2HBr＋S↓，H2S能使溴水褪色；D
项，H2S是二元弱酸，应是分步电离。
答案：
C
9．（2010·改编题）已知3O2（g）2O3（g）；ΔH＝＋144.8kJ/mol且“Cl”大多数来自致冷剂氟利昂。
下列说法不正确的是（ ）
A．臭氧层中氟利昂释放出的氯原子是O3分解的催化剂
B．高压放电条件下O2可以生成O3
C．O3转变为O2的能量曲线可用右图表示
D．O3和O2为同素异形体
解析：
从已知条件可判断A项叙述正确；也可以得出“2O3”的总能量比“3O2”的
总能量高144.8kJ，那么不是最高处的能量比“3O2”的总能量高144.8kJ，所以C
项不正确；雷雨过后，空气清新，就是因为打雷放电条件下，O2生成了O3的原因，
B项正确。
答案：
C
10．（2010·模拟题）张老师做了一个如图所示的实验（H2燃烧），发现烧杯中酸性KMnO4
溶液褪色。
若将烧杯中的溶液换成含有少量KSCN的FeCl2溶液，溶液显红色。
判断
下列说法中正确的是（ ）
A．该条件下生成的水分子化学性质比较活泼
B．该条件下H2被冷却为液态氢，液氢的水溶液具有还原性
C．该条件下H2燃烧生成了只具有氧化性的物质
D．该条件下H2燃烧的产物中可能含有一定量的H2O2
解析：
根据实验现象知，该物质既能与酸性高锰酸钾溶液反应，又能与氯化亚铁反
应，说明它既有氧化性又有还原性，H2＋O2
H2O2。
2MnO4－＋5H2O2＋6H＋
===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O,2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
答案：
D
11．（2010·德州一中期中考题）为了探究铁与硫反应的产物中是否存在Fe2S3，某研究性
学习小组拟设计实验进行探究。
他们查阅资料获得以下信息：
在酸性溶液中2Fe3＋＋
S2－===2Fe2＋＋S↓；在碱性溶液中，Fe2S3不溶解，Fe2S3为黑色固体。
实验操作步骤
如下：
①将铁粉和硫粉按一定质量比混合，在氩气存在的环境中，用灼热的玻璃棒点触混
合物粉末，反应即可发生并持续进行，冷却后得到黑色固体M。
②取黑色固体少许，加入浓氢氧化钠溶液并稍加热，冷却后过滤，得一黑色滤渣。
③将滤渣洗涤、烘干、称量、得其质量为8.8g。
④向滤渣中先加入过量的硫酸溶液，再加入双氧水，最后加入过量的氢氧化钠溶
液，得到沉淀。
⑤将沉淀过滤、洗涤、灼烧、称量，得氧化铁质量为8.0g。
（1）反应在稀有气体环境中进行的原因是
______________________________________________________________________；
铁粉与硫粉的混合粉末中，二者的量的关系是________，原因是
_______________________________________________________________________。
（2）用灼热的玻璃棒点触混合物粉末，反应即可发生并持续进行的原因是
_______________________________________________________________________；
加入浓氢氧化钠溶液并稍加热的目的是________，反应的离子方程式为
_______________________________________________________________________。
（3）通过计算可知，8.8g固体产物中，铁、硫元素的质量比为________，由此得出的
结论是
______________________________________________________________________。
（4）步骤④中有关金属元素参加反应的离子方程式是
_______________________________________________________________________。
（5）为了探究上述黑色固体M的性质，他们设计了如下装置：
实验过程中，观察到E瓶中产生黑色沉淀。
①简述检验装置A气密性的方法：
_______________________________________________________________________。
②B中现象可能是________，D中的现象是
_______________________________________________________________________。
③写出C、E装置的离子方程式：
_______________________________________________________________________。
④推断M与稀硫酸反应产生的气体的性质：
________。
a．酸性b．还原性c．氧化性d．漂白性
解析：
（3）依题意，实验最终的氧化物是氧化铁，n（Fe）＝
×2＝0.1mol，
m（Fe）＝0.1mol×56g·mol－1＝5.6g,8.8g固体产物中只含硫和铁，则m（S）＝8.8g－5.6
g＝3.2g，n（S）＝0.1mol，故m（Fe）∶m（S）＝5.6g∶3.2g＝7∶4，n（Fe）∶n（S）＝0.1
mol∶0.1mol＝1∶1。
答案：
（1）防止氧气参与反应 硫粉稍过量 防止铁与硫化铁反应，干扰实验结果
（2）铁与硫粉反应是放热反应 除去过量的硫 3S＋6OH－===2S2－＋SO32－＋3H2O
（3）7∶4 铁与硫反应的产物中不存在Fe2S3，而全部是FeS
（4）FeS＋2H＋===Fe2＋＋H2S↑ 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O Fe3＋＋3OH－
===Fe（OH）3↓
（5）①关闭活塞，向长颈漏斗中加入适量水，使漏斗中液面高于试管中液面，停止加
水，片刻后，液面差没有变化，表明装置A气密性良好 ②紫色石蕊试液变红色
溶液紫红色褪去 ③Br2＋H2S===S↓＋2Br－＋2H＋；H2S＋Cu2＋===CuS↓＋2H＋
④ab
12．（2008·北京理综）通常状况下，X、Y和Z是三种气态单质。
X的组成元素是第三周期原子半径最小的元素（稀有气体元素除外）；Y和Z均由元素R组成，反应Y＋2I－＋2H＋===I2＋Z＋H2O常作为Y的鉴定反应。
（1）Y与Z的关系是________（选填字母）。
a．同位素b．同系物c．同素异形体d．同分异构体
（2）将Y和二氧化硫分别通入品红溶液，都能使品红溶液褪色。
简述用褪色的溶液区
别二者的实验方法
_______________________________________________________________________。
（3）举出实例说明X的氧化性比硫单质的氧化性强（用化学方程式表示）
_______________________________________________________________________。
（4）气体（CN）2与X化学性质相似，也能与H2反应生成HCN（其水溶液是一种酸）。
①HCN分子中含有4个共价键，其结构式是____________。
②KCN溶液显碱性，原因是（用离子方程式表示）___
____________________________________________________________________。
（5）加热条件下，足量的Z与某金属M的盐MCR3（C为碳元素）完全反应生成CR2和
MmRn（m、n均为正整数）。
若CR2质量为w1g，MmRn质量为w2g，M的相对原子质
量为a，则MmRn中m∶n＝________（用含w1，w2和a的代数式表示）。
解析：
本题考查原子结构与元素周期律。
第三周期除稀有气体原子外，原子半径最
小的是氯元素，故X为Cl2。
由Y＋2I－＋2H＋===I2＋Z＋H2O知，Y为O3，Z为O2。
（1）Y与Z互为同素异形体。
（2）臭氧具有强氧化性，能使品红溶液永久性褪色；二氧
化硫与品红溶液化合生成不稳定的无色物质，受热后溶液恢复至原来的颜色。
（3）证
明氯气的氧化性比硫单质的强，其方法较多，最简单的方法是向硫化氢溶液中通入
氯气，溶液变浑浊。
（4）HCN分子中每个原子最外层均达到稳定结构，故其结构式为
CHN。
（5）Z为O2，MCR3是MCO3，反应的化学方程式为
O2＋mMCO3===mCO2＋MmOn
44m（am＋16n）
w1gw2g
则44m：
（am＋16n）＝w1g∶w2g，即m（44w2－aw1）＝16nw1，故m∶n＝16w1∶（44w2
－aw1）。
答案：
（1）c
（2）加热褪色后的溶液，若溶液恢复红色，则原通入气体为SO2；若溶液
不变红，则原通入气体是O3
（3）2Fe＋3Cl2
2FeCl3；Fe＋S
FeS（或H2S＋Cl2===S↓＋2HCl）
（4）①CHN ②CN－＋H2OHCN＋OH－
（5）16w1∶（44w2－aw1）
13．（2010·模拟题）Ⅰ.1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧作出特殊贡献的化学家。
O3能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。
O3分子的结构如图所示：
呈Ⅴ
型，键角116.5°。
三个原子以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成一个
非极性共价键；中间O原子提供2个电子，旁边两个O原子各提供1个电子，构成
一个特殊的化学键（虚线内部分）——三个O原子均等地享有这4个电子。
请回答：
（1）下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是（ ）
A．H2OB．CO2C．SO2D．BeCl2
（2）O3分子是否为极性分子________（填“是”或“否”）。
（3）O3与O2间的转化是否为氧化还原反应________（若否，请回答①小题；若是，请
回答②小题）。
①O3具有强氧化性，它能氧化PbS为PbSO4，而O2不能，试配平：
________PbS＋________O3——________PbSO4＋________O2
②O3在催化剂作用下生成1molO2转移电子______mol。
Ⅱ.某一反应体系有反应物和生成物共七种物质：
O2、KMnO4、MnSO4、H2SO4、
H2O2、H2O、K2SO4。
已知该反应中H2O2只发生如下过程：
H2O2―→O2。
试回答下
列问题：
（1）该反应中的氧化剂是________。
（2）该反应中，发生还原反应的过程是________。
（3）配平下面化学反应的化学方程式：
KMnO4＋H2O2＋H2SO4===K2SO4＋MnSO4＋H2O＋O2↑
（4）若反应转移了2mol电子，则产生的气体在标准状况下的体积为______。
解析：
Ⅰ.O3分子中的特殊化学键→O3分子中电荷
分布为：
→O3分子是极性分子。
O3→
O2变化中有一个O降
，两个
O均升
→1molO3分解时转移
mole－→生成1molO2时转化
×
mole－。
Ⅱ.由O2→O2→H2O2作还原剂→KMnO4作氧化剂→MnSO4是还原产物→KMnO4与
H2O2物质的量之比是2∶5→配平（2、5、3,1、2、8、5）。
答案：
Ⅰ.
（1）C
（2）是 （3）是 ②4/9
Ⅱ.
（1）KMnO4 MnSO4 →MnSO4 （3）2 5 3 === 1 2 8 5 （4）22.4L
14．（2010·模拟题）下图是部分短周期元素的单质及其化合物的转化关系图（有关反应的
条件及生成的H2O已略去），已知（a）A、B、C、D是非金属单质，其中B、C、D在
常温常压下是气体。
（b）反应①、②是化工生产中的重要反应。
（c）化合物E是形成酸
雨的污染物之一，化合物K是常用的氮肥。
（d）化合物L具有漂白性，可由Cl2与NaOH
溶液反应而制得。
（e）化合物J由两种元素组成，其相对分子质量为32。
请按要求填空：
（1）反应③的化学方程式
_______________________________________________________________________。
（2）C的结构式________；H的化学式
_______________________________________________________________________。
（3）L的溶液与化合物E反应的离子方程式________________________。
（4）化合物J的化学式________。
解析：
突破口在于C、D常温常压下为气态的非金属单质、反应②是化工生产中重要
的反应，符合这两个条件的是H2和Cl2，N2和H2，K为常用的氮肥，则F为NH3；
E为造成酸雨的污染物，可由常温常压下非气体的非金属A和气体B制得，故为SO2，
H即为NH4HSO3或（NH4）2SO3。
由Cl2与NaOH制得的漂白性物质L为NaClO，它与
NH3反应生成J，J又可与O2生成C等信息，可知构成J化合物的元素是N和H，式
量为32的必为N2H4，则C为N2。
根据氧化还原的原理可写出方程式。
A为S，B
为O2，C为N2，D为H2，E为SO2，F为NH3，L为NaClO，H为NH4HSO3或（NH4）2SO3，
I为NaCl，J为N2H4，K为（NH4）2SO4。
答案：
（1）2NH3＋H2SO4===（NH4）2SO4
（2）NN （NH4）2SO3或NH4HSO3
（3）ClO－＋SO2＋2OH－===Cl－＋SO42－＋H2O
（4）N2H4
15．（2009·山师附中5月考题）实验室常用30%（质量分数）的H2O2溶液快速制取少量O2，
可采用如下图所示装置。
试回答：
（1）MnO2的作用是
_______________________________________________________________________。
（2）反应的化学方程式为
_______________________________________________________________________。
（3）在实验过程中，除去Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ装置中的空气的操作是：
_______________________________________________________________________。
（4）若要在Ⅳ装置中收集的气体为干燥的O2，则Ⅱ装置中应盛________（填药品名
称），通过
_______________________________________________________________________
的现象可确定Ⅳ装置中为干燥的O2。
（5）图中Ⅰ装置能否用Ⅴ装置代替？
________（填“能”或“否”），其理由是
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________。
解析：
实验目的是制取少量O2，实验原理是用MnO2催化H2O2分解。
注意基本实验
操作的规范性。
答案：
（1）作催化剂
（2）2H2O2
2H2O＋O2↑
（3）待Ⅰ装置中反应进行一会儿之后再收集氧气
（4）浓H2SO4 Ⅲ装置中无水CuSO4不变蓝
（5）否 因为MnO2为粉末状固体，遇H2O2后从隔板的孔中落入到试管底部，此时反
应速率将无法控制，导致试管内压强剧增，大量液体将从漏斗中压出
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