人教版高二化学 第一节氧族元素 5页

‎ ‎ 第一节 氧族元素 ‎ 一、考点：‎ ‎1.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；理解氧族元素的性质递变规律；‎ ‎2.了解硫的氧化物对环境的污染及环境保护的意义；‎ ‎3.掌握工业上接触法制硫酸的反应原理及有关的多步反应的计算；‎ ‎4.了解硫酸的性质、用途及硫酸根离子的检验；了解几种常见的硫酸盐。‎ ‎5.掌握离子反应、离子反应发生的条件及离子方程式的书写。‎ ‎ 二、知识结构：‎ ‎1.氧族元素原子结构、单质性质 元素名称和符号 氧(O)‎ 硫(S)‎ 硒(Se)‎ 碲(Te)‎ 原子 结构 原子序数 ‎8‎ ‎16‎ ‎34‎ ‎52‎ 结构示意图 电子式 ‎·∶‎ ‎·∶‎ ‎·∶‎ ‎·∶‎ 主要化合价 ‎-2‎ ‎-2，+4，+6‎ ‎-2，+4，+6‎ ‎-2，+4，+6‎ 相同点 最外层电子数相同，都是6个电子 不同点 原子核外电子层数不同，依次增大 原子半径 物 理性 质 颜色和状态 无色无味气体 淡黄固体 灰色固体 银白色固体 密度 熔点(℃)‎ 沸点(℃)‎ 水、有机溶济溶解度 化学反 与金属反应 易与金属反应 易与金属反应 反应较难 多数不反应 与非金属反应 易与H2、C、P、S等反应 能与H2、C、O2反应 反应难 一般不反应 与化合物应 反应少 反应很少 ‎ - 5 -‎ 能与许多物质反应 能与氧化性酸、强碱反应 ‎ 一、硫 ‎1、 游离态——自然界存在于火山喷口、地壳岩层。人类在远古时代发现并使用硫。‎ 存在 ‎ 化合态——存在形式有：FeS2（非盐）、CuFeS2（复盐）、石膏、芒硝、煤和石油 ‎ 中含少量硫——污染大气物主要来源。‎ ‎2、物理性质：硫有多种同素异开体。如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。不同温度硫分子含硫原子数不同、常温是S8、高温蒸气主要是S2。常温为淡黄色晶体（淡黄色固体有：Na2O2、AgBr、黄铁矿、T、N、T等）。‎ 注意：①在溶液中通过化学反应生成少量硫时，有时称乳白色。‎ ‎ ②硫的溶解性：不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2。因此用物理方法洗去试管壁上的硫，只能用CS2作溶剂。‎ ‎3、化学性质——硫原子最外层6个电子，较易得电子，表现较强的氧化性。‎ ‎（1）与金属反应 Na+S——Na2S （剧烈反应并发生爆炸）‎ ‎ （Na+S——Na2Sx）‎ ‎ Al+S △ Al2S2（制取Al2S3的唯一途径）‎ ‎ Fe+S △ FeS（黑色）‎ 思考：①21g铁粉跟8g硫粉混合加热，冷却后将所得固体溶于足量盐酸，在标准状况下可得气体多少升？‎ ‎（据Fe～FeS～H2S↑可知，不论谁过量，有1molFe，必须生成1mol气体，则所得气 ‎ Fe～H2↑‎ 体体积为：）‎ ‎ ②若为21g硫粉和8g铁粉混合，在空气中加热，冷却后，所得固体质量为多少克？‎ ‎ （解：Fe + S △ FeS ‎ 56g 32g ‎ 8g 21g ‎ 则硫过量，但由于在空气中加热，过量的硫与O2反应生成了SO2气体，因此，所得固体只能为FeS。其质量为：）‎ ‎2Cu + S △ Cu2S（黑色）‎ 思考：①进行该实验时，将硫固体加热熔化至变成蒸气，再将光亮的铜丝放入硫蒸气中发生反应。实验时间较长，能否改成将铜丝加热后插入硫粉中？‎ ‎（不能，若将铜丝在酒精灯上加热，Cu+O2 △ CuO（黑色），铜转化为氧化铜，反应将不再发生）‎ ‎②对铜，铁与硫的反应产物进行分析，硫与Cl2的氧化性哪个更强？理由是什么？‎ ‎（氯气更强，因为S只将铜，铁氧化到低价，而氯气则将它们氧化到高价）‎ ‎ - 5 -‎ ‎（2）与非金属的反应 S+O2 点燃 SO2‎ 思考：已知2SO2+O2 2SO3+Q（Q>0）反应温度对SO3的产率影响更大。硫在空气中和纯氧中燃烧，均能产生少量SO3，问在空气中或纯氧中燃烧哪个产生更多的SO3？为什么？‎ ‎（空气中。因为纯氧中燃烧，尽管O2浓度大，但产生的热量更多，而在空气中燃烧，速率较小，产生的热量能及时分散到空气中）‎ ‎ S+H2 H2S（说明硫化氢不稳定）‎ ‎ （3）与化合物的反应 S+6HNO3（浓） △ H2SO4+6NO2↑+2H2O S+2H2SO4（浓） △ 2SO2↑+2H2O S+NaOH △ Na2S+Na2SO3+H2O 思考：由硫能溶于热碱溶液可知，用热碱溶液可洗去试管壁上的硫，实验室为何常用热Ca (OH)2溶液而不用热NaOH溶液除去试管内的硫？（因NaOH碱性强，腐蚀玻璃）‎ S + Na2S = Na2Sx S + Na2SO3 △ Na2S2O3‎ 例1、硫与热强碱溶液可生成S2-和SO32-；生成物继续与硫作用得Sz2-和S2O32-。过滤后除去过量硫，向滤液中加入一定量的强碱后，再适入足量的SO2，SO2与Sz2-也完全转化为S2O32-。问：‎ （1） S+SO2+OH-完全转化为S2O32-的离子方程式____________________‎ （2） amolS最终转化为Na2S2O3，需SO2、NaOH的物质的量分别为________‎ （3） 若amolS最终转化为Na2Sz耗原热碱溶液6molNaOH，则Na2Sx中x值为 ‎_________。‎ ‎ 解析：3S+6OH △ 2S2-+SO32-+3H2O …………①‎ ‎ S2-+（x+1）S Sx2- ………………②‎ ‎ SO32-+S △ S2O32- ……………………③‎ 由①②③迭加得：（2x+2）S+6OH- = 2Sx2-+S2O32-+3H2O …………④‎ ‎ SO2+Sx2-+OH-——S2O32-+H2O ………………⑤‎ 由④⑤迭加得：S+SO2+2OH-=S2O32-+H2O …………………………⑥‎ 答：第（1）问时，实质不必要这么繁的过程，因Sx2-、SO32-均为中间产物，只要抓住反应物为S和SO2及OH-，生成物为S2O32-和水即可得反应⑥。‎ 由⑥式可知每有1mol硫需1molSO2和2molOH-，则SO2和OH-分别为a、2amol。‎ ‎（2）由④式可知 x=‎ 例2、工业上将硫黄混入Na2SO3溶液中共热至沸可制取Na2S2O3。制备Na2S2O3的另一种方法是把SO2通入Na2S和Na2CO3的混合液中，在反应过程中，先生成黄色沉淀，其量逐渐增多，然后又逐渐减少。当形成无色透明溶液时，反应完成：‎ （1） 写出用上述反应制备Na2S2O3的化学方程式 ‎ ①_________________________ ②____________________‎ ‎ - 5 -‎ ‎ ③_________________________ ④Na2SO3+S △ Na2S2O3‎ （1） 原料中Na2CO3、Na2S、SO2的物质的量比最佳是___________________。‎ （2） 若SO2过量，则又会有黄色沉淀出现，其原因是（用离子方程式表示）______________。‎ 解析：由于SO2溶于水生成H2SO3，而H2SO3是中强酸，其酸性比H3PO4还要强。则 ‎ （1）①SO2+H2O+Na2S= Na2SO3+H2S ‎ ②SO2+Na2CO3= Na2CO3+CO2‎ ‎ ③SO2+2H2S= 3S↓+2H2O ‎ （2）要求三种物质的最佳配比，必须牢牢抓住关键的反应式④，其反应物为S和 Na2SO3，S由反应③生成，Na2SO3由反应①②形成，由反应③可知每生成3molS需2molH2S和1molSO2，则反应④可改为3Na2SO3+3S=3Na2S2O3，而生成2molH2S则需2molNa2S和2molSO2，同时生成2mol Na2SO3，现还差1mol Na2SO3，由反应②提供。则Na2CO3、Na2S、SO2的最佳物质的量比为1:2:4。‎ ‎ （3）若SO2过量，又生成3H2SO3，H2SO3+S2O32-H2S2O3+SO32-，H2S2O3极不稳定，H2S2O3→H2O+S+SO2，SO2与SO32-又能继续转化为HSO3-，因此，该反应的离子方程式为：‎ ‎ SO2+H2O+S2O32-=S↓+2HSO3-‎ ‎ 2e 10e ‎ S + 3C +2KNO3 点燃 K2S+N2↑+3CO2（黑火药爆炸）‎ 橡胶的硫化（化学变化，将橡胶从线型结构转化为体型网状结构，增强橡胶的强度和弹性）‎ 随堂练习 一、选择题(每小题有1—2个选项符合题意) ‎ ‎1．关于氧族元素性质的叙述错误的是 （ ）‎ ‎ A．随着核电荷数的增加，氧、硫、硒、碲元素的金属性逐渐增强 ‎ B．H2SO4的酸性比H2Te04的强 ‎ C．H2S的还原性比HeSe强 ‎ D．在OF2中，氧元素显-2价，氟元素显+1价 ‎ ‎2．下列物质中，酸性最弱的是 （ ）‎ ‎ A．HClO4 B．H2SO4 C H2TeO4 D． HeSeO4 ‎ ‎3．不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的事实是 （ ）‎ ‎ A．Cl2能与H2S溶液发生置换反应 ‎ B．受热时H2S能分解，HCl则不能 ‎ C．单质硫可在空气中燃烧，C12不能 ‎ D．溶于水时HCl是强酸，H2S是弱酸 ‎ ‎4．能够导电的非金属是 （ ）‎ ‎ A．铝 B．石墨 C．金刚石 D．碲 ‎ ‎ - 5 -‎ ‎5．下列关于臭氧性质的叙述中不正确的是 （ ）‎ ‎ A．臭氧比氧气的氧化性更强，常温下能将Ag、Hg等较不活泼的金属氧化 ‎ B．臭氧可以杀死许多细菌，是一种良好的消毒剂 C．臭氧和活性炭一样，能够吸附有机色素，是一种很好的脱色剂 ‎ D．臭氧和氧气一定条件下可以相互转化 ‎ ‎6．在氧、硫、硒、碲四种元素中，下列叙述不正确的是 （ ）‎ ‎ A．H2Te还原性最弱 D．单质碲的密度最大 ‎ C．硒是半导体材料 D．H2SO4的酸性最强 ‎ ‎7．标准状况下，在臭氧发生器中装入100mL氧气，最后的体积变为95mL(标准状况)。则最终状况时混合气体的密度是 （ ）‎ ‎ A．1.3g／L B．1.5g／L C．1.7g／L D．1.9g／L 二、填空题 ‎ ‎8．硫通常是一种淡黄色晶体。有橙色、无色、红棕色三种颜色的硫蒸气，它们都是硫的单质，但每个分子中硫原子的个数不同，可用Sx表示。对三种蒸气测定结果是：①橙色蒸气密度折算到标准状况后是11.34g／L，则它的化学式是__________；②红棕色蒸气的质量是相同状况时同体积空气的6.62倍，则它的化学式是_________；③五色蒸气对氢气的相对密度是64，则它的化学式是__________。此事实说明，硫有_____________________. ‎ ‎9．1995年诺贝尔化学奖授予致力于研究臭氧层破坏问题的三位环境化学家。大气中的臭氧层可滤除大量的紫外线，保护地球上的生物。氟利昂(如CCl2F2)可在光的作用下分解产生Cl原子，口原子会对臭氧层产生长久的破坏作用。有关反应为：‎ ‎ O3 =O2+O ‎ Cl+03=C1O+O2‎ ‎ ClO+O=Cl+O2‎ ‎ (1)上述变化的总反应式______________________________‎ ‎ (2)在上述变化中，Cl原子的作用是 （ ）‎ ‎ A．反应物 B．生成物 ‎ C．中间产物 D．催化剂 ‎ (3)若上述变化过程中，物质得到氧是被氧化，失去氧 ‎ 是被还原，则O3、O2、ClO、Cl氧化能力由大到小的 ‎ 排列顺序是____________________。‎ ‎ - 5 -‎