第六章氧族元素环境保护.doc

第六章 氧族元素 环境保护◆本章知识网络第一节 氧族元素◆ 考纲要求1． 掌握氧族元素原子结构特征及性质的相似性和递变规律2． 掌握氧族元素单质和化合物的递变关系3． 了解同素异形体的概念4． 了解臭氧和过氧化氢5． 通过氧族元素性质递变关系的分析，培养学生演绎思维能力◆ 教材导读一. 氧族元素概述1．氧族元素原子结构与性质的关系氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)等元素统称为 元素，它们位于元素周期表中的 族，其单质和化合物的性质具有相似性和递变性：相似性： 氧族元素原子最外层均为 个电子，最低化合价为 ，其他常见化合价为+4，+6〔氧除外〕；大都有同素异形体如O2和O3；除Po外均能获得2个电子作氧化剂递变性：从氧到碲随原子序数递增，电子层数依次 ，原子半径依次 ，原子得电子能力依次 ，失电子能力依次 ，金属性依次 ，非金属性依次 ；单质密度依次 ，熔沸点依次 ；单质与H2化合依次 〔Te通常不能直接与H2化合〕，氢化物〔H2R〕的稳定性依次减弱，复原性依次 ； O2、S为非导体，Se为半导体，Te为导体。

2．与同周期卤族元素性质的比拟在元素周期表中，氧族元素位于卤族元素的左边，其原子半径比同周期卤族原子的半径 非金属性比同周期的卤族元素要 硫与氯的非金属性比照：请思考哪些反响可以说明硫与氯的非金属性强弱关系？〔提示：可从置换反响、与氢反响的难易、与变价金属如Fe、Cu反响的产物等角度考虑〕硫的化合物与X2〔Cl2、Br2、I2〕的反响：H2S + X2 ＝ S↓+ 2HXSO2 + X2 + 2H2O ＝ H2SO4 +2HX二、氧族元素单质及重要化合物的性质1．氧气〔1〕物理性质： 〔2〕化学性质：〔注意反响条件、反响现象、应用及有关实验操作〕〔写出化学方程式〕 与非金属反响〔C、S、P、N2、Si〕 与金属反响〔Na、Mg、Fe、Cu〕 与化合物反响〔H2S、SO2、CO、Na2SO3、C2H2、C2H5OH、CH3CHO〕 〔3〕O2的制法：工业上主要采用别离液态空气法来得到氧气；实验室可利用KMnO4、KClO3和H2O2的分解反响来制得氧气。

2．硫〔1〕物理性质：硫通常是一种 色、松脆的固体，不溶于水，微溶于 ，易溶于CS2〔2〕化学性质：单质硫是一种弱氧化剂，在反响中既可以表现出氧化性又可以表现出复原性〔写出相关的化学方程式〕a氧化性 〔与H2、Fe、Cu、Hg、KNO3和C反响〕 b复原性与〔与O2、HNO3、H2SO4反响〕 c与碱溶液反响〔在强碱溶液中S可发生歧化，生成s2－和SO32－〕 〔3〕硫的用途：用于制黑火药〔KNO3、C、S〕、火柴、焰火、H2SO4、农药、橡胶硫化剂。

3．双氧水〔1〕物理性质： 无色粘稠的 ，氧元素为 价〔2〕化学性质：既有氧化性，又有复原性，以氧化性为主有弱酸性思考：请将下面的表格补充完整氧化性SO2+H2O2== Fe2++H2O2+ ==复原性MnO4--+H2O2+ ===不稳定性用途：H2O2可用作氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂等，也可以作为火箭燃料，及生产过氧化物的原料◆ 要点解读1．臭氧〔1〕物理性质： 常温常压下，有特殊臭味的淡蓝色气体r> r，比氧气易溶于水〔2〕化学性质：① 不稳定性：2O3 ＝ 3O2(升高温度分解速率加快)② 极强的氧化性：6Ag + O3 ＝ 3Ag2O O3+2KI+H2O=2KOH+I2+O2③ 漂白和消毒：有些染料受到O3的强烈氧化作用会褪色，还可以杀死细菌，因此，O3是一种很好的脱色剂和消毒剂﹡5、硫化氢〔H2S〕〔1〕物理性质：无色、有臭鸡蛋气味、剧毒气体，能溶于水〔1:2.26〕，密度比空气大〔2〕化学性质： a不稳定性〔受热分解〕b强复原性〔与O2、SO2、X2、FeCl3、H2SO4〔浓〕等反响〕c弱酸性〔与碱NaOH反响、与盐AgNO3、CuSO4、Pb〔NO3〕2反响〕d沉淀反响：氢硫酸与某些重金属盐反响生成有色沉淀〔多为黑色〕，常用于检验、鉴别H2S气体或可溶性硫化物或除去某些气体中的H2S杂质。

可用湿润的Pb(Ac)2试纸或Pb(NO3)2试纸检验H2S但是H2S与FeCl2、FeSO4等强酸盐不反响，这主要是因为FeS的溶解度尚不够小，可溶解于强酸中CuS、AgS、PbS不溶于水，也不溶于稀酸FeS不溶于水，但溶于酸◆名题导思【例1】．关于氧族元素性质的表达错误的选项是〔 〕〔A〕随着核电荷数的增加，氧、硫、硒、碲元素的金属性逐渐加强〔B〕H2SO4的酸性比H2TeO4的强〔C〕H2S的复原性比H2Se弱〔D〕在OF2化合物中，氟元素显+1价，氧元素显—2价解析：(A)、(B)、(C)三个选项的描述符合同主族元素性质的递变规律，而在(D)选项的OF2中，由于F是非金属性最强的元素，所以F显－1价，而O应表现+2价，所以(D)选项错误O在化合物中通常表现—2价，但在其它某些含氧化合物中，O还可能表现出其它一些特殊价态，如Na2O2中O为—1价，KO2中—价，在OF2这样的特殊含氧化合物中，O还能表现正价处理这一类关于常见元素的化合价时问题，一定要具体情况具体分析，切忌想当然答案：选〔D〕【例2】．清晨，松树林中的空气格外清新，是因为极少量的氧气能够变成臭氧〔O3〕,反响的化学方程式为：3O2 ＝ 2O3，以下有关说法正确的选项是〔 〕。

〔A〕这是一个化合反响〔B〕产生的臭氧可以填充“臭氧空洞〞〔C〕这是一个氧化复原反响〔D〕产生的臭氧与氧气是氧的同素异形体【解析】由同种元素形成的不同单质互称为同素异形体此反响为同素异形体之间的相互转换，反响类型既不是化合也不是氧化复原反响，且无论从O3的生成量或是在大气中的位置看，都涉及不到“臭氧空洞〞答案：〔D〕例3】． 在臭氧发生装置中参加氧气100mL，进行放电处理，最后气体体积变为95mL〔体积均在标准状况下测定〕，那么混合气体的密度是( ) A)1.3 g/L (B)1.5 g/L (C)1.7 g/L (D)2.0 g/L解析：根据反响前后气体体积的变化可判断氧气局部转变为了臭氧，反响后得到的是氧气和臭氧的混合气体，其质量总和等于反响前氧气的质量总质量一定的情况下，同温同压下气体 ，标况下氧气的密度为d〔O2〕=，那么反响后混合气体的密度为d〔O2〕= =1.5 g/L 答案】选〔B〕点评：此题并不需要计算出反响后混合气体中O2和O3的体积后再进行混合气体密度的计算，如果能考虑到质量守恒并能灵活运用阿伏加德罗定律的推论，此题可迅速地求得答案。

例4】工业上从含硒废料提炼硒的一种方法是用硝酸钠与硫酸处理废料，得到亚硒酸和少量硒酸．再加盐酸共热，那么硒酸转化为亚硒酸反响是2HCl+H2Se04=H2Se03+C12+H20 再将二氧化硫通入亚硒酸溶液中出现单质硒的沉淀有关结论正确的选项是 ( ) A．H2Se04的氧化性比氯气强 B．二氧化硒的复原性比二氧化硫强 C．析出1 mol硒要用H2SeO3、S03各l mol D．H2Se03的氧化性比H2Se04强 【解析】由题给反响：2HCl+H2Se04=H2SeO3+C12+H20可知：H2Se04氧化性很强才能将HCl氧化为氯气，H2Se04氧化性比氯气强，从SO2将H2Se03复原为硒单质(Se)可知：S02中+4价硫复原性强于+4价硒由H2Se03+2SO2+H20=2H2S04+Se可知：生成1 mol Se需S02 2 mol根据H2S03其氧化性比H2S04氧化性弱的规律迁移可知：H2Se03氧化性比H2Se04弱 【答案】A【例5】 有一定质量的铁粉和铜粉组成的混合物，当它跟足量氯气反响时，生成棕褐色产物的质量是59.4g；当它跟足量硫粉反响时，生成黑色产物的质量是33.5g；问此混合物中，铁和铜的质量分数各是多少？ 【解析】根据化学方程式列方程组，设混合物中有铁和铜物质的量分别为x、y2Fe + 3Cl2 2FeCl3 Cu + Cl2 CuCl22 2 1 1 X x y yFe + S FeS Cu + S CuS1 1 2 1X x y 0.5y162.5g/mol x+134.5g/mol y=59.5g88g/mol x+0.5mol 159g/mol y=33.5解得 x=0.2mol y=0.2mol 此铁铜混合物的质量为：23.9g可求得铁的质量分数：46.9% 铜为：53.1% 【答案】46.9%、53.1% 【例6】为了证明铁和硫反响产物中铁的化合价，下面是某同学设计的实验过程的一局部: 请答复以下问题： (1)混合粉末A中硫粉过量的原因是 (2)反响在“惰气环境〞中进行的原因是 ； (3)操作①是用烧热的玻璃棒点触混合粉末反响即可持。